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Introduction au langage Python : Types, variables, fonctions et opérations


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... Le langage de programmation Python a été créé en 1989 par Guido van Rossum, aux Pays-Bas. Le nom Python vient d’un hommage à la série télévisée Monty Python’s Flying Circus dont G. van Rossum est fan. La première version publique de ce langage a été publiée en 1991. La dernière version de Python est la version 3. Plus précisément, la version 3.7 a été publiée en juin 2018. La version 2 de Python est désormais obsolète et cessera d’être maintenue après le 1er janvier 2020. Dans la mesure du possible évitez de l’utiliser. La Python Software Foundation est l’association qui organise le développement de Python et anime la communauté de développeurs et d’utilisateurs. Ce langage de programmation présente de nombreuses caractéristiques intéressantes : — Il est multiplateforme. C’est-à-dire qu’il fonctionne sur de nombreux systèmes d’exploitation : Windows, Mac OS X, Linux, Android, iOS, depuis les mini-ordinateurs Raspberry Pi jusqu’aux supercalculateurs. — Il est gratuit. Vous pouvez l’installer sur autant d’ordinateurs que vous voulez (même sur votre téléphone !). — C’est un langage de haut niveau. Il demande relativement peu de connaissance sur le fonctionnement d’un ordinateur pour être utilisé. — C’est un langage interprété. Un script Python n’a pas besoin d’être compilé pour être exécuté, contrairement à des langages comme le C ou le C++. — Il est orienté objet. C’est-à-dire qu’il est possible de concevoir en Python des entités qui miment celles du monde réel (une cellule, une protéine, un atome, etc.) avec un certain nombre de règles de fonctionnement et d’interactions. — Il est relativement simple à prendre en main 2. — Enfin, il est très utilisé en bioinformatique et plus généralement en analyse de données. Toutes ces caractéristiques font que Python est désormais enseigné dans de nombreuses formations, depuis l’enseignement secondaire jusqu’à l’enseignement supérieur. ... Éditeur de texte L’apprentissage d’un langage informatique comme Python va nécessiter d’écrire des lignes de codes à l’aide d’un éditeur de texte. Si vous êtes débutants, on vous conseille d’utiliser notepad++ sous Windows, BBEdit ou CotEditor sous Mac OS X et gedit sous Linux. La configuration de ces éditeurs de texte est détaillée dans la rubrique Installation de Python disponible en ligne 5 . Bien sur, si vous préférez d’autres éditeurs comme Atom, Visual Studio Code, Sublime Text, emacs, vim, geany. . . utilisez-les ! À toute fin utile, on rappelle que les logiciels Microsoft Word, WordPad et LibreOffice Writer ne sont pas des éditeurs de texte, ce sont des traitements de texte qui ne peuvent pas et ne doivent pas être utilisés pour écrire du code informatique. Notations utilisées Dans cet ouvrage, les commandes, les instructions Python, les résultats et les contenus de fichiers sont indiqués avec cette police pour les éléments ponctuels ou 1 sous cette forme , 2 sur plusieurs lignes , 3 pour les élé ments les plus longs . Pour ces derniers, le numéro à gauche indique le numéro de la ligne et sera utilisé pour faire référence à une instruction particulière. Ce numéro n’est bien sûr là qu’à titre indicatif. Par ailleurs, dans le cas de programmes, de contenus de fichiers ou de résultats trop longs pour être inclus dans leur intégralité, la notation [...] indique une coupure arbitraire de plusieurs caractères ou lignes. ... ... Premier contact avec Python Python est un langage interprété, c’est-à-dire que chaque ligne de code est lue puis interprétée afin d’être exécutée par l’ordinateur. Pour vous en rendre compte, ouvrez un shell puis lancez la commande : python La commande précédente va lancer l’interpréteur Python. Vous devriez obtenir quelque chose de ce style pour Windows : 1 PS C :\ Users \ 2> python 2 Python 3.7.1 ( default , Dec 10 2018 , 22:54:23) [ MSC v .1915 64 bit ( AMD64 )] [...] 4 >>> pour Mac OS X : … Le triple chevron >>> est l’invite de commande (prompt en anglais) de l’interpréteur Python. Ici, Python attend une commande que vous devez saisir au clavier. Tapez par exemple l’instruction : print("Hello world!") puis validez cette commande en appuyant sur la touche Entrée. Python a exécuté la commande directement et a affiché le texte Hello world!. Il attend ensuite votre prochaine instruction en affichant l’invite de l’interpréteur Python (>>>). En résumé, voici ce qui a dû apparaître sur votre écran : 1 >>> print (" Hello world !") 2 Hello world ! 3 >>> Vous pouvez refaire un nouvel essai en vous servant cette fois de l’interpréteur comme d’une calculatrice : 1 >>> 1+1 2 2 3 >>> 6*3 4 18 À ce stade, vous pouvez entrer une autre commande ou bien quitter l’interpréteur Python, soit en tapant la commande exit() puis en validant en appuyant sur la touche Entrée, soit en pressant simultanément les touches Ctrl et D sous Linux et Mac OS X ou Ctrl et Z puis Entrée sous Windows. L’interpréteur Python est donc un système interactif dans lequel vous pouvez entrer des commandes, que Python exécutera sous vos yeux (au moment où vous validerez la commande en appuyant sur la touche Entrée). Il existe de nombreux autres langages interprétés comme Perl 8 ou R9 . Le gros avantage de ce type de langage est qu’on peut immédiatement tester une commande à l’aide de l’interpréteur, ce qui est très utile pour débugger (c’est-à-dire trouver et corriger les éventuelles erreurs d’un programme). Gardez bien en mémoire cette propriété de Python qui pourra parfois vous faire gagner un temps précieux ! Commentaires Dans un script, tout ce qui suit le caractère # est ignoré par Python jusqu’à la fin de la ligne et est considéré comme un commentaire. Les commentaires doivent expliquer votre code dans un langage humain. L’utilisation des commentaires est rediscutée dans le chapitre 15 Bonnes pratiques en programmation Python. Voici un exemple : 1 # Votre premier commentaire en Python . 2 print (' Hello world !') 3 4 # D' autres commandes plus utiles pourraient suivre . Remarque On appelle souvent à tort le caractère # « dièse ». On devrait plutôt parler de « croisillon 11 ». Variables 2.1 Définition Une variable est une zone de la mémoire de l’ordinateur dans laquelle une valeur est stockée. Aux yeux du programmeur, cette variable est définie par un nom, alors que pour l’ordinateur, il s’agit en fait d’une adresse, c’est-à-dire d’une zone particulière de la mémoire. En Python, la déclaration d’une variable et son initialisation (c’est-à-dire la première valeur que l’on va stocker dedans) se font en même temps. Pour vous en convaincre, testez les instructions suivantes après avoir lancé l’interpréteur : 1 >>> x = 2 2 >>> x Ligne 1. Dans cet exemple, nous avons déclaré, puis initialisé la variable x avec la valeur 2. Notez bien qu’en réalité, il s’est passé plusieurs choses : — Python a « deviné » que la variable était un entier. On dit que Python est un langage au typage dynamique. — Python a alloué (réservé) l’espace en mémoire pour y accueillir un entier. Chaque type de variable prend plus ou moins d’espace en mémoire. Python a aussi fait en sorte qu’on puisse retrouver la variable sous le nom x. — Enfin, Python a assigné la valeur 2 à la variable x. Dans d’autres langages (en C par exemple), il faut coder ces différentes étapes une par une. Python étant un langage dit de haut niveau, la simple instruction x = 2 a suffi à réaliser les 3 étapes en une fois ! Lignes 2 et 3. L’interpréteur nous a permis de connaître le contenu de la variable juste en tapant son nom. Retenez ceci car c’est une spécificité de l’interpréteur Python, très pratique pour chasser (debugger) les erreurs dans un programme. Par contre, la ligne d’un script Python qui contient seulement le nom d’une variable (sans aucune autre indication) n’affichera pas la valeur de la variable à l’écran lors de l’exécution (pour autant, cette instruction reste valide et ne générera pas d’erreur). Sachez par ailleurs que l’opérateur d’affectation = s’utilise dans un certain sens. Par exemple, l’instruction x = 2 signifie qu’on attribue la valeur située à droite de l’opérateur = (ici, 2) à la variable située à gauche (ici, x). D’autres langages de programmation comme R utilisent les symboles <- pour rendre l’affectation d’une variable plus explicite, par exemple x <-2. Enfin, dans l’instruction x = y - 3, l’opération y - 3 est d’abord évaluée et ensuite le résultat de cette opération est affecté à la variable x. Les types de variables Le type d’une variable correspond à la nature de celle-ci. Les trois principaux types dont nous aurons besoin dans un premier temps sont les entiers (integer ou int), les nombres décimaux que nous appellerons floats et les chaînes de caractères (string ou str). Bien sûr, il existe de nombreux autres types (par exemple, les booléens, les nombres complexes, etc.). Si vous n’êtes pas effrayés, vous pouvez vous en rendre compte ici 1. Dans l’exemple précédent, nous avons stocké un nombre entier (int) dans la variable x, mais il est tout à fait possible de stocker des floats, des chaînes de caractères (string ou str) ou de nombreux autres types de variable que nous verrons par la suite : 1 >>> y = 3.14 2 >>> y 3 3.14 4 >>> a = " bonjour " 5 >>> a 6 'bonjour ' 7 >>> b = 'salut ' 8 >>> b 9 'salut ' 10 >>> c = """ girafe """ 11 >>> c 12 'girafe ' 13 >>> d = '''lion ''' 14 >>> d 15 'lion ' Remarque Python reconnaît certains types de variable automatiquement (entier, float). Par contre, pour une chaîne de caractères, il faut l’entourer de guillemets (doubles, simples, voire trois guillemets successifs doubles ou simples) afin d’indiquer à Python le début et la fin de la chaîne de caractères. Dans l’interpréteur, l’affichage direct du contenu d’une chaîne de caractères se fait avec des guillemets simples, quel que soit le type de guillemets utilisé pour définir la chaîne de caractères. En Python, comme dans la plupart des langages de programmation, c’est le point qui est utilisé comme séparateur décimal. Ainsi, 3.14 est un nombre reconnu comme un float en Python alors que ce n’est pas le cas de 3,14.





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