Как объяснить ребенку что такое переменная в программировании
Что такое переменная в программировании (Delphi, C#, PHP, JavaScript, Python)?
Всем привет друзья. Сейчас я расскажу вам о переменных: что такое переменные в программировании, зачем они нужны и как их использовать.
Это будет обобщающий урок, и то что я буду рассказывать и показывать в этой статье и видео к ней, применимо ко всем языкам программирования. Не важно, что вы сейчас изучаете: Delphi, C#, PHP, JavaScript, Python, или какой-нибудь другой язык программирования. То что я расскажу в этом уроке, будет применимо абсолютно к любому языку программирования.
Что такое переменная в программировании
Переменная — это определенная ячейка памяти, в которую можно записать различные значения. Как правило, этой ячейке памяти устанавливают какое-нибудь имя.
Переменную в программировании можно сравнить с ящиком для игрушек.
Например, у нас есть ящик. И на этот ящик мы нанесем наклейку «Игрушки» на английском «Toys». Теперь мы знаем, что этот ящик у нас предназначен для игрушек и в него мы будем помещать только их.
Если мы положим в наш ящик игрушку (например, мишку), то мы присвоим переменной значение. В переменной Toys будет храниться Мишка (Bear).
На практике в программировании это выглядит так:
На языке Delphi
На языке PHP
На языке JavaScript
На языке C#
На языке Python
Значение переменной можно копировать и менять. Например, если у нас будет еще один ящик «Вещи» (Things), то мы можем в него положить наш ящик «Игрушки» (Toys). И теперь в нашем ящике «Вещи» будет находится «Мишка».
На практике это выглядит так: (Далее пример я буду наводить только на языке JavaScript, потому что принцип работы с переменными идентичен и для Delphi, и для C#, и для PHP, и для Python. И в обычном блокноте вы можете создать файл с расширением html и повторять всё за мной.)
Код JavaScript:
Если мы достанем из ящика «Игрушки» (Toys) нашего мишку и положим в него кролика «Bunny», то и в ящике «Вещи» (Things) у нас теперь буде кролик (Bunny).
Код JavaScript:
Переменным можно присваивать результаты каких-то вычислений. Если говорить о числах, то их можно складывать, вычитать, умножать и делить. Строки также можно складывать.
Например, у нас есть два ящика (две переменные). В одном у нас кролик, а в другом — мишка. Если мы эти два ящика положим в ящик «Вещи», то теперь в ящике «Вещи» будут и кролик, и мишка.
На практике это выглядит так:
Код JavaScript:
Ну и давайте рассмотрим пример работы с числами.
Код JavaScript:
Как видите ничего сложного в этом нет.
Имя переменной
Имя переменной может состоять как из одной, так и из нескольких букв. Например, можно задать имя переменной Toys (Игрушки), или MyToys (Мои игрушки). Также можно использовать числа при определении переменной. Например, toy1, toy2, toy3 и т.д.
Важно знать, что когда вы указываете имя переменной, нужно использовать только английские буквы и нельзя использовать пробелы.
Также нельзя использовать зарезервированные слова. У каждого языка программирования они свои и для раскрытия этой темы нужно делать отдельный урок по переменным в каждом из этих языков программирования.
Еще очень важно назначать переменным осмысленные имена. Потому что когда вы будете создавать большие проекты (программы), то в последствии вам будет легче понимать свой код. Вы легко вспомните, что означает та, или иная переменная. Ведь если вы дадите переменным имена i, b, f, Str1, то спустя некоторое время вы забудете для чего объявляли именно эти переменные, и будет очень тяжело понять, что они означают. А вот когда вы видите имя переменной Toys, то вы сразу понимаете, что хранится в этой переменной (в нашем случае — игрушки).
Ну и для закрепления этой темы, давайте я еще покажу как по ходу выполнения программы, переменная может менять свое значение.
Код JavaScript:
Надеюсь, вам понравился этот урок.
Видео по этой теме
Java Core для самых маленьких. Часть 3. Переменные
В предыдущей статье мы говорили о типах данных, а теперь поговорим о вытекающей из этого теме, о переменных.
На скриншоте выше продемонстрирован пример создания переменных.
Давайте сразу научимся давать имена переменным правильно. Существует документ Java Code Conventions. В нем указаны правила к написанию кода на Java. Нужно это для того, что бы Java код в разных проектах был написан в едином стиле. Таким образом, новоприбывший на проект программист не будет отвлекаться на новый стиль кода, ведь он будет оформлен так же, как и на других проектах. Эти правила работают и при нейминге переменных.
Итак, переменные принято называть в lowerCamelCase стиле. Сейчас покажу как хорошо, а как плохо:
Вот было значение 1998, а на следующей строке стало 2000. А вот с константой так не получится. Константа гарантирует, что ее значение не изменится на протяжении всего времени выполнения программы. Как создать константу? Очень просто:
Нужно всего лишь дописать ключевое слово final перед типом данных переменной. Для простоты понимания, мы как бы «финализируем» значение переменной и говорим, что это значение конечное.
Обратим внимание на имя константы. Когда мы даем имя константе, то должны делать это в стиле SCREAMING_SNAKE_CASE. Давайте исправим мой код:
В целом, вас никогда не погладят по головке за правильный нейминг в коде. Подразумевается, что это нечто естественное при написании кода. Как правила этикета у людей. А вот если вы будете называть ваши переменные и константы абы как, получите незамедлительного леща.
Инициализация переменных
У всех переменных из моих примеров уже было присвоено начальное значение. Процесс присвоения начального значения называется инициализацией переменной. И не обязательно инициализировать переменную во время ее объявления. Java позволяет сделать это и позже.
Во-первых, можно объявлять переменные через запятую (если они одинакового типа):
При этом, смотрите, мы можем некоторые из них инициализировать прямо во время объявления. А теперь инициализируем оставшиеся:
Для инициализации переменных типа char я использовал цепочку присваиваний. Да, и так тоже можно. Хотя используется очень редко.
Если мы попытаемся провести какую-то операция с переменной, у которой нет значения, то получим ошибку.
Оператор присваивания
Литералы
В Java постоянные значения задаются литеральным представлением. Простым языком, при помощи определенных символов мы можем указывать тип данных. Вот например, при работе с целочисленными литералами нам не нужны никакие литералы. Мы просто пишем число 1998; и Java понимает, что это целочисленное значение.
Так, что еще за символы подчеркивания в значении переменной? Это всего-навсего декор. С JDK 7 допустимо указывать знаки подчеркивания, для разбиения больших чисел на разряды, для удобства чтения.
В вышеописанных примерах были литералы для целочисленных десятичных значений. А еще мы можем присвоить целому числу литерал в виде восьмеричного значения. Для этого вам нужно добавить в самом начале значения 0. Но в таком случае, логично, что это значение не сможет содержать цифры 8 и 9, поскольку они выходят за пределы восьмеричной системы счисления.
Мало того, еще мы можем использовать литерал шестнадцатеричных значений. Такие значения обозначают с начальным 0x или 0X, а цифры в пределах от 10 до 15 заменяются символами ABCDEF английского алфавита.
С JDK 7 есть возможность указывать целочисленные литералы в двоичном виде. Для этого вначале значения нужно указать 0b или 0B и соответственно в значениях можно использовать только цифры 0 и 1. В реальности, вам навряд ли понадобятся литералы шестнадцатеричных, восьмеричного или двоичных значений. Однако, знать о них нужно.
Литералы дробных чисел
Но существует и экспоненциальная форма записи этих чисел в виде 2.34e12;
Где число после символа ‘e’ обозначает степень 10-ти. Простыми словами, мы записали 2 целых и 34 сотых умноженное на 10 в 12 степени.
Как и в случае с целочисленными значениями, литералы с плавающей точкой поддерживают нижнее подчеркивание начиная с JDK 7.
Логические литералы
Символьные литералы
Для символьных литералов, которые присутствуют на вашей клавиатуре вы можете использовать одинарные кавычки, обернув ими необходимый вам символ введенный с клавиатуры.
Я не просто так обратил ваше внимание на символы с клавиатуры. Ведь существуют и такие символы, которых на клавиатуре нет, да и на символы они не похожи. Сейчас разберемся.
А вот если символ нельзя ввести непосредственно с клавиатуры, то для ввода таких символов используют ряд управляющих последовательностей. Например, символ переноса строки ‘\n’. Существуют последовательности, которые существуют для ввода значений в восьмеричной и шестнадцатеричной форме. Например, мы захотели ввести букву tu катаканы смайлик: ツ. Берем и пишем:
В данной таблице вы можете посмотреть наиболее используемые последовательности символов:
Когда-то давно, я писал статью про экранирование символом. Настоятельно рекомендую прочитать, как дополнительный материал. Узнаете много интересного.
Строковый литерал
Можно заключить последовательность символов в двойные кавычки и получить так называемую строку.
Динамическая инициализация
Пару слов о таком термине как динамическая инициализация. Ничего сложного, только звучит страшно.
Переменную можно инициализировать другой переменной. Также, допускается инициализация переменной результатом какого-то выражения.
Главное, чтобы тип данных выражения / инициализирующей переменной совпадал с типом данных целевой переменной.
Преобразование и приведение типов
Знаю, вы уже подустали, сделали массу перерывов и подходов. Обещаю, это последняя тема в этой статье.
Часто программисты сталкиваются с ситуацией, когда переменной одного типа приходится присваивать значение другого типа. Если оба типа данных совместимы, их преобразование будет выполнено автоматически. Для автоматического преобразования должно выполняться 2 условия:
Чтобы выполнить преобразование двух несовместимых типов данных, нужно воспользоваться приведением типов. Это явное преобразование одного типа в другой. И выглядит это вот так:
Нужно понимать, что преобразование вы проводите на свой страх и риск. Вы должны быть уверенным в том, что преобразуемое значение помещается в диапазон целевого типа. В противном случае вы получите некорректные данные.
Подводим итоги
В этой статье мы поговорили о многих важных вещах. Узнали, как создавать переменные и константы в Java, и чем они отличаются. Узнали о способах инициализации переменных. Разобрались с тем, что такое литералы и какие они бывают. А так же выполнили преобразование и приведение типов данных.
Скажем спасибо Егору за предоставленный материал.
Первое знакомство с переменными
Что же такое переменная и как объяснить это детям, довольно трудно. Но все же возможно 🙂
Итак, что же такое переменная?
Из Википедии:
«Переме́нная в императивном программировании — поименованная, либо адресуемая иным способом область памяти, адрес которой можно использовать для осуществления доступа к данным. Данные, находящиеся в переменной (то есть по данному адресу памяти), называются значением этой переменной.»
Довольно трудно понять и разобраться, что это такое и как это может нам пригодиться в робототехнике. Поэтому давайте немного договоримся, что переменная – это корзинка (как в супермаркете, куда Вы можете складывать свои покупки).
Для того, чтобы объяснить это и показать, как оно работает, мы придумали игру – дикий палец.
Смысл игры в том, что мы задаем начально значение (переменная Point) 100 очков и для того, чтобы нам выиграть – нам нужно нажать 100 раз на кнопку быстрее соперника, при нажатии 100 раз на кнопку – загорается лампочка, символизирующая победу.
Для реализации такой игры, нам нужны переменные, в которые мы будет записывать количество нажатий на кнопку и выводить это на дисплей оставшееся количества нажатий при помощи арифметического действия.
Программная часть
Начинаем программу с того, что сравниваем кнопку I1, больше нуля или нет (когда кнопка не нажата – она присылает значение «0», но при нажатии – она присылает нам значение «1»), при условии «ДА», мы прибавляем «+1» в нашу переменную «CymmaI1».
А теперь, давайте представим, что переменная «CymmaI1» – это наша корзинка и в нее мы складываем наши значения, а именно каждый раз при нажатии кнопки – мы прибавляем +1. Все что складывается в нашу корзинку, так там и остается.
Переменную (корзинку) мы можем вызвать в любой части программы, для это достаточно дать ей одно и то же имя. Например, переменная «CymmaI1» используется для запоминания сколь раз мы нажали на кнопку.
Теперь для того, чтобы вывести на экран «Live’s» количество оставшихся нажатий, нам нужно сделать простое арифметическое действие. Для этого нам нужно вычесть из общего количество очков (Point), количество нажатий на кнопку и в реальном времени мы сможем отслеживать оставшееся количество нажатий до победы.
Поэтому мы берем еще одну переменную (корзинку) «Point» и указываем, что у нее будет изначальное число 100. Если присмотреться, то в переменной «CymmaI1» стоит изначальное значение 0, при запуске программы в нашей переменной «CymmaI1» будет число 0 и к нему мы будем прибавлять +1. Но с переменной «Point» наоборот, мы выставляем изначальное значение 100 и когда запустится программа, в этой переменной появится это число.
Далее мы будем проводить вычитание, из переменной «Point» (изначальное значение у нее будет 100) мы вычитает переменную «CymmaI1» (при старте программы изначальное значение у нее будет 0, но при каждом нажатии на кнопку, значение будет прибавляться на +1) и сумму мы записываем в третью переменную «Total» и ее же сразу выводим на экран.
И последнее условие, мы сравниваем значение переменной «Total» с нулем, как только переменная получит это значение (путем вычитания из 100, количества нажатий на кнопку) – мы зажигаем лампочку, символизируя, что мы нажали на кнопку 100 раз.
Переменные
Переменные настолько важны в программировании, что оно без них немыслимо. Ведь несмотря на то, что программа – это в первую очередь алгоритмы и логика, они не могут обрабатывать пустоту. Алгоритмы работают с данными, которые хранятся в памяти компьютера и к ним надо как-то обращаться, связываться с ними.
Как раз эту задачу решают переменные. Переменная состоит из имени и значения. Значение – это и есть данные. Через имя переменной мы обращаемся к ячейкам памяти, чтобы получить оттуда данные или изменить их.
Данными может быть любая информация, любой объект. Например, число, слово, спрайт, список. В этом уроке мы будем связывать имена переменных только с числами.
В Scratch ярко-оранжевый раздел «Переменные» содержит несколько блоков:
В программе может быть множество переменных. Поэтому есть кнопка «Создать переменную», при нажатии на которую открывается диалоговое окно, куда надо ввести имя переменной и выбрать, будет ли она доступна всем спрайтам или только текущему. Во втором случае созданная переменная не будет видна остальным спрайтам. Ей сможет использовать только один спрайт.
После создания переменную можно выбирать в выпадающих списках блоков раздела «Переменные».
Имя переменной может быть любым. Однако желательно, чтобы оно было описательное. Например, если переменная предназначена для хранения количества мячей, ее лучше так и назвать: «количество мячей» или просто «мячи».
На изображении выше мы видим, что сначала в Scratch есть только одна переменная под именем «моя переменная». Если около нее установить флажок, то ее имя и значение отобразятся на сцене.
Если в процессе выполнения программы требуется то показывать на сцене переменную, то скрывать ее, следует использовать блоки «показать переменную …» и «скрыть переменную …».
Команда «задать значение …» записывает в указанную переменную те или иные данные. Например, число 10.
Команда «изменить на …» в случае чисел изменяет значение переменной на указанную величину. То есть, если переменная содержала число 10, а мы дали команду изменить ее на 2, переменная будет хранить значение 12, а не 2.
Если же переменная содержала 10, а мы хотим присвоить ей значение 2, надо воспользоваться командой «задать значение …».
Рассмотрим как работать с переменными на примере. Пусть в нашем проекте по сцене ходят два спрайта – кот и краб. Ходить они будут в разных направлениях, но с одинаковой скоростью.
Мы пока не знаем точно, какую общую для спрайтов скорость хотим задать. Нам надо протестировать программу при разных скоростях. Если мы будем просто вписывать число в команду «идти … шагов», придется потом изменять ее два раза, у каждого спрайта. Это не совсем удобно, особенно если бы спрайтов было много. Для кого-то можно забыть изменить величину.
Использование переменной решает эту проблему. Достаточно задать ей значение в одном месте, а потом вставить имя переменной во все места, где она используется.
Создадим переменную под именем «скорость», доступную для всех спрайтов. Для этого надо нажать кнопку «Создать переменную» или переименовать существующую переменную, кликнув по ней правой кнопкой мыши и выбрав «Переименовать переменную».
Задать переменной значение можно у любого спрайта, второму значение будет доступно автоматически. Скрипты кота:
Теперь если мы захотим поменять количество шагов за один оборот цикла, достаточно сделать это в одном месте. Там, где задается значение переменной.
Когда выполняются команды «идти шагов», то на место переменной «скорость» на самом деле подставляется ее значение. Например, число 10. В результате получается команда «идти 10 шагов», хотя мы этого не видим.
Более того, с помощью арифметических операций можно видоизменить нашу программу. Пусть краб ходит в два раза медленнее кота. То есть, если у кота скорость 10, у краба она должна быть 5. Если же у кота скорость 8, у краба она должна стать 4.
Для этого воспользуемся блоком с делением из зеленого раздела «Операции». Слева от знака деления поставим переменную «скорость», а справа – число 2.
Получается, что хотя скорость одного спрайта отличается от другого, скорости обоих взаимосвязаны через общую переменную.
Усложним нашу программу. Пусть значение переменной «скорость» задает пользователь. Если он нажмет на клавиатуре число 1, то скорость будет иметь значение 5, а если нажмет на клавиатуре число 2, скорость будет иметь значение 10. Если же человек нажмет 0, скорость должна установиться также в 0, то есть спрайты попросту остановятся.
Тут нам потребуются условные операторы, а также цикл «повторять всегда», чтобы программа всегда ожидала ввода с клавиатуры.
Этот скрипт можно добавить любому спрайту.
Таким образом значение переменной может меняться в процессе выполнения программы в зависимости от тех или иных условий.
Обратите внимание на форму блока, который содержит только имя переменной. Это прямоугольник со скругленными углами. Блоки подобной формы есть во многих разделах вкладки «Код». Например, в секции «Движение» это блоки «положение x», «положение y», «направление»:
Подобные блоки можно назвать встроенными в Scratch переменными. В них записываются значения, которые извлекаются из каких-нибудь объектов. Так в переменную «положение x» записывается значение текущей координаты x спрайта. Мы можем извлекать это значение и использовать его в программе.
Допустим, наш кот, находясь на левой половине сцены, будет скручиваться в одну сторону, а когда находится на правой половине – в другую.
Здесь мы используем переменную «положение x», чтобы проверить, находится кот справа или слева. Вспомним, что 0 – это середина холста. Налево идут значения меньше нуля, направо – больше.
Составьте программу, в которой спрайт оказывается в том месте сцены, над которым была нажата клавиша мышки. При этом на сцене должны отображаться координаты клика (вместо клика также может быть зажатие клавиши мыши).
Программирование для детей
программирование для начинающих на языке JavaScript с применением HTML и CSS
6 янв. 2015 г.
Данные
Данные можно сразу писать в командах, как в предыдущих примерах ( alert(3) ). Но удобнее хранить их в специальных ‘ящичках’ — переменных. Данные в переменных могут изменяться, отсюда и название. Из переменных достают информацию, обрабатывают и записывают новые данные.
Так в переменную под названием Животное кладутся данные:
//или двойные кавычки
Теперь данные можно достать просто написав название переменной:
Животное ;
Например, вызываем сообщение с использованием переменной:
alert(Животное + » хочет есть! » );
Переменные лучше называть на английском языке (например, не Животное, а Animal), но для наглядности мы можем пока использовать русские имена. Размер букв имеет значение: если переменную уже назвали лось, то пишите везде лось. С большой буквы Лось не сработает, и возникнет ошибка. Компьютер подумает, это это совершенно другая переменная.
Попробуйте присвоить переменной Животное другие данные (например, «Слон»), затем снова запустите команду:
alert(Животное + » хочет есть! » );
Кавычки нужны для того, чтобы компьютер понял, что перед ним текст, а не переменная. А вот если взять в кавычки число, компьютер подумает, что это текст и не сможет выполнять арифметические операции.
Попробуйте в консоли команды
2 + 2
а потом
«2» + «2»
— результат будет разный.
Кавычки можно использовать двойные « и одинарные ‘ на свой вкус. Только не путайте программные кавычки (машинные) с такими “ ‘ ‘ ” похожими на запятые — компьютер их не поймет.
Важное пояснение!
На математике в школе тоже бывает ситуация, когда за буквами скрывается число, например «2 + X = 5″. Может показаться, что X — переменная, но это совершенно не так. В математике x, y и z используются для обозначения неизвестного числа, которое нужно выяснить.