Pokročílí 1: Úvod do predmetu, premenné, vstup a výstup¶

Na tomto voliteľnom predmete budeme preberať pokročilejšie témy z oblasti objektovo orientovaného programovania. Pôjdeme viac do hĺbky a ukážeme si pokročilejšie nástroje používané pri vývoji softvéru. Tak isto si ukážeme viacero praktických aplikačných využití.

Hlavným programovacím jazykom, ktorý budeme na tomto predmete používať je Python. Nakoľko ste s týmto jazykom už pracovali, očakávame od vás, že v ňom viete už ako tak programovať. V každom prípade prvé cvičenia budú venované opakovaniu.

Požiadavky na softvér a počítač sú podobné ako na klasických cvičeniach z predmetu objektovo orientované programovanie. V tomto predmete budete naviac potrebovať mať nainštalovaný programovací jazyk Python a IDE.

Jazyk Python¶

Python je interpretovaný programovací jazyk na všeobecné použitie. Patrí medzi najpopulárnejšie programovacie jazyky a je hojne používaný v oblasti umelej inteligencie, strojového učenia a dátovej analýzy. Názov jazyka bol inšpirovaný populárnymi britskými komikmi Monty Python. Má dynamickú kontrolu typov a podporuje viacero programovacích paradigiem.

Python batteries included Snaží sa o jednoduchú syntax, aby s jazykom vedel pracovať aj nováčik resp. aby jazyk pre svoje potreby vedeli používať aj ne-programátori. Python v sebe obsahuje všetko, čo k základnému programovaniu potrebujete. Nemusíte tak hľadať a inštalovať nejakú knižnicu. Tento prístup je reprezentovaný jeho mottom "Batteries included".

Python si nainštalujte z jeho oficiálnej stránky https://www.python.org/downloads/. Najnovšia verzia jazyka Python je verzia 3.13. Pri inštalácii v OS Windows zaškrtnite možnosť Add python.exe to PATH. Po úspešnej inštalácii si funkčnosť overte tak, že si otvorte nové okno konzoly a v príkazovom riadku spusťte príkaz python --version.

Zistenie verzie Pythonu

~$ python --version
Python 3.13.7

Semantic versioning¶

Populárny spôsobom v programovaní, ako označovať nové verzie softvéru a knižníc je použitie tzv. sémantického verzionovania. Príklad sémantickéj verzie je 2.1.4. Ide o číslovanie verzií programu vo formáte MAJOR.MINOR.PATCH, kde zväčšujeme číslo:

MAJOR verzie, keď sme spravili zmeny, ktoré nie sú spätne kompatibilné,
MINOR verzie, keď sme pridali funkcionalitu so zachovaním spätnej kompatibility,
PATCH verzie, keď sme opravili chyby a ostala zachovaná spätná kompatibilita.

Ak sa teda objaví program s novou MAJOR verziou, takmer isto nebude kompatibilný so staršími verziami. Nová verzia MINOR alebo PATCH by mala fungovať aj so staršími súbormi. Väčšina knižníc a nástrojov v jazyku Python, Java alebo Javascript používa tento spôsob verzionovania.

Jazyk Python sémantické verzionovanie iba predstiera

Jazyk Python samotný má čisla verzií veľmi podobné sémantickému, avšak sémantické verzionovanie často porušuje. Za jeho históriu sa stalo niekoľkokrát, že aj nová MINOR verzia priniesla zmeny, ktoré neboli kompatibilné so staršími verziami. Preto si treba dávať pozor, ak aktualizujete verziu jazyka a prečítať si dokumentáciu, či náhodou nebude treba váš program upraviť, aby mohol na novšej verzii jazyka bežať.

PyCharm - Python IDE¶

PyCharm

Pre komfortné programovanie v Pythone je vhodné, aby ste používali vývojové prostredie, po anglicky Integrated Development Environment (IDE). Na tomto predmete budeme pracovať vo vývojovom prostredí PyCharm od firmy JetBrains. Ide o najpopulárnejšie a najviac premakané vývojové prostredie pre jazyk Python.

Program PyCharm si stiahnite a nainštalujte z oficiálnej stránky https://www.jetbrains.com/pycharm/download. K dispozícii je bezplatná verzia a platená verzia Pro. Ako študenti SPŠE v Prešove máte jedinečnú možnosť používať platenú verziu úplne zadarmo. Pre aktiváciu si pozrite návod v prvom cvičení objektovo orientovaného programovania.

Učím sa s pomocou umelej inteligencie

Som študent strednej školy a učím sa používať jazyk Python

Kompilovaný vs. Interpretovaný jazyk¶

Na začiatku sme spomínali, že Python je interpretovaný jazyk. Čo to znamená?

Pri interpretovaných jazykoch sa zdrojový kód programu, ktorý napíšete, analyzuje a vykonáva priamo za behu programu. Na to musí byť na danom počítačí nainštalovaný tzv. interpreter, inak program nespustíte. Výhodou takýchto jazykov ja dynamickosť a interaktivita. Ich nevýhodou je pomalší výkon. Typickým príkladom interpretovaných jazykov sú Python, Javascript a PHP.

Naproti tomu sú kompilované jazyky, ktoré sa musia pred spustením tzv. skompilovať, teda previesť do strojového kódu daného počítača. Výsledný súbor (vo Windowse je to väčšinou .exe súbor) potom vieme spúšťať bez toho, aby sme na počítač museli hocičo inštalovať. Takéto programy sú potom často výkonnejšie a zaberajú menej pamäte. Nevýhodou tohto prístupu je, že musíte skompilovať program zvlášť pre každý typ operačného systému a procesora. Príkladom kompilovaných jazykov je C, C++, Rust a Swift.

Pre tvorbu bežného softvéru je viacmenej jedno, či je jazyk kompilovaný alebo interpretovaný. V nasledujúcej tabuľke je zhrnuté porovnanie týchto dvoch prístupov.

Vlastnosť	Interpretovaný jazyk	Kompilovaný jazyk
Interaktivita	Dajú sa písať interaktívne, často sa používajú pre rôzne skripty	Bez interaktivity, pred spustením treba čakať, kým sa celý program skompiluje
Dynamickosť	Veľmi dynamický, program sa dá ľahko meniť aj počas jeho behu	Nedá sa upraviť, každá zmena sa musí nanovo skompilovať
Výkon programu	Pomalší, horšia správa pamäti	Vysoký výkon, efektívne využitie procesora
Spustenie programu	Všade tam, kde je nainštalovaný interpreter	Musíte získať skompilovanú verziu pre daný OS a procesor
Kontrola chýb	Počas behu programu	Počas kompilácie
Špeciálne využitie	Skripty, Web	Hry, Výkonný software
Príklad	Javascript, Python, PHP	C, C++, Rust, Swift

Interaktívne programovanie¶

Na začiatok si v Pythone vyskúšame interaktívne programovanie. To znamená, že Pythonu budeme písať príkazy a on nám bude hneď odpovedať. Pre začatie interaktívneho programovanie je potrebné spustiť si konzolu s príkazovým riadkom.

Vo Windowse odporúčame použiť Windows PowerShell. Po spustení konzoly PowerShell spustíme Python v interaktívnom móde napísaním príkazu python a stlačením klávesy Enter.

Spustenie Pythonu v interaktívnom móde

~$ python
Python 3.13.7 (main, Sep  3 2025, 18:25:04) [GCC 13.3.0] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

S Pythonom následne komunikujeme tak, že do príkazového riadku napíšeme príkaz, ktorý chceme vykonať a stlačíme kláves Enter. Python príkaz vykoná a ak výsledkom príkazu je nejaká hodnota, tak ju Python do konzoly vypíše.

Výrazové príkazy v interaktívnom móde

>>> 37
37
>>> 1 + 2
3
>>> 5 * 5 * 5
125
>>> 10 - 3
7
>>> 'Ahoj ' + 'Fero' # (1)!
'Ahoj Fero'

Operátor sčítania + sa dá v Pythone použiť nie len pre čísla

Nie všetky príkazy vo výsledku vyprodukujú nejakú hodnotu. V nasledujúcom príklade vytvoríme premennú a priradíme jej rôzne hodnoty.

Premenná

Premenná v Pythone je taká šípka s menom, ktorá ukazuje na nejakú hodnotu. Túto šípku potom môžeme kedykoľvek zmeniť a ukázať na inú hodnotu.

Presnejšie povedané, premenná má názov a ukazuje na nejaký objekt uložený v pamäti počítača. To, na akú vec bude ukazovať, vieme počas programu kedykoľvek meniť. Celkom odborne povedané, premenná je pomenovaná referencia na objekt.

Keďže je Python dynamicko typovaný jazyk, premenné nemajú žiadny dátový typ a vieme do nich priradzovať hodnoty rôznych typov. To je zásadný rozdiel v porovnaní s jazykom Java, kde každá premenná má svoj dátový typ a kompilátor kontroluje, či to program dodržiava.

Názov premennej musí začínať písmenom alebo _, a môže obsahovať len písmená, číslice a _.

Príkazy v interaktívnom móde

>>> a = 10 # (1)!
>>> a # (2)!
10
>>> a + 5
15
>>> a = 20 # (3)!
>>> a + 5
25

Príkaz priradenia premennej nevracia žiadnu hodnotu, preto sa v interaktívnom móde po zadaní takého príkazu nič nezobrazí. Premenná sa však vytvorí a môžeme ju v ďalších príkazoch použiť.
Ak napíšeme iba premennú, nič sa do nej nepriradí a takýto príkaz vráti jej aktuálnu hodnotu
Hodnotu premennej zmeníme a nasledujúce príkazy už budú pracovať s novou hodnotou

Ak chceme interaktívny mód opustiť, do príkazového riadku napíšeme exit a stlačíme Enter

Python skripty¶

Interaktívne programovanie má svoj význam pri oprave chýb za behu programu alebo na jednoduché vyskúšanie nejakej vecičky. Pre bežné použitie je lepšie vytvoriť tzv. skript.

Skript je textový súbor, do ktorého napíšeme kód nášho programu. Takýto skript potom vieme dať Pythonu a ten potom skript spustí a program sa vykoná.

Pre vytváranie skriptu budeme používať IDE PyCharm. Ak už máme otvorený projekt, do hlavného okna PyCharm sa môžeme dostať pomocou voľby File - Close Project.

Z hlavného okna PyCharmu vyberieme možnosť New Script. Otvorí sa nám súbor script.py, v ktorom budeme mať vzorový kód. Ten môžeme kľudne nahradiť svojim.

Ak chceme v PyCharme spusiť aktuálne otvorený skript, stlačíme Shift+F10 alebo klikneme na zelenú šípku play v hornej časti aplikácie.

PyCharm script — Nový skript v prostredí PyCharm

Po spustení skriptu sa nám v dolnej časti aplikácie objaví konzolové okno programu, v ktorom vidíme všetko, čo náš program vypísal a pomocou ktorého môžeme do nášho programu vložiť aj vstup z klávesnice.

Spúšťanie skriptov bez IDE

Pre reálne použitie sa skripty nepúšťajú cez IDE, ale vieme ich spustiť priamo cez príkazový riadok. Stačí uviesť názov súboru. Príklad spustenia skriptu python script.py

Nasledujúce príklady vložte do skriptu a spusťte v prostredí PyCharm IDE

Štandardný výstup¶

Spustenie skriptu v Pythone prebieha ináč ako pri interaktívnom programovaní. Príkazy v skripte sa vykonávajú riadok po riadku. Pri skripte sa na rozdiel od interaktívneho módu nevypisuje výsledok príkazu, ktorý sa vykonal. Ak chceme do konzoly vypísať nejakú hodnotu, musíme na to použiť funkciu print()

Príklad 1.1: Použitie výstupu

PI = 3.14
r = 30
obvod = 2 * PI * r
print("Obvod je", obvod)

Obvod je 188.4

Konštanty

Pri výpočtoch často potrebujeme použiť nejaké nemenné hodnoty, napríklad matematické konštanty. Je veľmi zlou praxou písať tieto hodnoty priamo do kódu, bez toho aby sme ozrejmili, čo dané číslo znamená.

Oveľa lepšou možnosťou je zadefinovať takého hodnoty ako konštanty. Takéto nemenné hodnoty v Pythone vyjadríme pomocou obyčajnej premennej, ktorá však má svoje celé meno napísane veľkými písmenami.

Vo vyššie uvedenom príklade sme takto zadefinovali konštantu PI. Zápis konštanty je však iba konvenciou, teda dohodou programátorov, že to tak budú robiť a že takúto konštantu nebudú vo svojich programoch meniť. Samotný jazyk Python bohužiaľ neponúka žiadne špeciálne možnosti pre vytvorenie konštánt. V takej Jave sa to dá.

Štandardný vstup¶

Tak ako vieme do konzoly niečo vypísať, vieme aj požiadať o nejaký vstup od užívateľa. Nasledujúci príklad ukáže použitie vstupu pomocou funkcie input().

Príklad 1.2: Použitie vstupu

print("Dobrý deň, ako sa voláš?")
meno = input() # (1)!
print("Ahoj", meno, "Rád ťa tu vidím")

Funkcia input() počká, kým užívateľ zadá vstup z klávesnice, stlačí Enter a potom táto funkcia vráti reťazec znakov (string)

Dobrý deň, ako sa voláš?
Fero
Ahoj Fero Rád ťa tu vidím

Upozornenie

Po spustení tohto programu v PyCharm je niekedy nutné myškou kliknúť do okna konzoly, a až potom zadávať vstup z klávesnice.

Formátované reťazce, f-stringy¶

Ak pred reťazec vložíme znak f, môžeme do tohto reťazca pomocou zložených zátvoriek vložiť premenné a nemusíme krkolome spájať reťazce a premennými.

Príklad 1.3: Použitie vstupu

print("Dobrý deň, ako sa voláš?")
meno = input()
print("V akej obci bývaš?")
obec = input()
print(f"Ahoj {meno} z obce {obec}, rád ťa tu vidím!")

Dobrý deň, ako sa voláš?
Fero
V akej obci bývaš?
Prešov
Ahoj Fero z obce Prešov, rád ťa tu vidím!

Učím sa s pomocou umelej inteligencie

Som študent strednej školy, učím sa Python. Napíš 3 nie zložité príklady na:

Zhrnutie cvičenia¶

Poznámky do zošita

V zošite je potrebné mať napísané aspoň tieto poznámky:

Učebnica na stránke https://oop.wagjo.com/

JAZYK PYTHON

Vlastnosti:
- interpretovaný jazyk 
- všeobecné použitie
- dynamické typovanie

Použitie:
- umelá inteligencia
- strojové učenie
- dátová analytika a dátová veda

Novšie verzie sú často nekompatibilné so starými a je nutná migrácia


SEMANTIC VERSIONING

Vytváranie verzií vo formáte MAJOR.MINOR.PATCH
Používané napr. v knižniciach v Javascripte, Pythone a Jave.

Príklad: 3.13.7, 1.0.0

- MAJOR sa zvýši: veľké a nekompatibilné zmeny
- MINOR sa zvýši: nová funkcionalita, spätne kompatibilná
- PATCH sa zvýši: oprava chýb, spätne kompatibiliná


KOMPILOVANÝ VS INTERPRETOVANÝ JAZYK

Interpretovaný jazyk: 
- interaktívny, skriptovací, pomalší
- potrebuje interpreter
- Python, PHP, Javascript

Kompilovaný jazyk: 
- rýchly, program spustím až keď ho skompilujem
- chyby nájde ešte pred spustením programu
- špeciálna verzia pre každý typ OS a CPU
- C, C++, Rust, Swift

Java je hybrid, kód sa skompiluje do bytekódu a ten sa interpretuje cez JVM


INTERAKTÍVNE PROGRAMOVANIE

V konzole spustím program python.
Zadávam príkaz a python mi vypíše jeho výsledok.
Vhodné na skúšanie vecí a opravu chýb.


SKRIPTY

Skript je súbor s príponou .py, v ktorom je kód programu.
Skript vytvorím pomocou PyCharm. Spúšťam pomocou SHIFT-F10.


PREMENNÁ

Python premenná je pomenovaná referencia na objekt uložený v pamäti počítača.
Vytvárame a meníme pomocou operácie priradenia, napr. a = 10.
Premenná v Pythone nemá dátový typ, môže ukazovať na hocičo.


KONŠTANTA

Konštanta je ako premenná, ale jej hodnota sa nemá meniť.
Pre názov konštanty sa používajú veľké písmená.
Je to iba dohoda, Python nekontroluje, či konštantu meníme.


VSTUP A VÝSTUP

- do konzoly vypíšeme pomocou funkcie print()
- z klávesnice načítame pomocou funkcie input()


F-STRING

Umožňuje nám vkladať do reťazca premenné.    
Príklad: f"Ahoj {meno} z obce {obec}, rád ťa tu vidím!"

Skúšanie a kontrola vedomostí

Na ďalšej hodine budeme kontrolovať nasledovné veci:

Správne nainštalovaný Python 3.13
Správne nainštalovaný program PyCharm
Zapísané poznámky z hodiny vo vašom zošite

Ústne skúšanie alebo krátka 5-minútovka:

Čo je sémantické verzionovanie, popíš na príklade
Aké sú rozdiely medzi interpretovaným a kompilovaným jazykom?
Čo je premenná, uveď príklad kódu
Čo je konštanta, ako sa v Pythone zapisuje
Ako vypíšeme niečo do konzoly
Ako načítame vstup z klávesnice
Čo je f-string, na čo sa používa, uveď príklad