Как сделать ничего в питоне

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 04.10.2024

Написал достаточно большую программу на Python 3 (на данный момент все оформлено в виде одного большого main.py). В ней почти все состоит из функций, подгружается достаточно много внешних модулей. Программа нелинейная, и, в зависимости от задачи, в разном порядке может производить разные действия.

Возникла потребность вторично использовать уже написанный код. Можно, конечно, делать

но есть одна заковырка. Мне необходимо увеличить скорость импорта из главного модуля. При этом возникают следующие вопросы:

1) Что делать с внешними модулями (os, sys, difflib, pyperclip, zipfile, rarfile, pyunpack, codecs, re, time, shutil, webbrowser. )? Если подгружать все сразу, то даже импорт какого-нибудь примитива из главного модуля займет несколько секунд из-за подгрузки всех внешних модулей. Если же подгружать модули в случае необходимости, то, во-первых, как проверить их существование на самом старте и сообщить об этом, а не ловить ошибки посреди работы, а во-вторых, придется во все функции вставлять import, что не очень хорошо хотя бы потому, что одни и те же модули могут загружаться несколько раз (хотя я и не знаю, как это реализовано, может, python умный и не делает импорт из тех же самых модулей по нескольку раз).

2) Программа использует кучу глобальных переменных, которые подгружаются из внешнего файла посредством parser.get (.getint, .getfloat и т.д.). Возникает такой же вопрос, как и с модулями. Кроме того, как мне объявлять эти переменные? Просто в теле главного модуля? Тогда каждый мало-мальский импорт из главного модуля потребует наличия конфигурационного файла. А если в виде функции, то как сделать загружаемые из конфига переменные глобальными? Большинство переменных нужны на чтение, но некоторые нужны и на запись. Бывалые питонисты не рекомендуют использовать global. Кроме того, рекомендуется объявлять переменные явно, а не через exec и eval, потому что это угроза безопасности. Но при этом опять оказывается необходимым тащить с собой конфиг.

3) В каждой функции, чтобы иметь возможность контролировать ее результат, я использую логирование. Логирование также может использовать внешние модули (например, os), а также некоторые глобальные переменные (на чтение). Что с этим делать? Поставить заглушку, если условие if __name__ == '__main__' не выполняется?

4) Я не особо опытен, программирую на питоне год или полтора для собственных нужд. На данный момент весь код стремлюсь оформлять в виде функций. Нужно ли переходить на классы или это просто разные парадигмы?

Для определения функции нужно всего лишь написать ключевое слово def перед ее именем, а после — поставить двоеточие. Следом идет блок инструкций.

Последняя строка в блоке инструкций может начинаться с return , если нужно вернуть какое-то значение. Если инструкции return нет, тогда по умолчанию функция будет возвращать объект None . Как в этом примере:

Функция инкрементирует глобальную переменную i и возвращает None (по умолчанию).

Вызовы

Для вызова функции, которая возвращает переменную, нужно ввести:

Для вызова функции, которая ничего не возвращает:

Функцию можно записать в одну строку, если блок инструкций представляет собой простое выражение:

Функции могут быть вложенными:

Функции — это объекты, поэтому их можно присваивать переменным.

Инструкция return

Возврат простого значения

Аргументы можно использовать для изменения ввода и таким образом получать вывод функции. Но куда удобнее использовать инструкцию return , примеры которой уже встречались ранее. Если ее не написать, функция вернет значение None .

Возврат нескольких значений

Пока что функция возвращала только одно значение или не возвращала ничего (объект None). А как насчет нескольких значений? Этого можно добиться с помощью массива. Технически, это все еще один объект. Например:

Аргументы и параметры

В функции можно использовать неограниченное количество параметров, но число аргументов должно точно соответствовать параметрам. Эти параметры представляют собой позиционные аргументы. Также Python предоставляет возможность определять значения по умолчанию, которые можно задавать с помощью аргументов-ключевых слов.

Параметр — это имя в списке параметров в первой строке определения функции. Он получает свое значение при вызове. Аргумент — это реальное значение или ссылка на него, переданное функции при вызове. В этой функции:

x и y — это параметры, а в этой:

При определении функции параметры со значениями по умолчанию нужно указывать до позиционных аргументов:

Если использовать необязательный параметр, тогда все, что указаны справа, должны быть параметрами по умолчанию.

Выходит, что в следующем примере допущена ошибка:

Для вызовов это работает похожим образом. Сначала нужно указывать все позиционные аргументы, а только потом необязательные:

На самом деле, следующий вызов корректен (можно конкретно указывать имя позиционного аргумента), но этот способ не пользуется популярностью:

А этот вызов некорректен:

При вызове функции с аргументами по умолчанию можно указать один или несколько, и порядок не будет иметь значения:

Можно не указывать ключевые слова, но тогда порядок имеет значение. Он должен соответствовать порядку параметров в определении:

Если ключевые слова не используются, тогда нужно указывать все аргументы:

Второй аргумент можно пропустить:

Чтобы обойти эту проблему, можно использовать словарь:

Значение по умолчанию оценивается и сохраняется только один раз при определении функции (не при вызове). Следовательно, если значение по умолчанию — это изменяемый объект, например, список или словарь, он будет меняться каждый раз при вызове функции. Чтобы избежать такого поведения, инициализацию нужно проводить внутри функции или использовать неизменяемый объект:

Еще один пример изменяемого объекта, значение которого поменялось при вызове:

Дабы не допустить изменения оригинальной последовательности, нужно передать копию изменяемого объекта:

Указание произвольного количества аргументов

Позиционные аргументы

Иногда количество позиционных аргументов может быть переменным. Примерами таких функций могут быть max() и min() . Синтаксис для определения таких функций следующий:

При вызове функции нужно вводить команду следующим образом:

Python обрабатывает позиционные аргументы следующим образом: подставляет обычные позиционные аргументы слева направо, а затем помещает остальные позиционные аргументы в кортеж (*args), который можно использовать в функции.

Если лишние аргументы не указаны, значением по умолчанию будет пустой кортеж.

Произвольное количество аргументов-ключевых слов

Как и в случае с позиционными аргументами можно определять произвольное количество аргументов-ключевых слов следующим образом (в сочетании с произвольным числом необязательных аргументов из прошлого раздела):

При вызове функции нужно писать так:

Python обрабатывает аргументы-ключевые слова следующим образом: подставляет обычные позиционные аргументы слева направо, а затем помещает другие позиционные аргументы в кортеж (*args), который можно использовать в функции (см. предыдущий раздел). В конце концов, он добавляет все лишние аргументы в словарь (**kwargs), который сможет использовать функция.

Важно, что пользователь также может использовать словарь, но перед ним нужно ставить две звездочки (**):

Порядок вывода также не определен, потому что словарь не отсортирован.

Документирование функции

Если изучить ее, обнаружатся два скрытых метода (которые начинаются с двух знаков нижнего подчеркивания), среди которых есть __doc__ . Он нужен для настройки документации функции. Документация в Python называется docstring и может быть объединена с функцией следующим образом:

Команда docstring должна быть первой инструкцией после объявления функции. Ее потом можно будет извлекать или дополнять:

Методы, функции и атрибуты, связанные с объектами функции

Если поискать доступные для функции атрибуты, то в списке окажутся следующие методы (в Python все является объектом — даже функция):

И несколько скрытых методов, функций и атрибутов. Например, можно получить имя функции или модуля, в котором она определена:

Есть и другие. Вот те, которые не обсуждались:

Рекурсивные функции

Рекурсия — это не особенность Python. Это общепринятая и часто используемая техника в Computer Science, когда функция вызывает сама себя. Самый известный пример — вычисление факториала n! = n * n — 1 * n -2 * … 2 *1. Зная, что 0! = 1, факториал можно записать следующим образом:

Другой распространенный пример — определение последовательности Фибоначчи:

Важно, чтобы в ней было была конечная инструкция, иначе она никогда не закончится. Реализация вычисления факториала выше, например, не является надежной. Если указать отрицательное значение, функция будет вызывать себя бесконечно. Нужно написать так:

Важно!
Рекурсия позволяет писать простые и элегантные функции, но это не гарантирует эффективность и высокую скорость исполнения.

Если рекурсия содержит баги (например, длится бесконечно), функции может не хватить памяти. Задать максимальное значение рекурсий можно с помощью модуля sys .

Глобальная переменная

Вот уже знакомый пример с глобальной переменной:

Здесь функция увеличивает на 1 значение глобальной переменной i . Это способ изменять глобальную переменную, определенную вне функции. Без него функция не будет знать, что такое переменная i . Ключевое слово global можно вводить в любом месте, но переменную разрешается использовать только после ее объявления.

За редкими исключениями глобальные переменные лучше вообще не использовать.

Присвоение функции переменной

С существующей функцией func синтаксис максимально простой:

Переменным также можно присваивать встроенные функции. Таким образом позже есть возможность вызывать функцию другим именем. Такой подход называется непрямым вызовом функции.

Менять название переменной также разрешается:

В этом примере a1, a2 и func имеют один и тот же id. Они ссылаются на один объект.

Практический пример — рефакторинг существующего кода. Например, есть функция sq , которая вычисляет квадрат значения:

Позже ее можно переименовать, используя более осмысленное имя. Первый вариант — просто сменить имя. Проблема в том, что если в другом месте кода используется sq , то этот участок не будет работать. Лучше просто добавить следующее выражение:

Последний пример. Предположим, встроенная функция была переназначена:

Теперь к ней нельзя получить доступ, а это может стать проблемой. Чтобы вернуть ее обратно, нужно просто удалить переменную:

Анонимная функция: лямбда

Лямбда-функция — это короткая однострочная функция, которой даже не нужно имя давать. Такие выражения содержат лишь одну инструкцию, поэтому, например, if , for и while использовать нельзя. Их также можно присваивать переменным:

В отличие от функций, здесь не используется ключевое слово return . Результат работы и так возвращается.

С помощью type() можно проверить тип:

На практике эти функции редко используются. Это всего лишь элегантный способ записи, когда она содержит одну инструкцию.

Изменяемые аргументы по умолчанию

Перед началом статьи хочу сказать, что еще больше полезной и нужной информации вы найдете в нашем Telegram-канале. Подпишитесь, мне будет очень приятно.

Первым делом спросим себя, что такое Python? Создатель языка, Гвидо ван Россум, описывает его следующим образом:

Язык программирования высокого уровня, главная идея которого — это простая читабельность и синтаксис, который позволяет программистам выражать концепцию программы парой строк кода

Лично для меня, первой причиной изучать Python было то, что это очень красивый язык программирования, выражать мысли в котором просто и естественно.

Следующей причиной было то, что Python мультизадачный. Мы можем его использовать для анализирования данных, разработки сайтов, машинного обучения. Quora, Pinterest и Spotify используют именно Python для своего back-end’а. Хорошая мотивация, чтобы узнать чуть больше об этом.

Вы можете думать о переменных, как о словах, что держат в себе какое-то значение. Очень просто.

Помимо числовых значений, мы также можем использовать логические (true/false, в переводе истинно/ложно), строки, десятичные числа и много других типов.

if 1 > 2: print("1 is greater than 2" elif 2 > 1: print("1 is not greater than 2") else: print("1 is equal to 2")

В Python, можно создавать циклы различными способами. Мы расскажем о двух: while и for.

Цикл While: до тех пор, пока условие истинно, код внутри цикла будет выполняться. Таким образом, следующий код напишет числа от 1 до 10.

Ещё один небольшой пример, чтобы лучше понять цикл while:

loop_condition = True while loop_condition: print("Loop Condition keeps: %s" %(loop_condition)) loop_condition = False

Условие цикла (loop condition) установлено в True, поэтому цикл будет выполняться до тех пор, пока мы не переключим его в значение False.

Видите? Очень просто. Цикл начинается с 1 и продолжается до 11 элемента.

Представьте что вы хотите сохранить значение 1 в переменной. или может теперь вы хотите сохранить 2. А ещё 3, 4, 5…

Есть ли иной способ хранить все числа, что нам нужны, не имея при этом, не создавая при этом миллионы переменных? Как оказывается, есть иной способ хранить их всех.

Список(массив) это коллекция, которая может быть использована для хранения нескольких значений(в нашем случае чисел). Используется он следующим образом:

my_integers = [1, 2, 3, 4, 5]

Это действительно просто. Мы создали список и сохранили его в my_integers.

Хороший вопрос. В списках есть концепция, которая зовётся номером (индексом). Номером первого элемента в списке является 0, следующий получает 1 и так далее.

Чтобы донести это проще, мы можем представить список, у которого каждый элемент подписан своим номером. Как на следующей картинке:

Используя синтаксис Python не сложно понять и следующее:

Представьте, что мы больше не хотим хранить числа. Вместо этого мы хотим составить список имён наших знакомых. Мой выглядел бы следующим образом:

Это работает точно так же, как и с числами. Неплохо.

Только что мы выучили, как работают индексы в списках. Но мне всё ещё нужно показать вам, как добавить новый элемент в список.

Самая простая функция, которую можно использовать для этого — зовётся append. Работает она следующим образом:

Ну что же, достаточно о списках. Перейдём к следующей структуре данных.

Теперь мы знаем, что списки пронумерованы числовыми значениями. Но что, если мы не хотим использовать числа для идентификации элемента? Некоторые виды структур данных могут использовать числа, строки, или другие виды идентификации.

Одним из таких типов является словарь. Словарь это коллекция пар ключ-значение. Вот так это выглядит:

Ключ указывает на значение. Чтобы получить доступ к какому-либо значению — нам нужно обратиться к его ключу. Делается это следующим образом:

Я создал словарь о себе. Моё имя, никнейм и национальность. Эти атрибуты ключи в словаре.

Похожим образом на то, как мы получаем элемент из списка по его номеру, точно так же мы получаем значения словарей по их ключам.

В примере я написал предложение о себе используя значения, которые хранятся в словаре. Довольно просто, не правда ли?

Здесь у нас пара из ключа(age) и значения(24). При этом ключ это строка, а значение это число.

Точно также как со списками, давайте научимся добавлять новый элемент в словарь. Ключ указывающий на значение — главная особенность словаря. И это же одна из особенностей при добавлении нового элемента в словарь:

Нам просто нужно дописать значение для существующего ключа в словаре. Ничего сложного, не так ли?

Как описывалось выше — итерации в списках довольно просты. Обычно Python-разработчики используют цикл for. Давайте посмотрим как это выглядит:

bookshelf = [ "The Effective Engineer", "The 4 hours work week", "Zero to One", "Lean Startup", "Hooked" ] for book in bookshelf: print(book)

Таким образом, за каждую книгу на книжной полке(bookshelf) мы вызываем функцию print. Достаточно просто и интуитивно. Это Python.

Для хэш-структуры данных мы используем тот же цикл for, но в качестве счётчика выступает key:

Это пример того как мы используем этот цикл. За каждый ключ в словаре, мы используем print для вывода ключа и его значения.

Также есть другой способ сделать это используя функцию iteritems.

Мы назвали наши параметры как key и value, но в этом нет необходимости. Мы можем назвать их как угодно. Давайте проверим это:

В данном примере мы использовали attribute, как параметр для ключей словаря. Как видим, всё работает корректно. Отлично!

Объекты это представление предметов из реальной жизни, например машин, собак, велосипедов. У объектов есть две основных характеристики: данные и поведение.

У машин есть данные, например количество колёс или сидячих мест. Также у них есть поведение: они могут разгоняться, останавливаться, показывать оставшееся количество топлива и другое.

В объектно-ориентированном программировании мы идентифицируем данные как атрибуты, а поведение как методы. Ещё раз:

Данные → Атрибуты; Поведение → Методы

Класс это как чертёж, из которого создаются уникальные объекты. В реальном мире есть множество объектов с похожими характеристиками. Например, машины. Все они имеют какую-то марку или модель(точно так же как и двигатель, колёса, двери и так далее). Каждая машина была построена из похожего набора чертежей и деталей.

Python, как объектно-ориентированный язык программирования, имеет следующие концепции: классы и объекты.

Класс — это чертёж, модель для его объектов.

Ещё раз, класс — это просто модель, или способ для определения атрибутов и поведения(о которых мы говорили в теории выше). Например, класс машины будет иметь свои собственные атрибуты, которые определяют какие объекты являются машинами. Количество колёс, тип топлива, количество сидячих мест и максимальная скорость — всё это является атрибутами машин.

Держа это в уме, давайте посмотрим на синтаксис Python для классов:

class Vehicle: pass

Мы определяем классы class-блоком и на этом всё. Легко, не так ли?

Объекты это экземпляры классов. Мы создаём экземпляр тогда, когда даём классу имя.

Здесь car это объект(экземпляр) класса Vehicle.

Помните, что наш класс машин имеет следующие атрибуты: количество колёс, тип топлива, количество сидячих мест и максимальная скорость. Мы задаём все атрибуты когда создаём объект машины. В коде ниже, мы описываем наш класс таким образом, чтобы он принимал данные в тот момент, когда его инициализируют:

class Vehicle: def __init__(self, number_of_wheels, type_of_tank, seating_capacity, maximum_velocity): self.number_of_wheels = number_of_wheels self.type_of_tank = type_of_tank self.seating_capacity = seating_capacity self.maximum_velocity = maximum_velocity

Мы используем метод init. Мы называем этот конструктор-методом. Таким образом, когда мы создаём объект машины, мы можем ещё и определить его атрибуты. Представьте, что нам нравится модель Tesla S и мы хотим создать её как наш объект. У неё есть четыре колеса, она работает на электрической энергии, есть пять сидячих мест и максимальная скорость составляет 250 км/ч. Давайте создадим такой объект:

tesla_model_s = Vehicle(4, 'electric', 5, 250)

class Vehicle: def __init__(self, number_of_wheels, type_of_tank, seating_capacity, maximum_velocity): self.number_of_wheels = number_of_wheels self.type_of_tank = type_of_tank self.seating_capacity = seating_capacity self.maximum_velocity = maximum_velocity def number_of_wheels(self): return self.number_of_wheels def set_number_of_wheels(self, number): self.number_of_wheels = number

Это реализация двух методов: number_of_wheels и set_number_of_wheels. Мы называем их получатель и установщик. Потому что получатель принимает значение атрибута, а установщик задаёт ему новое значение.

В Python мы можем реализовать это используя @property для описания получателя и установщика. Посмотрим на это в коде:

class Vehicle: def __init__(self, number_of_wheels, type_of_tank, seating_capacity, maximum_velocity): self.number_of_wheels = number_of_wheels self.type_of_tank = type_of_tank self.seating_capacity = seating_capacity self.maximum_velocity = maximum_velocity @property def number_of_wheels(self): return self.number_of_wheels @number_of_wheels.setter def number_of_wheels(self, number): self.number_of_wheels = number

Далее мы можем использовать методы как атрибуты:

Это немного отличается от описания методов. Эти методы работают как атрибуты. Например, когда мы задаём количество колёс, то не применяем два как параметр, а устанавливаем значение двойки для number_of_wheels. Это один из способ написать получать и установщик в Python.

class Vehicle: def __init__(self, number_of_wheels, type_of_tank, seating_capacity, maximum_velocity): self.number_of_wheels = number_of_wheels self.type_of_tank = type_of_tank self.seating_capacity = seating_capacity self.maximum_velocity = maximum_velocity def make_noise(self): print('VRUUUUUUUM')

Инкапсуляция — это механизм, который ограничивает свободный доступ к данным и методам объекта. Но в то же время, это упрощает доступ к данным(методам объекта).

Вся внутренняя реализация объекта недоступна извне. Только сам объект может взаимодействовать со своими внутренними данными.

Для начала нам нужно понять как работают публичные и не-публичные переменные и методы.

Для Python-класса мы можем инициализировать публичный экземпляр переменной внутри нашего конструктор-метода. Давайте посмотрим:

Здесь мы применяем значение first_name как аргумент для публичного экземпляра переменной.

Круто. Теперь мы узнали как можно использовать публичные экземпляры переменных и атрибуты класса. Ещё одна интересная особенность публичных данных в том, что мы можем управлять значениями переменных. Что я имею в виду под этим? Наш объект может управлять значением переменной: получать и устанавливать значения переменной.

Помня о классе person зададим значение для переменной first_name

Вот и всё. Мы просто задали другое значение(kaio) экземпляру переменной first_name и оно обновилось. И всё на этом. Поскольку это публичная переменная, то мы можем делать это так.

class Person: def __init__(self, first_name, email): self.first_name = first_name self._email = email

Увидели переменную email? Вот так мы описываем не-публичную переменную:

Мы имеем доступ и может обновить это. Не-публичные переменные это условность, при которой эти переменные обрабатываются как не-публичная часть API.

Таким образом мы создаём метод, который позволяет нам вносить изменения внутри определения класса. Давайте реализуем два метода(email и update_email), чтобы понять это:

class Person: def __init__(self, first_name, email): self.first_name = first_name self._email = email def update_email(self, new_email): self._email = new_email def email(self): return self._email

Теперь мы имеем доступ и можем обновить значения не-публичных переменных используя эти методы. Посмотрим:

Публичные методы мы тоже можем использовать вне класса:

class Person: def __init__(self, first_name, age): self.first_name = first_name self._age = age def show_age(self): return self._age

Давайте протестируем это:

Прекрасно. Мы можем использовать это без каких-либо проблем.

Но не-публичные методы мы не можем использовать так просто. Давайте реализуем тот же класс Person, но теперь метод show_age станет не-публичным с нижним подчёркиванием.

class Person: def __init__(self, first_name, age): self.first_name = first_name self._age = age def _show_age(self): return self._age

А теперь попробуем вызвать этот не-публичный метод с помощью нашего объекта:

У нас есть доступ и мы можем обновить это. Не-публичные методы это просто условность, при которых они обрабатываются как не-публичная часть API.

Здесь пример того, как мы можем использовать это:

Здесь у нас есть не-публичный метод _get_age и публичный метод show_age. show_age может использоваться нашим объектом(вне класса), в то время как _get_age используется только внутри определения нашего класса(внутри метода show_age). Но опять же, в виду условностей.

С помощью инкапсуляции мы можем убедиться, что наша внутренняя реализация объекта сокрыта от внешних манипуляций.

Разные объекты могут иметь некоторую схожесть, обладать поведением и характеристиками.

Например, я унаследовал какие-то характеристики и поведение от своего отца. Я получил его глаза и волосы в качестве своих характеристик, а его нетерпеливость и интровертность в качестве своего поведения.

В объектно-ориентированном программировании классы могут наследовать простые характеристики(данные) и поведение(методы) от других классов.

Давайте посмотрим другой пример и реализуем его в Python.

Представьте машину. Количество колёс, сидячих мест и максимальная скорость — всё это атрибуты машины. Мы можем сказать, что класс электромашины наследует эти схожие характеристики от обычного класса машины.

class Car: def __init__(self, number_of_wheels, seating_capacity, maximum_velocity): self.number_of_wheels = number_of_wheels self.seating_capacity = seating_capacity self.maximum_velocity = maximum_velocity

Наш класс машины реализует:

my_car = Car(4, 5, 250) print(my_car.number_of_wheels) print(my_car.seating_capacity) print(my_car.maximum_velocity)

Один раз реализовав, мы можем использовать все созданные экземпляры переменных. Неплохо.

В Python, мы применяем класс-родитель к нашему классу-наследнику как параметр. Класс электромашины может наследоваться от класса машины.

class ElectricCar(Car): def __init__(self, number_of_wheels, seating_capacity, maximum_velocity): Car.__init__(self, number_of_wheels, seating_capacity, maximum_velocity)

Вот так просто. Нам не нужно реализовывать какой-либо другой метод, потому что этот класс уже имеет его(унаследовав от класса машины). Давайте докажем это:

Когда-то давно мы делали простой таймер с напоминанием на Python. Он работал так:

  1. Мы спрашивали пользователя, о чём ему напомнить и через сколько минут.
  2. Программа на это время засыпала и ничего не делала.
  3. Как только время сна заканчивалось, программа просыпалась и выводила напоминание.

У такой схемы есть минус: мы не можем пользоваться программой и выделенными на неё ресурсами до тех пор, пока она не проснётся. Процессор по кругу гоняет пустые команды и ждёт, когда можно будет продолжить полезную работу. Чтобы процессор и программа могли во время работы таймера делать что-то ещё, используют потоки.

Что такое поток

В упрощённом виде потоки — это параллельно выполняемые задачи. По умолчанию используется один поток — это значит, что программа делает всё по очереди, линейно, без возможности делать несколько дел одновременно.

Но если мы сделаем в программе два потока задач, то они будут работать параллельно и независимо друг от друга. Одному потоку не нужно будет становиться на паузу, когда в другом что-то происходит.

Многопоточность

Представим такую ситуацию:

  • У вас на руке смарт-часы, которые собирают данные о вашем пульсе, УФ-излучении и движениях. На смарт-часах работает программа, которая обрабатывает эти данные.
  • Программа состоит из четырёх функций. Первая собирает данные с датчиков. Три другие обрабатывают эти данные и делают выводы.
  • Пока первая функция не собрала нужные данные, ничего другого не происходит.
  • Как только данные введены, запускаются три оставшиеся функции. Они не зависят друг от друга и каждая считает своё.
  • Как только все три функции закончат работу, программа выдаёт нужный результат.

А теперь давайте посмотрим, как это выглядит в однопоточной и многопоточной системе. Видно, что если процессор позволяет делать несколько дел одновременно, в многопоточном режиме программа будет работать быстрее:

Python: как сделать многопоточную программу

Многопоточность на Python

За потоки в Python отвечает модуль threading, а сам поток можно создать с помощью класса Thread из этого модуля. Подключается он так:

from threading import Thread

После этого с помощью функции Thread() мы сможем создать столько потоков, сколько нам нужно. Логика работы такая:

  1. Подключаем нужный модуль и класс Thread.
  2. Пишем функции, которые нам нужно выполнять в потоках.
  3. Создаём новую переменную — поток, и передаём в неё название функции и её аргументы. Один поток = одна функция на входе.
  4. Делаем так столько потоков, сколько требует логика программы.
  5. Потоки сами следят за тем, закончилась в них функция или нет. Пока работает функция — работает и поток.
  6. Всё это работает параллельно и (в теории) не мешает друг другу.

Для иллюстрации запустим такой код:

А вот как выглядит результат. Обратите внимание — потоки просыпаются не в той последовательности, как мы их запустили, а в той, в какой их выполнил процессор. Иногда это может помешать работе программы, но про это мы поговорим отдельно в другой статье.

Многопоточность в Python: обратите внимание — потоки просыпаются не в той последовательности, как мы их запустили, а в той, в какой их выполнил процессор

Добавляем потоки в таймер

Первое, что нам нужно сделать, — вынести код таймера-напоминания в отдельную функцию, чтобы создать с ней поток. Для этого используем команду def :

Теперь сделаем новый поток, в который отправим выполняться нашу новую функцию. Так как аргументов у нас нет, то и аргументы передавать не будем, а напишем args=().

Добавляем потоки в таймер: результат

Потоки — это ещё не всё

В Python кроме потоков есть ещё очереди (queue) и управление процессами (multiprocessing). Про них мы поговорим отдельно.

Читайте также: