Синтаксис, семантика, алфавит, лексемы, правила и типы данных

1 Что такое синтаксис и семантика

Синтаксис языка — совокупность правил, определяющих допустимые языковые конструкции. Это ответ на вопрос «из каких знаков и в каком порядке вообще можно составить команду».

Семантика языка — совокупность правил, определяющих смысл синтаксически корректных конструкций. Это ответ на вопрос «что эта команда означает и что она сделает при выполнении».

Из лекции: у нас есть выражение для обработки, и переходы между этапами обработки обусловлены синтаксисом. Но чтобы связка сработала, выражение должно удовлетворять ещё и требованиям семантики — быть логичным и понятным в рамках языковой логики (например, на вопрос можно ответить «ДА» или «НЕТ»).

# Синтаксически корректно И семантически верно: число + число = число
x = 5
y = 3 print(x + y)          # 8 # Синтаксис тот же, но семантика разная из-за ТИПОВ данных:
a = "5"
b = "3" print(a + b)          # 53  — строки СКЛЕИВАЮТСЯ, а не складываются # Синтаксически корректно, но семантическая ошибка (сложить число и строку нельзя) print(x + a)  # Это вызовет ошибку TypeError

2 Алфавит языка: допустимые и недопустимые символы

Программа — это текст, а текст состоит из символов. Классический алфавит Python (по материалам лекции) включает четыре группы знаков:

Что можно, а что нельзя

• можно латинские буквы, цифры и знак подчёркивания в именах;
• можно любые символы (включая кириллицу) внутри строк и в комментариях;
• нельзя начинать имя с цифры: 1x = 5;
• нельзя использовать в имени знаки операций и пробелы: my-var, my var;
• нельзя занимать под имя ключевые слова (class, if, for…). В редакторах кода они обычно автоматически подсвечиваются другим цветом.

# ДОПУСТИМЫЕ имена
x1 = 10
_sum = 3.14
result_2 = True
user_name = "Анна" # кириллица ВНУТРИ строки — можно print(x1, _sum, result_2, user_name)

# НЕДОПУСТИМЫЕ конструкции (приведут к ошибке синтаксиса): # 1x = 5        # имя не может начинаться с цифры # my-var = 1   # дефис — это минус, а не часть имени # class = 5    # class — зарезервированное слово # $ = 1        # знак $ не входит в алфавит имён

3 Лексемы языка

Лексема — это единица текста программы, которая воспринимается компилятором (интерпретатором) как единое целое. Проще говоря, это минимальный «кирпичик» кода. Лексемы бывают пяти видов:

# В одной строке ниже собраны лексемы РАЗНЫХ видов: #   x   -> идентификатор (имя переменной) #   =   -> знак операции (присваивание) #   10  -> константа
x = 10 # Ключевые слова нельзя использовать как имена: import keyword
print("Всего ключевых слов:", len(keyword.kwlist))
print(keyword.kwlist)

# Разделители: пробелы, запятые, скобки, двоеточие print("x положительное", x) # Пример вывода с разделителем-запятой

4 Типы данных в Python

Тип данных определяет, какие значения может хранить переменная и какие операции с ней допустимы. Узнать тип можно функцией type().

Пока что мы сосредоточимся на целых числах, вещественных числах и строках. Во второй части курса будем работать со списками и словарями. Также периодически будем применять логические значения (True/False).

samples = [
    42,                    # int 3.14,                  # float 2 + 3j,                # complex True,                  # bool "Hello, world!",       # str
    [1, 2, 3],            # list
    (1, 2, 3),            # tuple
    {1, 2, 3},            # set
    {"name": "John"},      # dict None,                  # NoneType
]
print(samples[0])
print(samples[1])
print(samples[4])
print(samples[5])
print(samples[6])
print(samples[7])
print(samples[8])
print(samples[9])

# Примеры проверки типов данных: print(type(42))          # <class 'int'> print(type("Hello"))     # <class 'str'> print(type([1, 2]))     # <class 'list'> 

5 Переменные и их определение

Переменная — это именованная область памяти, используемая для хранения данных, которые могут изменяться в процессе выполнения программы.

В Python переменные создаются автоматически в момент первого присваивания значения с помощью оператора =. Явное объявление типа не требуется.

x = 10 # целое число (int)
name = "Python" # строка (str)
pi = 3.14 # вещественное число (float)
is_active = True # логический тип (bool)

6 Функции и их определение

Функция — это именованный блок кода, предназначенный для выполнения определенной задачи. Функции позволяют избегать дублирования кода и делают программу структурированной.

Виды функций

• Встроенные функции — уже созданы в самом языке (например, print(), len()).
• Пользовательские функции — создаются программистом с помощью ключевого слова def.

Как работают функции: аргументы

Для работы функции часто требуются входные данные. Эти данные называются аргументами. Они передаются в функцию внутри круглых скобок.

print("Привет!") # "Привет!" — это аргумент функции print

Базовые встроенные функции

x = input("Введите имя: ")
print(x)

x = "5" print(x, "это", type(x))
x = int(x)
print(x, "это", type(x))

7 Правила синтаксиса Python

Синтаксис — это «орфография» языка. Вот базовые правила, которые проверяет интерпретатор:

• Одна инструкция — одна строка. Несколько команд можно разделить ;.
• Блоки выделяются отступами. Несколько строк с одинаковым отступом образуют блок.
• Вход в блок — двоеточие : после if, for, while, def.
• Скобки и кавычки парные: каждую ( [ { и " ' нужно закрыть.
• Имена разделяются пробелами — два идентификатора подряд недопустимы.
• Python чувствителен к регистру: x и X — разные имена.
• Сравнение — это ==, присваивание — =. Не путайте.

# ПРАВИЛЬНО: Все команды выполняются последовательно, у них одинаковый отступ от начала строки
x = 1
y = 2
z = 'три' print(x)
print(y)
print(z)

# НЕПРАВИЛЬНО: такие строки вызовут ошибку синтаксиса
    x = 5 # лишний отступ в начале файла
x = (1 + 2 # незакрытая скобка
if x = 5: pass            # присваивание (=) вместо сравнения (==)

8 Виды деления в Python

В Python существует три основных оператора деления, которые работают с числами по-разному:

• Обычное деление (/) — возвращает частное с дробной частью. Результат всегда имеет тип float.
• Целочисленное деление (//) — возвращает только целую часть результата, «отбрасывая» дробную.
• Остаток от деления (%) — возвращает только остаток, который остался после целочисленного деления.

print(10 / 3)    # 3.3333333333333335 — обычное деление print(10 // 3)   # 3 — целочисленное деление print(10 % 3)    # 1 — остаток от деления

9 Операции сравнения

Операции сравнения используются для сопоставления двух значений. Результатом любой такой операции всегда является логический тип (bool) — либо True (истина), либо False (ложь).

print('5 == 5', 5 == 5)  # True print('5 != 3', 5 != 3)  # True print('5 > 3', 5 > 3)   # True print('5 < 3', 5 < 3)   # False print('5 >= 5', 5 >= 5)  # True print('6 >= 5', 6 >= 5)  # True print('3 <= 2', 3 <= 2)  # False

10 Два вида ошибок

Ошибки в программе делятся на два больших класса — и ведут они себя по-разному.

1. Синтаксические ошибки (SyntaxError)

Нарушены правила написания: пропущено двоеточие, не закрыта скобка или кавычка, неправильный отступ, = вместо ==. Программа не запустится вообще: интерпретатор отказывается её выполнять и указывает строку с ошибкой. Такие ошибки нельзя «поймать» через try/except.

2. Ошибки выполнения (их вызывает неправильное написание/использование функций)

Синтаксис верен, программа запускается, но ломается во время работы — потому что функция вызвана неверно или данные не того типа. Примеры: NameError (функция/имя не определено), TypeError (неверный тип аргумента), ValueError (неверное значение), ZeroDivisionError (деление на ноль), IndexError (выход за границы). Эти ошибки можно перехватить try/except.

# Примеры строк, которые вызовут SyntaxError (не запустятся вообще): # print('hi)         # ошибка: незакрытая кавычка # x = (1 + 2         # ошибка: незакрытая скобка # if True    print(1)    # ошибка: пропущено двоеточие # if x = 5: pass      # ошибка: = вместо сравнения (==)

# Примеры ошибок выполнения (программа запустится, но упадет): # len(5)               # TypeError: len() не работает с числом # int('привет')      # ValueError: строку нельзя превратить в число # 10 / 0            # ZeroDivisionError: деление на ноль # prynt()    # NameError: такой функции нет # x = y     # ошибка: переменной присвоено значение другой переменной

11 Итог

• Синтаксис — как правильно написать, семантика — что это значит.
• Алфавит — латинские буквы, цифры, знаки операций и неотображаемые символы.
• Лексемы — идентификаторы, ключевые слова, операции, константы, разделители.
• Синтаксис Python — отступы, двоеточия, парные скобки, регистр, == для сравнения.
• Типы данных — int, float, complex, bool, str, list, tuple, set, dict, NoneType.
• Деление — обычное (/), целочисленное (//) и остаток (%).
• Сравнение — операции ==, !=, >, <, >=, <=, результат которых всегда bool.
• Ошибки — синтаксические (до запуска) и ошибки выполнения (из-за неверного использования функций).