abcd0x00

Это Visual Studio блокирует сишные функции, предлагая свои функции вместо сишных.
Надо добавить в самом начале (до всех строк)
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

Здесь про угол между векторами
угол(a, b) = arccos((a * b) / (|a| * |b|))
a * b - скалярное произведение (сумма произведений координат)
|a| - длина вектора (корень из суммы квадратов его координат)

Словарь в питоне - это такое множество, у которого к каждому элементу прицеплено какое-то значение. А называется это "нагруженное множество" - одна из динамических структур данных. А во множестве элементы не упорядочены, зато очень быстрый поиск.

На вход приходит как кириллица так и латиница.
Пробовал # -*- coding: utf-8 -*- и # -*- coding: cp1251 -*-

Эта декларация кодировки вообще никак не относится к тому, что приходит. Эта декларация сообщает интерпретатору, в какой кодировке записан сам исходник (чтобы интерпретатор неправильно не раскодировал его).

>>> def f(lst, func):
...     for i in range(len(lst)):
...         if isinstance(lst[i], list):
...             f(lst[i], func)
...         else:
...             lst[i] = func(lst[i])
...     return lst
... 
>>> lst = [1, [2, 3], [4, [5, 6]]]
>>> 
>>> lst = f(lst, lambda x: 2 * x + 1)
>>> lst
[3, [5, 7], [9, [11, 13]]]
>>>

Там только соотношение выведено правильно. Дальше нужно выбрать правильные начальные значения и правильную проверку для остановки.

Программа (код) должна быть правильной, понятной и легко изменяемой.

Правильность там страдает, потому что берёт не все ссылки, которые надо брать, и берёт то, что вообще не ссылка, как ссылку. (Если туда вставить комментарий html со ссылкой внутри, она спокойно определит эту ссылку как валидную. И такое часто бывает в реальных страницах - код комментируют периодически и всё это продолжает передаваться.)

Понятность страдает в дурацких, ничего о себе не говорящих именах переменных и запутанном регулярном выражении. Если ты берёшь ссылку, то в регулярном выражении только у неё скобки группы и должны быть, а не у всего подряд. (Из-за того что это регулярное выражение запутано, в него легко может закрасться ошибка, и ты её просто не заметишь, так как это регулярное выражение муторно читается каждый раз и ты просто не будешь этого делать.)

Лёгкая изменяемость здесь особо не нарушена, но только потому, что код небольшой. Был бы он больше, это тоже дало бы о себе знать.

В общем, добавление везде std:: не делает код профессиональным, так как это просто ламерский код с добавленными везде std:: .

как с потока ifstream из файла считать, например, 30-й символ?

Надо прочитать 29 символов любым способом (get() или getline() или ещё что-нибудь).

>>> class Human:
...     
...     def __init__(self, age, name):
...         self.age = age
...         self.name = name
... 
>>> lst = [Human(20, 'aaa'),
...        Human(25, 'fff'),
...        Human(30, 'ggg'),
...        Human(35, 'jjj'),
...        Human(40, 'zzz')]
>>> 
>>> out = [i for i in lst if 'f' <= i.name[0] <= 'l']
>>> out
[<__main__.Human object at 0xb740d50c>, <__main__.Human object at 0xb740d58c>, <__main__.Human object at 0xb740d5ac>]
>>> 
>>> [i.name for i in out]
['fff', 'ggg', 'jjj']
>>> 
>>> out = filter(lambda i: 'f' <= i.name[0] <= 'l', lst)
>>> out
<filter object at 0xb740d68c>
>>> 
>>> [i.name for i in out]
['fff', 'ggg', 'jjj']
>>>

Имя main в питоне не зарезервировано, просто функцию main() часто используют по аналогии с сишными программами (по этой функции видно, что делает программа и откуда всё начинается).

А ворота
if __name__ == '__main__':
нужны для того, чтобы исключить определённый код из импорта.
Каждый файл .py в питоне является модулем, его можно импортировать, как обычный модуль, и использовать содержимое из него (функции, классы и другие объекты). Но при этом и сам по себе файл что-то делает, если его запускают сам по себе. При импорте весь модуль сначала выполняется, но если тебе нужна только функция из модуля и тебе не нужно выполнять то, для чего весь этот модуль сделан, он всё равно будет выполняться весь. Поэтому в модуле ставятся ворота, которые пропускают только тогда, когда модуль запускается в виде самостоятельного файла. Когда же его импортируют, ворота не пропускают.

Зря ты начал изучение с Django, потому что там никто тебе не будет объяснять эти основы, а это реально самые основы питона.

echo "abc" | script.py

>>> def f(n):
...     for i in range(n):
...         for j in range(n):
...             if i == j or n - 1 - i == j:
...                 print(' 1', end='')
...             else:
...                 print(' 0', end='')
...             if j == n - 1:
...                 print()
... 
>>> f(5)
 1 0 0 0 1
 0 1 0 1 0
 0 0 1 0 0
 0 1 0 1 0
 1 0 0 0 1
>>> f(11)
 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0
 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0
 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0
 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0
 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0
 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0
 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0
 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0
 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
>>>

Каждая программа сама определяет свой формат файлов. Это могут быть как общие форматы вроде xml, json, yaml, так и самодельные форматы, в которых свои понятия переменных (могут быть похожи на bash'овский, а могут и не быть).

Подскажите пожалуйста курсы (именно курсы), пусть платные и на зарубежных ресурсах, где можно изучить алгоритмы и структуры данных

Курсы - это ерунда. Если не можешь поступить в вуз, делай то же самое, что делают в вузе. Курсы - это полная ерунда, на них не дают и десятой части того, что дают в вузе.

Операция "запятая" - бинарная операция, которая выполняется слева направо. Сначала вычисляется левый операнд, затем вычисляется правый операнд. После этого вычисленное значение правого операнда становится результатом операции.

Это три операции "запятая".
(key, array, max, min)

Выполняется это вот так
((key , array) , max) , min)

Чтобы не путать операцию "запятая" со списками инициализации, перед запятой в операции "запятая" принято ставить пробел.

#!/bin/bash

test_parameter()
{
    echo "$1" | grep -q '\(video\|audio\|pic\)\*'
}

if ! test_parameter "$1"; then
    echo error
else
    echo success
fi

exit 0

Вывод

[guest@localhost sh]$ ./t.sh video
error
[guest@localhost sh]$ ./t.sh video*
success
[guest@localhost sh]$ ./t.sh audio
error
[guest@localhost sh]$ ./t.sh audio*
success
[guest@localhost sh]$ ./t.sh x
error
[guest@localhost sh]$

Ещё вариант (всё на функциях)

#!/bin/bash

error()
{
   echo "error: $1" 1>&2
}

ok()
{
   echo "success: $1" 1>&2
}

test_parameter()
{
    echo "$1" | grep -q '\(video\|audio\|pic\)\*'
}

main()
{
    if ! test_parameter "$1"; then
        error "incorrect parameter: \"$1\""
    else
        ok "parameter is correct"
    fi
}

main "$@" || exit 1

exit 0

Вывод

[guest@localhost sh]$ ./t.sh 
error: incorrect parameter: ""
[guest@localhost sh]$ ./t.sh video
error: incorrect parameter: "video"
[guest@localhost sh]$ ./t.sh video*
success: parameter is correct
[guest@localhost sh]$ ./t.sh audio
error: incorrect parameter: "audio"
[guest@localhost sh]$ ./t.sh audio*
success: parameter is correct
[guest@localhost sh]$ ./t.sh pic
error: incorrect parameter: "pic"
[guest@localhost sh]$ ./t.sh pic*
success: parameter is correct
[guest@localhost sh]$ ./t.sh x
error: incorrect parameter: "x"
[guest@localhost sh]$

В C++ есть функция cout.flush(), которая, как написано в документации, "очищает буфер". Что это значит?

Это значит, что вывод на экран - слишком затратная операция, чтобы её выполнять для каждого символа по очереди. Поэтому символы пишутся в буфер (массив в оперативной памяти), а потом этот буфер один раз выводится на экран. Называется "буферизованный вывод".