Programmer en Python - univ-rennes1.fr

1 UFR MATH MATIQUESUNIVERSIT DERENNES1 Programmer en PythonLicence 2 - Math matiquesNotes de coursVal rie Monbet4 septembre 2017 Plan du coursSemaines 1-2-3G n ralit s, premiers pasSemaines 4-5-6 Contr le de flux, bouclesSemaines 7-8-9 Fonctions, objetsSemaines 10-11-12 Diff rents types, graphiques, ..Table des mati res1 .. d un langage de programmation .. ristiques du langage Python .. d marche du programmeur .. machine et langage de programmation .. du code source .. Python ..42 Premiers avec Python .. es et variables .. de variables et noms r serv s .. (ou assignation) .. la valeur d une variable .. des variables .. multiples .. rateurs et expressions ..103 Contr le du flux d ex quence d instructions .. lection ou ex cution conditionnelle .. rateurs de comparaison.

2 Limites des instructions et des blocs sont d finies par la mise en page .. compos e : en-t te, double point, bloc d instructions indent ..154 Instructions r p p titions en boucle - l instruction while .. p titions en boucle - l instruction for ..205 finir une fonction .. simple sans param tres .. avec param tre .. avec plusieurs param tres .. locales, variables globales .. et proc dures .. des fonctions dans un script .. de fonctions .. par d faut pour les param tres ..306 Classes, objets, des classes .. finition d une classe l mentaire .. (ou variables) d instance .. d objets comme arguments dans l appel d une fonction .. et unicit ..407 Modules existants : matplotlib, .. de type array .. matplotlib ..45R f ajouter Listes, tuples, matrices, .. Matplotlib Importation, exportation de donn es Box, retenirChapitre Avant-proposCe cours est tr s largement inspir du livre de G rard Swinnen "Apprendre programmeravec Python 3".

3 Licence Creative Commons Paternit -Pas d Utilisation Commerciale-Partage des Conditions Ini-tiales l Identique - France . Choix d un langage de programmationIl existe un tr s grand nombre de langages de programmation, chacun avec ses avantages etses inconv nients. Il faut bien en choisir langage dominant parmi les langages open-source est sans conteste C/C++. Ce langages impose comme une r f rence absolue, et tout informaticien s rieux doit s y frotter t t ou tard. Ilest malheureusement tr s r barbatif et compliqu , trop proche de la machine. Sa syntaxe est peulisible et fort est un langage portable, dynamique, extensible, gratuit, qui permet (sans l imposer)une approche modulaire et orient e objet de la programmation. Python est d velopp depuis 1989par Guido van Rossum et de nombreux contributeurs b n Caract ristiques du langage PythonD taillons un peu les principales caract ristiques de Python , plus pr cis ment, du langage etde ses deux implantations actuelles : Python estportable, non seulement sur les diff rentes variantes d Unix, mais aussi surles OS propri taires : Mac OS, BeOS, NeXTStep, MS-DOS et les diff rentes variantes deWindows.

4 Un nouveau compilateur, baptis JPython, est crit en Java et g n re du bytecodeJava. Python estgratuit, mais on peut l utiliser sans restriction dans des projets commerciaux. Python convient aussi bien desscriptsd une dizaine de lignes qu desprojets com-plexesde plusieurs dizaines de milliers de Lasyntaxede Python esttr s simpleet, combin e des types de donn es volu s (listes, ), conduit des programmes la fois tr s compacts et tr s La d marche du programmeurLe mode de pens e d un programmeur combine des constructions intellectuelles complexes,similaires celles qu accomplissent les math maticiens, les ing nieurs et les scientifiques. Commele math maticien, il utilise des langages formels pour d crire des raisonnements (ou algorithmes).Comme l ing nieur, il con oit des dispositifs, il assemble des composants pour r aliser des m -canismes et il value leurs performances.

5 Comme le scientifique, il observe le comportement desyst mes complexes, il cr e des mod les, il teste des pr activit essentielle d un programmeur consiste r soudre des probl s agit-l d une comp tence de haut niveau, qui implique des capacit s et des connaissances diverses : trecapable de (re)formuler un probl me de plusieurs mani res diff rentes, tre capable d imaginerdes solutions innovantes et efficaces, tre capable d exprimer ces solutions de mani re claire etcompl te. Comme nous l avons d j voqu plus haut, il s agira souvent de mettre en lumi re lesimplications concr tes d une repr sentation mentale magique , simpliste ou trop rons par exemple une suite de nombres fournis dans le d sordre : 47, 19, 23, 15, 21,36, 5, 12 .. Comment devons-nous nous y prendre pour obtenir d un ordinateur qu il les remettedans l ordre ?

6 Le souhait magique est de n avoir effectuer qu un clic de souris sur un bouton, ou entrer uneseule instruction au clavier, pour qu automatiquement les nombres se mettent en place. Mais letravail du sorcier-programmeur est justement de cr er cette magie . Pour y arriver, il devra d -cortiquer tout ce qu implique pour nous une telle op ration de tri (au fait, existe-t-il une m thodeunique pour cela, ou bien y en a-t-il plusieurs ?), et en traduire toutes les tapes en une suite d ins-tructions simples, telles que par exemple : comparer les deux premiers nombres, les changers ils ne sont pas dans l ordre souhait , recommencer avec le deuxi me et le troisi me, etc., etc., .. langage machine et langage de programmation strictement parler, un ordinateur n est rien d autre qu une machine effectuant des op rationssimples sur des s quences de signaux lectriques, lesquels sont conditionn s de mani re nepouvoir prendre que deux tats seulement (par exemple un potentiel lectrique maximum ouminimum).

7 Ces s quences de signaux ob issent une logique du type tout ou rien et peuventdonc tre consid r s conventionnellement comme des suites de nombres ne prenant jamais que lesdeux valeurs 0 et 1. Un syst me num rique ainsi limit deux chiffres est appel syst me d s pr sent que dans son fonctionnement interne, un ordinateur est totalement in-capable de traiter autre chose que des nombres binaires. Toute information d un autre type doit tre convertie, ou cod e, en format binaire. Cela est vrai non seulement pour les donn es que l onsouhaite traiter (les textes, les images, les sons, les nombres, etc.), mais aussi pour les programmes,c est- -dire les s quences d instructions que l on va fournir la machine pour lui dire ce qu elledoit faire avec ces donn seul langage que l ordinateur puisse v ritablement comprendre est donc tr s loign de ce que nous utilisons nous-m mes.

8 C est une longue suite de 1 et de 0 (les bits ) souventtrait s par groupes de 8 (les octets ), 16, 32, ou m me 64. Ce langage machine est videmmentpresque incompr hensible pour nous. Pour parler un ordinateur, il nous faudra utiliser dessyst mes de traduction automatiques, capables de convertir en nombres binaires des suites decaract res formant des mots-cl s (anglais en g n ral) qui seront plus significatifs pour syst me de traduction proprement dit s appellera interpr teur ou bien compilateur, sui-vant la m thode utilis e pour effectuer la traduction. On appellera langage de programmation unensemble de mots-cl s (choisis arbitrairement) associ un ensemble de r gles tr s pr cises indi-quant comment on peut assembler ces mots pour former des phrases que l interpr teur ou lecompilateur puisse traduire en langage machine (binaire).

9 Python est un langage de haut niveau, dont la traduction en code binaire est complexe et prenddonc toujours un certain temps. Cela pourrait para tre un inconv nient. En fait, les avantages quepr sentent les langages de haut niveau sont normes : il est beaucoup plus facile d crire un pro-gramme dans un langage de haut niveau ; l criture du programme prend donc beaucoup moinsde temps ; la probabilit d y faire des fautes est nettement plus faible ; la maintenance (c est- -direl apport de modifications ult rieures) et la recherche des erreurs (les bugs ) sont grandementfacilit es. De plus, un programme crit dans un langage de haut niveau sera souvent portable,c est- -dire que l on pourra le faire fonctionner sans gu re de modifications sur des machines oudes syst mes d exploitation diff Edition du code sourceLe programme tel que nous l crivons dans un langage de programmation quelconque est strictement parler un simple texte (sans mise en forme).

10 Le texte ainsi produit est ce que nous appellerons d sormais un code source .Comme nous l avons d j voqu plus haut, le code source doit tre traduit en une suite d ins-tructions binaires directement compr hensibles par la machine : le code objet . Dans le cas dePython, cette traduction est prise en charge par un interpr teur assist d un pr -compilateur. Cettetechnique hybride ( galement utilis e par le langage Java) vise exploiter au maximum les avan-tages de l interpr tation et de la compilation, tout en minimisant leurs inconv nients Installer PythonPour installer Python vous pouvez vous r f rer, par exemple, au site suivant : 2 Premiers PasLa programmation est donc l art de commander un ordinateur de faire exactement ce quevous voulez, et Python compte parmi les langages qu il est capable de comprendre pour recevoirvos ordres.