Как писать блок схемы в питоне

Русские Блоги

Python блок-схема — один клик преобразование кода для блок-схемы

Graphviz представляет собой чертеж инструмент, который может быть автоматически макет, который работает с Bell Lab. Мы были в последний разPython Быстро рисует красивые системные архитектуры диаграммы На диаграммах упоминались, внутренняя логика процесса была использована в этом с открытым исходным кодом набора инструментальных средств.

Сегодня мы должны представить проект, основанный на Python и Graphviz, который может преобразовать исходный код в блок-схему:pycallgraph

Подготовить

Прежде чем начать, вы должны сделать, были успешно установлены уверен, что Python и Пип на вашем компьютере Если нет, то пожалуйста, посетите эту статью.:Супер подробное руководство по установке PythonСделайте установку. Если вы используете цели Python для анализа данных, вы можете установить Anaconda непосредственно:Python Анализ данных и Майнинг Good Hand — Annaconda

Открыть CMD в среде Windows, пожалуйста, откройте терминал (Ctrl + Space Input Terminal) в яблоке среды системы, готовый начать ввод зависимости установки команды.

Конечно, я рекомендую вам использовать редактор vscode, возьмите этот код COPY, запустите команду, чтобы установить команду для установки модуля ниже редакторов, более удобный:Python программирования лучшего партнера — Vscode Подробности Guide.

Введите следующую команду, чтобы установитьpycallgraph Модуль.

Видя успех Installed XXX означает, что установка прошла успешно. Кроме того, необходимо также установитьgraphviz

пользователи MacOS устанавливаются с помощью BREW:

Пользователям Windows, пожалуйста, нажмите на ссылку:graphviz-2.38.msi Загрузка и установка, вам нужно записать его в переменную окружения после установки.

2. Сформировать блок-схему

Этот модуль имеет два режима, один называется в коде через контекст:

Например, нарисовать «назад»Python мой мир«Поток исходного кода]

После запуска файла Python, файл pycallgraph.png генерируется при текущей папке, это блок-схема последовательности кода:

Другой способ использовать команду вызова, этот путь должен быть использован для запуска, MacOS пользователи могут игнорировать эту проблему, но если вы являетесь пользователем Windows, откройте Bash следующим образом (в качестве примера ВС РФ):

Затем откройте новый терминал через Ctrl + Shift + `, вы можете увидеть в командной строке запускается с Bash.

Сформировать блок-схему, введя следующую команду:

После завершения, файл pycallgraph.png будет генерироваться при текущей папке, это блок-схема этого кода.

С помощью этого метода вы можете ясно видеть логику вызова в этом исходном коде и выполнение каждого из модулей, очень удобный гаджет, который очень подходит для начинающих изучать модули с открытым исходным кодом других людей. Каждый должен изучить код, чтобы попробовать его с этим инструментом, может быть, есть неожиданный выигрыш.

Наша статья закончена, если Вам нравится наш сегодняPython фактическое обучение учебникПожалуйста, продолжайте обратить внимание нам, если у вас есть помощь вам, беспокойство немного, чтобы увидеть его, вы можете оставить сообщение в следующей области сообщений ниже, мы будем терпеливы!

Практическая книга Python

Добро пожаловать на общедоступный номер: Python практическая книга

Источник

Как написать игру на Python3

Самоучитель Python3 для начинающих

Глава 8.2 Разработка алгоритма (блок-схемы) программы

Эта игра сложнее, чем, рассмотренные ранее. Поэтому перед тем, как начать писать программу, необходимо разработать полный алгоритм его работы, чтобы визуально видеть, как будет работать программа в той или иной ситуации. Это поможет минимизировать ошибки при написании кода программы. Мы уже рисовали блок-схему (алгорит работы) для игры «Царство драконов». Но там игра была очень проста — алгоритм был линеен и было всего два варианта развития событий. В игре «Виселица» будет довольно сложный алгоритм, поэтому мы будем шаг за шагом разрабатывать алгоритм нашей программы. Точно так же вы должны поступать при разработке любой сложной программы. В этой главе мы подробно рассмотрим почему блок-схемы так полезны. Исходный код программы «Виселица» мы рассмотрим в следующей главе.

Блок- схема программы «Виселица»

Блок-схема представляет собой графическое изображение работы программы. Каждый возможный вариант развития событий в игре, каждая функция, отображается квадратом с соответствующей записью. Переходы между действиями изображаются при помощи стрелок. Для начала, взгляните на блок «Старт» и спускайтесь по стрелке ниже в следующий блок и так, пока не дойдете до блока «Конец».

На рис.8.2-1 вы видите полную блок-схему для игры «Виселица». Вы можете двигаться от одного блока к другому только по стрелочкам. Переход возможен только по ним, кроме тех случаев. когда из блока выходит несколько стрелок. Это блоки условия. В зависимости от выбора игрока, ситуация будет развиваться по одному из нескольких вариантов:

Рис 8.2-1 Блок-схема программы «Виселица».

Конечно, вы можете начать писать программу и без разработки её блок-схемы. Однако, в процессе написания кода у вас будут появляться новые идеи, почти наверняка вы забудете написать какую-нибудь функцию. И в результате придется редактировать, дописывать а то и просто удалять значительную часть кода. Особенно обидно, когда программа практически готова и приходится переделывать значительную её часть. Чтобы избежать этого, всегда продумывайте свою программу до того, как начнете её писать.

Источник

Питонные петли и блок-схемы

Узнайте, как преобразовать между кодом Python и блок-схема циклов при проектировании алгоритмов.

В этом уроке мы собираемся научиться преобразовать между кодом Python и блок-схемы циклов при проектировании алгоритмов.

Рассмотрим следующий код. Как и в случае большинства примеров кода в этих уроках, вы узнаете намного больше, если вы на самом деле введите (не копируйте/вставить) и запустите код в реальной системе, будь то использование фактической установки Python на вашем компьютере или переводчик на основе браузера Python Отказ

Он печатает номера от 1 к 5 , повторно изменяя значение переменной Считать и выводит результат.

Соответствующее представление блок-схемы будет

Теперь компьютеры очень хороши в повторении, и, безусловно, есть некоторое повторение в вышеуказанном коде и блок-схеме.

Сухой является важным принципом программирования, которому вы должны придерживаться, если нет никаких веских причин не – “Не повторяйся” Отказ

Итак, языки программирования имеют петли Чтобы помочь избежать ненужного повторения. Вы можете знать, что в Python есть два основных типа петли в Python – в то время как петли и для петли. То, что вы не можете быть в курсе, это как то, насколько похожи эти два типа цикла «под капотом». В основном а для Цикл – синтаксический сахар для цикла, что означает полезный сокращение для кода, который делает то же самое.

Представление петлей в программе с использованием блок-схемы

Вот блок-схема последовательности операций, показывающая, как выше, может быть реализован над циклом. Чтобы отслеживать повторений, введена переменная под названием Считать Отказ Это может в принципе быть называться что-нибудь. Некоторые распространенные имена являются Я , х , N , IDX , счетчик И т. Д. Одним из ключевых вещь, чтобы заметить, так это то, как состояние внутри Решение Символ (ромб) представлен отличается от того, как он обычно представлен в языках программирования. У нас есть считать ? , что вполне логично, но выглядит отличается от того, как он будет заботиться о Если или в то время как ключевое слово. Вы увидите это в ближайшее время.

Реализация петель в Python

Ниже приведены некоторые реализации Python того же алгоритма в Python. Все они эквивалентны, которые иллюстрируют тот факт, что обычно есть несколько способов реализации алгоритма, представленного в форме блок-схемы.

Эта первая реализация является наиболее близкой к блок-схеме с точки зрения прямой концептуальной картирования.

Использует Пока правда создать бесконечный цикл, который разбивается только при условии, когда состояние в Если Заявление встречается. Если вы думаете о том, как работает блок-схема, надеюсь, эквивалентность будет очевидно.

Некоторые люди утверждают, что Пока правда петли никогда не должны использоваться в программировании. Это суеверия, основанное на недоразумении. Они возможны на языке по причине, и часто предоставляют наиболее прямое сопоставление концепциям в компьютерных науках.

Если по какой-то причине вы чувствуете, что вам нужно избегать использования Пока правда Цикл, альтернативная версия:

Это функционально эквивалентно предыдущей версии, но обратите внимание, что он не обеспечивает прямое концептуальное отображение, и условие выхода необходимо перевернуть по сравнению с блок-схемой.

Далее есть для Контурная версия, которая, вероятно, является наиболее удобным способом реализации алгоритма от точки зрения программатора. Соединение к блок-схеме сложнее распознавать здесь, хотя, пока у вас не будет некоторый опыт с такими видами переводов.

Обратите внимание, что Python Диапазон Функция останавливает один короткий из второго аргументов, поэтому вышеуказанный код назначает значения из 1 к 5 к Считать Отказ

Наконец-то для любого из вас, у кого есть несчастье, которые следует ожидать, что будет работать с чем-то, называемым «псевдокодом», а не прекрасным чистым языком, таким как Python, который предоставляет все преимущества, которые «псевдокод» должен предоставлять ни одному из основных нисходящих (вы можете Ознакомьтесь с враждебностью к псевдокоду, и вы правы. То есть для другой статьи):

Совершенно как это улучшение на Python или любого другого реального языка ускользает от меня, но я включаю их ради полноты. Любой, кто научился комировать в возрасте в возрасте, когда домашние компьютеры впервые стали популярными, признают, что это в основном (!) Просто различные версии реализации на базовом языке программирования, которые давно заменяются более элегантными и мощными современными языками.

В этой статье мы видели, как конвертировать между программными операторами в Python, а также представлениях потока в алгоритмах, требующих повторения. Я надеюсь, что вы нашли это полезным

Источник

Составьте блок схему!

Добрый день!Не понимаю как составить блок схему с функцией ,нужно по госту.Буду очень благодарна за помощь
#!/usr/bin/env python3
# -*- coding:utf-8 -*-

from math import sin
from math import factorial
y = float(input(‘Введите y\n’))
x = float(input(‘Введите x\n’))
n = int(input(‘Введите n\n’))

I = 0
def F(m):
f = 1
while m > 1:
f *= m
m -= 1
return f

Составьте блок-схему
const n=5; type matr= array of byte; var A: matr; t,e,i,j: byte; k,min: byte; max: byte;.

Составьте блок-схему
Составьте блок-схему. Вот программа: program bulbashka; const n=10; var a:array of integer;.

Составьте блок схему по коду с++
помоги составить блок схему по коду#include «pch.h» #include #define _USE_MATH_DEFINES.

Составьте блок-схему к задаче
uses crt; type matr=arrayof integer; var a,b,c:matr; x,y,z:integer; procedure Vvod(var.

Kiki sypar, может, сами попробуете? вот тут и примеры даны, и истолкованы элементы

Добавлено через 22 секунды
начните, а там уж подскажем что не так

Составьте блок-схему к программе
СПАСАЙТЕ. Срочно нужна блок-схема по программке оформленная в ВОРДЕ. За помощь отблагодарю .

составьте блок схему алгоритма
помогите пожалуйста. Если кто то успеет за час. Того отблагодарю деньгами на телефон.

Составьте блок-схему к программе
Private Sub CommandButton1_Click() Dim n As Integer, m As Integer, w() As Integer, z() As Integer.

Составьте блок-схему к программе
Uses Crt; const n=50; m=30; var s: real; i, j: integer; begin clrscr;

Составьте пожалуйста блок-схему
Здравствуйте составьте пожалуйста блок схему к этой программе паскаль: program ABC1223; uses.

Составьте блок схему к задаче
uses crt; var a,b:string; c,i:integer; begin clrscr; b:=’ ‘; Write(‘vvedite.

Источник

Автоматическая визуализации python-кода с использованием блок-схем

Речь пойдет о технологии, которая дает возможность реализации инструментов разработчика, подобных показанному на картинке ниже.

Общий вид среды с альтернативными представлениями кода

Здесь окно среды разработки разбито на две части. Слева — привычный текстовый редактор, а справа — автоматически генерируемая диаграмма, по возможности приближенная к традиционным блок-схемам алгоритмов. Генерация и перерисовка диаграммы производится по ходу набивки текста. Среда разработки определяет паузу в действиях разработчика и обновляет диаграмму, если код остается корректным. В результате появляется возможность работы не только с текстом программы, но и с его графическим представлением.

Блок-схемы в дикой природе

А нужны ли блок-схемы вообще?

Мой опыт разработки программного обеспечения показывает, что блок-схемы используются и то, как именно они используются, зависит от задачи. Можно выделить два типичных сценария работы разработчика:

  • создание нового программного обеспечения с чистого листа
  • поддержка и модификация уже существующих программных продуктов

Я использую блок-схемы в обоих случаях, хотя и слегка по-разному.

В случае нового ПО я обычно использую подход «сверху вниз». Сначала рисуется архитектура в виде абстрактных блоков и действующих лиц, затем отдельные подсистемы прорабатываются более детально, в какой-то момент достигая уровня выбранного языка программирования. Разумеется, я не прорисовываю детально абсолютно все, а только те части, которые представляют затруднения или особый интерес. Имеющиеся на рынке ПО инструменты вроде MS Visio помогают мне рисовать диаграммы, но только на высоком уровне абстракции. Идеальный инструмент, если бы таковой имелся, должен был бы помогать и на уровне языка программирования, желательно в двух направлениях: генерация диаграммы по коду и наоборот, кода по диаграмме.

В случае поддержки существующих проектов типичная — и вызывающая печаль — ситуация, когда документация отсутствует, а это значит, что сначала должен быть проведен обратный инжиниринг для понимания работы. Здесь часто работает подход «снизу вверх». В процессе чтения кода в какой-то момент приходит понимание, что делает группа операторов, а значит можно нарисовать — физически на листе бумаги или умозрительно — блок с подходящим текстом в нем. Таким образом появляется один элемент вместо группы операторов. В конце концов появляется диаграмма, соответствующая коду. Хотелось бы иметь инструмент, поддерживающий такой сценарий работы, но я пока такового не нашел.

Для полноты картины имеет смысл обратить внимание и на крупные проекты, широко использующие диаграммы в промышленном производстве ПО. Имеются ли таковые? Ответ на этот вопрос — да. Наверное, самый крупный проект такого сорта, известный мне, это ПО для многоразового космического корабля Буран. В отличие от американских многоразовых кораблей, советский был не пилотируемым, а значит вся нагрузка по управлению легла на ПО, которое было разработано с использованием языка ДРАКОН. ДРАКОН использовал исключительно графические диаграммы на всех этапах проектирования, а разработчики не работали с традиционным текстом вообще. Проект доказал высокую надежность ПО успешным выходом на орбиту и возвращением корабля. В отчетах о результатах работы отмечается тот факт, что высокая скорость разработки и небольшое количество ошибок обусловлены широким применением диаграмм. И сейчас ДРАКОН используется для создания ПО в космической отрасли. К сожалению, некоторые ограничения технологии не дают возможности использовать все наработки ДРАКОНа в повседневной работе разработчика, пишущего на популярном языке программирования. Однако общий вывод можно сделать: диаграммы, подобные блок-схемам алгоритмов полезны и могут дать существенный выигрыш.

Пример диаграммы языка ДРАКОН (с сайта drakon.su)

Инструментарий

Мое понимание процесса разработки в разрезе темы статьи состоит в том, что иногда удобнее работать с кодом как с текстом, а иногда удобнее анализировать его графическое представление. Таким образом, идеальный инструмент должен работать с двумя представлениями без того, чтобы отдавать предпочтение только одному. Инструмент также должен предоставлять гладкую интеграцию между двумя представлениями, простейший пример которой это взаимосвязи между конкретной строчкой кода и соответствующим графическим элементом.

Увы, готового инструмента, похожего на описанный найти пока не удалось. Существуют хорошие пакеты для инженерной графики, такие как Dia или MS Visio, которые очень хороши в той области, для которой они проектировались. Они помогают на некоторых стадиях, но их очень трудно использовать тогда, когда требуются частые изменения. Есть пакеты, нацеленные на стадию дизайна — например UML инструменты — но их неудобно использовать на низком уровне. Есть различные кодогенераторы для разнообразных предметных областей, но сгенерированный код трудно назвать легко читаемым если вообще предназначенным для чтения. Есть графические инструменты, ориентированные только на конкретную предметную область, но их практически невозможно использовать в проектах общего назначения, зачастую код вообще не доступен в таких инструментах.

Если такого инструмента нет, то может быть стоит заняться разработкой технологии, которая позволит его создать? Дальнейшее обсуждение будет о технологии и экспериментальной среде, реализующей ее. Среда позволяет посмотреть на существующие проекты как на текст и как на графику с автоматической синхронизацией между ними. Реализация сделана для языка Питон и, в основном, на Питоне.

Графические примитивы

Хорошим началом дискуссии может быть набор графических примитивов, которые потребуются для представления произвольного Питон кода. Начнем с перехода от текста к графике: на входе имеется Питон код, а на выходе необходимо получить диаграмму, нарисованную с помощью набора графических примитивов, соединенных между собой должным образом. Вопросы, которые здесь необходимо решить следующие. Какие элементы языка требуют распознавания во входном потоке? Как распознанные элементы должны быть нарисованы на диаграмме?

Обсудим все необходимые примитивы по порядку.

Блоки кода

Очевидно, что не все операторы непосредственно влияют на поток управления. Такие операторы можно нарисовать как блоки кода.

Почему именно блоки, а не индивидуальные операторы? В большинстве своем разработчики имеют тенденцию группировать связанные по смыслу кусочки кода, состоящие из нескольких операторов, в более укрупненные фрагменты. Очевидно, что цель такой группировки, это облегчение понимания кода при последующем чтении. А средством группировки служат пустые строки. Факт такой группировки должен быть отображен на диаграмме.

Что касается примитива, то разумным кажется простой прямоугольник. Примеры ниже показывают один блок кода и два блока, следующих один за другим с разницей в коде в одну пустую строку между операторами (здесь и далее: для всех примеров сначала следует фрагмент кода на Питоне серии 2, а за ним предлагаемое графическое представление).


Один блок кода


Два блока кода один за одним

Комментарии

Ближайшее рассмотрение показывает, что можно выделить как минимум три типа комментариев, в зависимости от того, каким образом разработчик разместил их в коде. Пустые строки, аналогично тому, как это было сделано для блоков кода, также должны быть учтены, так как они формируют смысловые фрагменты. Итак, выделенные типы комментариев такие:

  • независимые
  • лидирующие
  • боковые

Независимые комментарии занимают одну или более соседних строк и отделены от всего остального по крайней мере одной пустой строкой. Строки независимых комментариев не содержат ничего, кроме комментариев.

Лидирующие комментарии похожи на независимые с одним исключением. Строка, следующая за последней строкой лидирующего комментария содержит оператор Питона. В этом случае разработчик не вставил пустую строку между комментарием и следующим блоком, а значит, скорее всего, это сделано намеренно — комментарий предназначается последующему блоку.

Боковые комментарии располагаются справа от операторов. Здесь есть несколько важных деталей. Часто блок кода занимает несколько строк, тогда как разработчик может дать боковой комментарий только к некоторым из них. Это обстоятельство при выборе графики должно быть учтено. Еще одна деталь касается последней строчки блока кода: разработчику может понадобиться больше, чем одна строка комментариев для нее. Такой случай также должен быть учтен в графике.

Теоретически можно было бы выделить еще один тип — завершающие комментарии. Они были бы аналогичны лидирующим комментариям с разницей в том, что пустой строчки не было бы между последней строкой блока кода и первой строкой завершающего комментария. Такой случай, однако, скорее редкость, чем распространенная практика. Разработчики скорее комментируют что-то, идущее ниже по тексту, а не выше. Поэтому было решено не выделять завершающие комментарии в отдельную сущность.

Теперь можно подобрать подходящую графику для распознаваемых типов комментариев.

Независимые комментарии


Независимый комментарий

В этом примере независимый комментарий состоит из двух строк. Очевидно, что комментарий находится между двумя блоками кода, а это положение на диаграмме соответствует линии, соединяющей блоки. Подходящей графикой для этого случая кажется прямоугольник комментария, напоминающий заметку, с горизонтальным соединителем, ведущим к линии между блоками.

Лидирующие комментарии


Лидирующий комментарий

Этот лидирующий комментарий предназначен для блока, поэтому можно нарисовать прямоугольник комментария выше блока и добавить соединитель, ведущий к нужному блоку.

Боковые комментарии


Боковой комментарий с «хвостом»

В случае с боковым комментарием требуется внимание к паре моментов. Во-первых, есть визуальное соответствие между строчками кода и комментариями. В примере выше нет комментария к первой строчке, и такие ситуации должны быть учтены в графике. Другими словами строки в прямоугольнике комментария должны быть по вертикали выровнены точно так же, как они выровнены в тексте. Во-вторых, иногда комментарий к последней строчке кода занимает больше чем одну строчку. Признаки такого «хвоста» взяты такими:

  • строка хвостового комментария следует непосредственно за предыдущей (нет пустых строк)
  • символ # находится в той же позиции, что и в предыдущей строке

Импорты

Импорты приносят с собой зависимости. А управление зависимостями в сложных проектах зачастую становится трудной задачей. Поэтому графика для импортов, желательно, должна привлекать внимание даже при беглом просмотре диаграммы. Исходя из этого выбран прямоугольник с размещенной в левой части иконкой, как показано на примере ниже.


Пример import

В примере второй и третий импорты занимают более одной строки, некоторые из которых снабжены боковыми комментариями.

Оператор if

Обсудим как должен выглядеть на графике блок условия. Традиционные блок-схемы алгоритмов предлагают ромб. Ромб отлично подходит, если условие, вписанное в него, короткое. На практике, однако, условия часто длинные и порой занимают больше, чем одну строчку, что делает сложной задачу вписать все условие в ромб разумного размера. Либо ромб становится слишком большим и отнимает много ценного вертикального пространства, либо шрифт приходится делать слишком мелким, либо надо прибегать к сокращениям в исходном тексте. Компромиссное предлагаемое решение такое: левые и правые грани будут от ромба, а верхние и нижние грани станут горизонтальным ради сохранения места по вертикали. То есть графика будет частично напоминать традиционный ромб. Такой графический примитив можно легко масштабировать в зависимости от сложности условия.

Следующая деталь для обсуждения — это как рисовать ветки yes и no. Один из возможных вариантов нарисовать ветки справа и слева от блока условия. Такой подход, к сожалению, может привести к ситуации, когда полная диаграмма будет трудна для чтения и не будет выглядеть красиво. Проблема в том, что ветви могут быть произвольной сложности, что приводит к большой ширине ветвей и горизонтальному смещению блока условия. В результате при просмотре потребуется и вертикальная и горизонтальная прокрутка, чего хотелось бы, по возможности, избежать.

Еще одно соображение касается проектирования кода так, чтобы облегчить чтение и понимание кода по прошествии времени. Хорошо было бы иметь возможность сделать так, чтобы все основные действия программы располагались на одной вертикали, а неизбежная обработка ошибок, редкие или специальные случаи и т.п. располагались немного в стороне. Тогда, если оригинальный автор позаботился об этом, понимание назначения кода будет приходить последователям быстрее. Чтобы поддержать и такой стиль разработки, ветви предлагается размещать на графике таким образом: одну из них прямо под блоком условия для формирования вертикали, а другую справа от блока.


Простой пример оператора if

Разумеется, автор может снабдить различные части кода, относящиеся к оператору if, комментариями. Рассмотрим более сложный пример кода и предлагаемую графику.


Оператор if с комментариями

В этом примере есть боковые комментарии для условия. Так же как и для блоков кода, боковые комментарии для условия могут быть даны только для некоторых строк, поэтому прямоугольник комментария должен находиться справа от условия и должен быть выровнен по вертикали соответствующим образом. К сожалению, совсем избежать пересечения соединителя комментария и ветви условия не удалось, но есть и смягчающее проблему обстоятельство: боковые комментарии для условий появляются на практике редко, программисты чаще пользуются лидирующими комментариями.

Последний интересный момент касается лидирующего комментария для else. На графике нет выделенного примитива для else, ему соответствует линия ветви исполнения. Поэтому на графике такой комментарий (тоже редко используемый) начинает выглядеть в точности как и независимый комментарий. Особенно ничего страшного в этом нет — графика по-прежнему в точности передает происходящее.

Функции

Питон файл может содержать множество определений функций, а также определения вложенных функций. Ни для того, ни для другого блок-схемы не предлагают ничего подходящего, поэтому должно быть предложено что-то новое.

Одна из идей, которые приходят в голову при размышлении о графике для функций, касается областей видимости. Область видимости играет роль пространства с очерченными границами. У любой функции, очевидно, есть совершенно определенные точки где она начинается и заканчивается. Значит и графика для функций может напоминать замкнутую область, внутри которой содержится графическое представление тела функции. Делая шаг немного в сторону можно вспомнить, что когда просматриваешь незнакомый Питон код, часто не сразу понятен контекст: конкретная строчка кода может быть и внутри вложенных функций, и внутри классов и внутри условных конструкций. Идея с очерченными границами области видимости потенциально дает возможность быстрее понять контекст выполняемых действий.

Посмотрим сначала на простой пример предлагаемой графики.


Графика для функции

Область видимости функции очерчена прямоугольником с закругленными краями и залита выделенным для функций цветом. В заголовке прямоугольника указаны имя функции и ее аргументы. Заголовок отделен от тела горизонтальной чертой. Чтобы сделать очевидным специфику области видимости, в верхнем левом углу добавлен бэдж, в явном виде указывающий, что это функция.

Теперь рассмотрим более сложный пример, в котором у функции есть лидирующий комментарий, есть строка документации, а параметры занимают более чем одну строчку и также прокомментированы.


Функция с комментариями и документацией

Графика лидирующего комментария очевидна, тогда как боковой комментарий для аргументов представляет проблему. Из-за того, что строчки бокового комментария должны быть выровнены по вертикали со списком аргументов, самым логичным оказалось поместить прямоугольник комментария непосредственно в заголовок функции. Не могу сказать, что предложенное решение кажется мне идеальным, но оно покрывает все случаи корректного Питон кода и не допускает неоднозначности.

Для документации заголовок области видимости расширен еще одной горизонтальной секцией, которая следует сразу за секцией прототипа функции.

Оператор return

Традиционные блок-схемы предлагают удачную графику для возвратов, которой можно воспользоваться с небольшими усовершенствованиями. Возьмем простой пример:


Простой return

Усовершенствование состоит в добавлении иконки со стрелкой влево. Поскольку операторы return сильно влияют на поток управления, то иконка служит цели дополнительного привлечения внимания при быстром просмотре кода.

Разумеется, операторы return могут занимать больше одной строчки и могут иметь комментарии. Ниже приведен пример для такого случая.


Многострочный return с комментариями

Классы

После того как идея областей видимости была использована для функций, ее применимость к классам выглядит более чем логичной. Графика для классов может быть такой же за исключением другого цвета фона и беджа. Пример ниже иллюстрирует класс с комментариями и строкой документации.


Пример класса

Декораторы

В контексте функций и классов в Питоне могут появляться декораторы. По сути декораторы представляют собой оберточную функцию, то есть для их визуализации можно воспользоваться все той же идеей областей видимости. Для быстрой идентификации можно выбрать для них свой цвет фона и в бедж поместить символ @.


Декоратор с комментариями

Циклы

Питон поддерживает два типа циклов: for и while. Оба типа имеют условие и внутри могут встретиться операторы break и continue. Решение о графике для циклов было непростым и основывалось оно на следующих рассуждениях.

Традиционные блок-схемы используют графику, которая уже используется для оператора if и это решение лучше оставить в силе, потому что хороших альтернатив для if графики не находится.

С другой стороны, циклы, подобно областям видимости, имеют совершенно определенные точки начала и конца. На роль заголовка области видимости хорошо подходит условие цикла, содержимое области видимости играет роль тела цикла. Еще одно соображение состоит в том, что в случае использования области видимости, идея отображения основных действий программы на одной вертикали выражена более явно, так как имеется замкнутая геометрическая фигура. Кроме того, соединители в случае традиционных блок-схем не отвечают принципу “сверху вниз” — выход из цикла находится справа от условия в начале. Еще одна проблема с традиционной графикой в том, что совершенно непонятно что делать с else частью, которая может появиться в Питон циклах.

Последнее соображение касается операторов break и continue. В случае использования области видимости точки, в которые ведут break и continue, становятся совершенно очевидным — нижняя и верхняя кромки прямоугольника. Тогда как в случае традиционных блок-схем необходимо рисовать соединитель, который в случае сложного разветвленного кода трудно нарисовать (если вообще возможно) так, чтобы диаграмма была очевидна и не было пересечений с другими соединителями.

Используя идею области видимости для циклов, вопрос с ведущими и боковыми комментариями тоже становится уже решенным.


Цикл for

В более сложных случаях цикл может иметь комментарии и блок else. Рассмотрим пример ниже.


Цикл while с else блоком и комментариями

Блок else нарисован в виде отдельной области видимости справа от области видимости цикла. Области видимости соединены друг с другом пунктирной линией для того, чтобы подчеркнуть тесную ассоциацию между ними. Комментарии показаны уже знакомым образом. А бедж области видимости блока else перемещен с границы в заголовок. Иначе заголовок остается совершенно пустым и смотрится не так изящно.

Операторы break и continue

Традиционные блок-схемы не предлагают никакой графики для break и continue. Им соответствуют соединители, что приводит к нескольким сложным для разрешения вопросам. Во-первых, оба оператора могут иметь лидирующие и боковые комментарии, а в случае соединителей совершенно непонятно, каким образом показать комментарии так, чтобы их принадлежность операторам была очевидна. Во-вторых, соединители приводят к проблеме ясной разводки. Тело цикла может быть сложным и иметь множество операторов break и continue. В таких случаях трудно (если вообще возможно) добиться такой разводки, чтобы было минимум изломов и не было пересечений с другими соединителями.

В связи с этими проблемами было решено ввести новую графику для break и continue. Чтобы подчеркнуть, что операторы фактически представляют собой переход к определенной точке, была выбрана графика, напоминающая метку и лишенная выходного соединителя. Выходной соединитель кажется избыточным, так как человек, программирующий на Питоне, наверняка знает, к какой точке ведет переход.


Простой пример break и continue

Разумеется, операторы могут иметь комментарии. Пример ниже показывает, каким образом они отрисовываются, однозначно определяя принадлежность к соответствующему оператору.


Операторы break и continue с комментариями

Try, except, else, finally

Наверное, это самая сложная конструкция в Питоне. Помимо try блока возможно наличие множества except блоков и необязательные else и finally блоки. Поскольку каждый из этих блоков имеет собственное тело, то было решено использовать графику области видимости для каждого из них.


Пример try — except — else — finally

Блоки except предназначены для обработки ошибок, а значит лежат вне основной линии выполнения. Поэтому они располагаются справа от блока try. С целью дополнительного акцента на тесную связь между try и except блоками между ними проведена пунктирная линия. Если бы было более одного блока except, то диаграмма “выросла” бы вправо, где блоки except располагались бы один за одним.

Блоки else и finally скорее принадлежат основной линии выполнения программы, поэтому на диаграмме они следуют за try блоком.

Очевидно, что каждый из описанных элементов может иметь и лидирующие и боковые комментарии, которые могут быть отрисованы тем же способом, что и для других операторов языка.

Оператор with

Оператор with определяет контекст выполнения, поэтому для него как нельзя лучше подходит идея областей видимости.


Оператор with

Оператор raise

Нет сомнений, что генерация исключения имеет сильнейшее влияние на поток управления. Поэтому графика оператора raise должна быть такой, чтобы привлекать внимание даже при поверхностном взгляде. Еще одно соображение, которое имеет смысл принять во внимание состоит в том, что у оператора raise есть общие свойства с оператором return: оба ведут к выходу из текущей области видимости. Исходя из этого принято решение использовать для raise ту же графику, что и для return с измененной иконкой в левой части — raise будет иметь бросающуюся в глаза красную стрелку.

Как обычно, оператор raise может занимать несколько строк и иметь ведущие и боковые комментарии.


Оператор raise

Assert

Оператор assert генерирует исключение условно, то есть может влиять на поток управления аналогично оператору raise. Исходя из этого на графике для assert хотелось оставить иконку с красной стрелкой как у raise, но подчеркнуть условность генерации исключения.


Пример двух операторов assert

Условность исключения показана ромбом слева, в котором нарисована уже знакомая красная стрелка. Разумеется, оператор assert может иметь лидирующие и боковые комментарии. Этот случай показан для второго оператора в примере выше.

sys.exit()

Строго говоря, вызов sys.exit() не является частью языка, однако вызов имеет непосредственное влияние на поток управления. Поэтому идея распознавания sys.exit() и отображение его подходящим образом кажется привлекательной.

Интересная особенность вызова в том, что синтаксически он может выглядеть по-разному, в зависимости от того, как сделан импорт. Пример ниже демонстрирует предложенную графику и различные варианты импорта.


Пример sys.exit()

Конечно, есть также возможность сделать вызов sys.exit() через eval(), и такие варианты распознать затруднительно, однако они редки, а покрытие даже традиционных вариантов уже достаточно хорошо.

Вызов sys.exit() досрочно завершает выполнение программы, то есть является аналогом возврата, минующего все промежуточные уровни. Поэтому графика заимствована у оператора return, а иконка заменена на отражающую суть.

Последний элемент, для которого нужна графика, это отдельный файл. Питон файл имеет несколько атрибутов, которые необходимо показать на графике:

  • Строка документации
  • Кодировка
  • Указание для запуска

Естественным образом файл формирует область видимости, в которой находятся все остальные элементы. Пример ниже показывает размещение перечисленных выше элементов на графике для файла.


Питон файл

Proof of concept: Codimension Python IDE

Теперь, имея хорошее представление о том, какие элементы языка необходимо распознать и как их отобразить на графическом представлении, можно приступать к созданию инструмента. Очевидно важным вопросом здесь является такой: каким образом текст и графика должны взаимодействовать друг с другом? Один из возможных путей — отказаться от текста вообще и использовать только графику. Этот подход был отвергнут сразу. Я убежден, что в зависимости от ситуации может выигрывать в наглядности или текст, или графика.

Таким образом, инструмент должен поддерживать и тот и другой вид представления программы, без принесения в жертву какого либо одного. В типичной Питон IDE текстовый редактор занимает основное место. Логичным кажется разделить это пространство равноправно между текстом и графикой.

Перед тем, как начать новый проект, был выполнен анализ существующих IDE с открытым исходным текстом, с целью разработки дополнения, которое поддерживало бы графическое представление кода. К сожалению, ничего подходящего найдено не было. Поэтому был начат новый экспериментальный проект, названный Codimension Python IDE.


Общий вид Codimension Python IDE

Разработка Codimension IDE не начиналась с чистого листа. Некоторые идеи и часть кода были заимствованы от другой Питон IDE с открытыми исходными кодами: eric 4.

На настоящий момент Codimension реализует автоматическую отрисовку графического представления для произвольного Питон (серии 2) кода. Среда определяет паузу в набивке кода и перерисовывает диаграмму справа от текста. Если в какой-то момент код перестает быть синтаксически корректным, то диаграмма не обновляется, а индикатор состояния диаграммы по отношению к тексту меняет цвет на красный.

Также реализован показ пути через области видимости к той, которая находится под курсором мыши. Двойной щелчок по элементу на диаграмме приводит к переходу к соответствующему фрагменту в тексте. А комбинация клавиш, нажатая когда фокус ввода находится в текстовой части, наоборот, приводит к переходу и подсветке соответствующего графического элемента. Поддержаны функции экспорта диаграммы в популярные форматы SVG, PNG и PDF. Разумеется, здесь перечислены не все возможности IDE, а в планах новой функциональности для графического представления еще больше.

Во второй части будет рассказано о реализации Codimension IDE с акцентом на графическую составляющую. Будут описаны новые еще не реализованные возможности, микро язык разметки диаграмм и т.п.

Источник

Оцените статью
REMNABOR
Adblock
detector