k03. Python intensive: синтаксис, типы, ввод-вывод

1. Цели урока

После этого урока вы будете уметь:

• создавать переменные и выбирать понятные имена в стиле инженерного кода;
• различать типы int, float, str, bool и значение None;
• выполнять арифметику и склейку строк, понимать разницу деления / и //;
• печатать данные через print и f-строки;
• читать ввод пользователя и преобразовывать строку в число;
• сравнивать значения и писать ветки if / elif / else;
• собрать маленький учебный скрипт решения «можно ли продолжать сценарий» по высоте и батарее (ещё без MAVLink).

2. Словарь урока

3. Как работаем в PyCharm на M1

1. Откройте проект курса из K01 (там, где есть .venv).
2. Убедитесь, что интерпретатор — venv проекта.
3. Создайте папку code/M01_python/ (или скопируйте готовые .py из материалов курса).
4. Каждое задание — отдельный файл, например k03_task1_telemetry_line.py.
5. Запускайте через Run в PyCharm.
6. После стабильного куска — commit в Git, например: K03: types and if basics.

# code/M01_python/k03_sandbox.py
print("M1 started")

4. Переменные и имена

Переменная создаётся присваиванием. Тип в Python обычно не пишут слева — он определяется значением. Это удобно, но требует дисциплины: сам программист помнит смысл имени.

altitude_m = 25.0          # высота, метры
satellites = 12            # число спутников GPS
flight_mode = "LOITER"     # режим полёта текстом
link_ok = True             # связь с GCS есть?

Позже можно переприсвоить другое значение:

altitude_m = 30.5
flight_mode = "RTL"

Правила имён:

• Можно буквы, цифры, подчёркивание; нельзя начинать с цифры.
• Регистр важен: Alt и alt — разные имена.
• Не занимайте слова языка: if, class, print — плохие имена переменных.
• Имя должно говорить о смысле и единице: speed_m_s, voltage_v, timeout_s.

5. Основные типы данных

Целые числа — int

Счётчики, число спутников, номер точки миссии, system id.

satellites = 14
wp_index = 0
sysid = 1
print(type(satellites))
# на экране будет что-то вроде: class int

Дробные числа — float

Высота в метрах, напряжение, скорость, широта и долгота (пока как обычные float; гео-детали — в M2).

altitude_m = 12.5
voltage_v = 15.82
lat = 60.1699
print(type(altitude_m))

print(0.1 + 0.2)
# часто увидите 0.30000000000000004 — это норма для float

Строки — str

Текст: режим полёта, путь к файлу, сообщение оператору.

mode = "GUIDED"
port_name = "COM7"
message = "PreArm: need 3D fix"
print(type(mode))
print(len(mode))   # длина строки GUIDED = 6

Одинарные и двойные кавычки равноправны. Главное — закрыть тем же видом. Многострочный текст — тройные кавычки.

help_text = """K03 practice
Run inside project venv.
"""

Логический тип — bool

Только два значения: True и False (с большой буквы).

armed = False
link_ok = True
altitude_m = 5.0
in_air = altitude_m ＞ 1.0   # в PyCharm: altitude_m ＞ 1.0 обычным знаком
print(in_air, type(in_air))

Пустое значение — None

None значит «значения нет». Это не ноль и не пустая строка.

last_heartbeat_time = None   # ещё ни разу не получали

if last_heartbeat_time is None:
    print("No heartbeat yet")

Узнать тип любого значения:

value = "14.7"
print(type(value))              # str
print(float(value))             # 14.7
print(type(float(value)))       # float

6. Арифметика и строки

a = 10
b = 3
print(a + b)   # 13
print(a - b)   # 7
print(a * b)   # 30
print(a / b)   # 3.333...  в Python 3 всегда float
print(a // b)  # 3         целочисленное деление
print(a % b)   # 1         остаток
print(a ** b)  # 1000      степень

wp_index = 0
wp_index += 1      # то же, что wp_index = wp_index + 1
voltage_v = 15.0
voltage_v -= 0.05

Операции со строками:

prefix = "mode="
mode = "AUTO"
print(prefix + mode)      # mode=AUTO
print("COM" + str(3))     # число в строку через str(...)

7. print, input, f-строки

altitude_m = 18.25
mode = "LOITER"
voltage_v = 15.1

print("alt=", altitude_m, "mode=", mode)

# f-строка — основной стиль курса
print(f"alt={altitude_m:.1f} m | mode={mode} | batt={voltage_v:.2f} V")

В f-строке запись altitude_m:.1f значит: показать число с одним знаком после запятой. Удобно для «приборной» печати.

print(
    f"status: mode={mode}\n"
    f"alt_m={altitude_m:.2f}\n"
    f"voltage_v={voltage_v:.2f}"
)

Функция input всегда возвращает строку, даже если человек ввёл цифры.

raw = input("Введите минимальную высоту, м: ")
print(raw, type(raw))       # например '10' и str

min_alt_m = float(raw)      # превращаем в число
print(min_alt_m, type(min_alt_m))

n = int(input("Сколько точек миссии? "))
print(n * 2)

8. Сравнения и if

voltage_v = 13.9
mode = "LOITER"
print(voltage_v ＜ 14.0)   # True   (в PyCharm: voltage_v ＜ 14.0 обычным ＜)
print(mode == "LOITER" and voltage_v ＞ 13.0)  # True
print(not False)          # True

После условия — двоеточие. Тело ветки пишется с отступом (в PyCharm обычно 4 пробела).

altitude_m = 0.4

if altitude_m ＜ 1.0:
    print("На земле или очень низко")
elif altitude_m ＜ 10.0:
    print("Низкая высота")
else:
    print("Рабочая высота")

link_ok = True
has_gps_fix = False

if not link_ok:
    print("Нет связи")

if not has_gps_fix:
    print("Нет GPS fix")

Учебный пример: decision gate

Это не настоящий prearm автопилота и не команда моторам. Это тренировка логики. Готовый файл: code/M01_python/k03_mission_gate.py

# k03_mission_gate.py — учебный фильтр (НЕ arm)

MIN_VOLTAGE_V = 14.0
MIN_SATS = 8
MAX_WIND_M_S = 12.0

battery_voltage_v = 14.6
satellites = 10
wind_m_s = 5.0
operator_ack = True

battery_ok = battery_voltage_v ＞= MIN_VOLTAGE_V
gps_ok = satellites ＞= MIN_SATS
wind_ok = wind_m_s ＜= MAX_WIND_M_S

if not operator_ack:
    decision = "STOP: нет подтверждения оператора"
elif battery_ok and gps_ok and wind_ok:
    decision = "GO: условия учебного сценария выполнены"
else:
    decision = "STOP: условия не выполнены"
    if not battery_ok:
        decision += " | battery"
    if not gps_ok:
        decision += " | gps"
    if not wind_ok:
        decision += " | wind"

print(f"batt={battery_voltage_v}V sats={satellites} wind={wind_m_s}m/s")
print(decision)

9. Типичные ошибки новичка

# Правильно:
print("alt " + str(10))
print(f"alt {10}")

10. Практика

Все файлы — в code/M01_python/. Можно набрать вручную или скопировать готовые .py из материалов курса (там обычные знаки сравнения Python).

altitude_m = 42.0
mode = "AUTO"
satellites = 13
voltage_v = 15.55
link_ok = True

print(
    f"mode={mode} alt={altitude_m:.1f}m "
    f"sats={satellites} V={voltage_v:.2f} link={link_ok}"
)

alt_cm = 1530
alt_m = alt_cm / 100.0
print(f"alt_cm={alt_cm} -＞ alt_m={alt_m}")

voltage_v = 14.35

if voltage_v ＞= 14.8:
    level = "OK"
elif voltage_v ＞= 14.2:
    level = "LOW"
else:
    level = "CRITICAL"

print(f"{voltage_v} V -＞ {level}")

altitude_m = 7.5
raw = input("Минимальная высота, м: ")
min_alt_m = float(raw)

if altitude_m ＜ min_alt_m:
    print(f"Ниже порога: {altitude_m} ＜ {min_alt_m}")
else:
    print(f"Порог выдержан: {altitude_m} ＞= {min_alt_m}")

git add code/M01_python
git commit -m "K03: types, print/input, if practice"

11. Проверьте себя

1. Чем один знак «=» отличается от «==»?
2. Почему input всегда даёт str?
3. Чем / отличается от // ?
4. Когда использовать None, а когда 0?
5. Как f-строка помогает печатать телеметрию?
6. Зачем отдельные флаги вроде battery_ok?
7. Что такое отступ в Python и почему без него нельзя?
8. Почему учебный decision gate не является командой arm?

12. Чек-лист самопроверки

• Работаю в venv проекта K01
• Уверенно создаю int/float/str/bool и понимаю None
• Умею type(...) и приведение int/float/str
• Печатаю f-строки с округлением .1f / .2f
• Читаю input и понимаю, зачем float/int после ввода
• Пишу if/elif/else с правильными отступами
• Собираю условия через and/or/not
• Выполнил задачи 3.1–3.5 у себя в PyCharm
• Сделал git commit по K03
• Понимаю: на сайте знаки ＜＞ в коде — для ZOO; в Python — обычные клавиши

13. Что дальше

• Модуль M0 и гейт G0 закрыты
• Сейчас: M1 Python intensive
• Следующий конспект: K04 · Коллекции
• Горизонт модуля: K12 мини-проект CLI и гейт G1