Introduction à Python et IPython

Ce TD est à développer dans un notebook IPython. Si vous avez installé IPython/Jupyter sur votre ordinateur, vous pouvez travailler avec cette installation. Sinon, dirigez votre navigateur sur http://tmpnb.org. Ce service gratuit met à votre disposition un notebook temporaire dans le cloud.

Depuis la page d’accueil de IPython, créez un nouveau notebook en cliquant sur « New → Python 3 ». Un notebook appelé « Untitled » s’ouvre, vous pouvez changer son nom en cliquant dessus.

En dessous des barres de menu, le nouveau notebook contient une unique cellule, identifiée par le texte In [ ]:. Tapez

1 + 1

dans la cellule, puis évaluez avec le bouton ▶. Le résultat s’affiche en dessous de la cellule, et une nouvelle cellule vide est créée en dessous.

Rentrez maintenant

print('Hello world!')

et évaluez en tapant Shfit+Entrée au clavier. Analysez la sortie. Remarquez l’absence de l’indicateur Out[2]: à gauche de la sortie.

Attention : http://tmpnb.org est un service temporaire. Lorsque vous fermez votre navigateur, votre notebook est détruit. Pour garder votre travail, téléchargez-le via le menu « File → Download as → IPython Notebook (.ipynb) ». Essayez maintenant.

Ceci ne s’applique pas si vous utilisez votre propre installation du notebook. Dans ce cas, en effet, les notebooks sont automatiquement sauvegardés au format .ipynb, dans le dossier où vous avez lancé IPython.

Syntaxe, variables

Les variables en python ne sont pas déclarées. Elles peuvent prendre tout type, et elles doivent être assignées avant d’être utilisées.

a = 10
a + 3

1. Essayez cet exemple dans le notebook

   message = "Thank you for sharing Python with the world, Guido!"
   print(mesage)
   

   Comprenez le message d’erreur et corrigez.

2. Stockez le message "Hello,\n world!” dans une variable et affichez-le en utilisant deux commandes différentes. Quelles différences remarquez-vous ?

3. Essayez ces exemples, comprenez les erreurs, et corrigez lorsque cela est possible

   nimportequoi
   

   adsflf_ = 10
   *adsflf_
   

   print('Hello'
   

   1v34
   

   print('Hello world")
   

   2000 / 0
   

   print("Hello world);
   

4. L’indentation et les retours à la ligne sont importants en Python. Testez ces exemples et corrigez si possible.

   a = 3
    a
   

     b = 10
     b
   

   a = 3 +
       2
   a
   

   a = 3 * (1
            + 4)
   a
   

   a = "Hello
        world!"
   a
   

   a = '''Hello
       world!
   '''
   print a
   

Chaînes de caractères

Python possède quatre syntaxes pour les chaînes de caractères

"Hello"
'Hello'
"""Hello"""
'''Hello'''

Les guillemets doubles (") ou simples (') ne font pas de différence. Les triples guillemets sont les seuls à autoriser les retours à la ligne dans la chaîne.

Les chaînes sont concatenées avec l’opérateur +, et répétées avec l’opérateur *.

1. Partant de cette cellule

   a = 'Hello'
   b = 'world'
   

   affichez Hello, world! en utilisant moins de 13 caractères.

2. Affichez HelloHelloHelloHello en utilisant moins de 3 caractères.

3. L’opérateur % effectue un remplacement similaire à la fonction printf de C. Testez la sortie de

   "%s, %s!" % (a, b)
   

   Modifiez la cellule pour obtenir l’affichage Hello again, world.

4. La fonction str transforme toute valeur en chaîne de caractères. Essayez-la sur un entier.

Fonctionnement du notebook

1. Tapez les instructions suivantes, chacune dans sa cellule

   a
   

   a = 3
   

   a
   

   a = "Hello"
   

   a
   

   Maintenant sélectionnez la première cellule avec la souris et évaluez à nouveau. Que observez-vous ?

   Gardez bien en tête ce comportement : ce qui compte dans le notebook est l’ordre d’évaluation, signalé par le nombre entre crochets à gauche de la cellule, et non pas l’ordre d’apparition.

2. Tapez

   "Hello"
   "World"
   

   print("Hello")
   print("World")
   

   "Hello"
   print("World")
   

   print("Hello")
   "World"
   

   IPython n’affiche que la dernière des valeurs évaluées dans la cellule, mais il affiche aussi toutes les impressions.

3. Tapez

   a.
   

   puis la touche TAB. Dans le menu déroulant qui s’ouvre, sélectionnez la méthode upper() (vous pouvez appuyer à nouveau TAB après avoir tapé quelques lettres, mais il est votre responsabilité d’ajouter les parenthèses à la fin). Évaluez.

4. Tapez (en vous aidant avec l’auto-complétion)

   a.lower?
   

   lisez la documentation.

5. Tapez la touche ESC, puis la touche h. Étudiez la liste des raccourcis clavier, et essayez-en quelques uns.

6. Utilisez la raccourci 1 sur une cellule. Tapez du texte et évaluez. Même chose avec les raccourcis 2 et 3.

7. Maintenant utilisez le raccourci m sur une cellule, et rentrez le texte suivant

   # Ceci est un titre
      
   Suivent des titres plus petits
      
   ## Niveau 2
      
   ### Niveau 3
      
   - C'est du HTML !
   - Et ça peut contenir même des liens,
   - grâce à [Markdown](http://daringfireball.net/projects/markdown/),
   

Listes

Les listes en Python se créent avec la syntaxe

[1, 2, 3, 4]

Contrairement aux tableaux en C, elles peuvent contenir des objets de plusieurs types différents.

1. Définissez la cellule suivante

   l = ["pomme", "poire", "banane", "raisin", "fraise", "litchi"]
   

2. Quelle est la longueur de la liste (suggestion : essayez la fonction len).

3. Affichez le troisième élément de la liste (suggestion : c’est comme en C).

4. Affichez le -1-ème élément de la liste (sisi !).

5. Tapez

   l[2:4]
   

   Étudiez la sortie. Remarquez que les deux bornes sont optionnelles.

6. Affichez les 4 premiers éléments de la liste.

7. Affichez les 4 derniers éléments de la liste.

8. Les listes se concatènent et se répètent avec les opérateurs + et *, exactement comme les chaînes de caractères. Créez une nouvelle liste qui est une copie de l, avec l’ajout de "cerise". Créez une liste qui est la répétition de cette dernière, quatre fois.

9. Les caractères d’une chaîne peuvent être sélectionnés exactement comme les éléments d’une liste. En partant de

   a = "Hello, world!"
   

   affichez lo, wo.

10. La fonction list transforme toute valeur en liste. Testez-la sur une chaîne de caractères.

11. Lisez la documentation de la méthode a.join. Testez-la.

Dictionnaires

Python dispose d’un type absent en C : les dictionnaires.

1. Testez le code suivant

   voit = { "couleur"   : "rouge",
            "modele"    : "peugeot",
            "revisions" : [ 1996, 2001, 2006, 2011 ],
          }
   voit["revisions"]	 
   

2. Testez le code suivant

   voit[4] = 101
   voit
   

3. En utilisant l’opérateur %, affichez de façon lisible les informations sur la voiture.

if, for

On rappelle les syntaxe du if et du for en python

if a == b:
	...
elif b == c:
	...
else:
	...

for a in l:
	print(a)

La boucle for peut être utilisée exclusivement sur des listes et des dictionnaires.

ATTENTION : L’indentation est importante !

1. Avec une boucle for, affichez uniquement les années paires de révision de la voiture définie à la section précédente.

2. La fonction range(n) crée la liste (plus exactement un générateur) des entiers de 0 à n-1.

   • Calculer la somme des entiers compris entre 0 et 100.
   • Calculer la somme des entiers divisibles par 3 compris entre 0 et 100.

3. Étudiez la documentation de la fonction sum. Récrivez le solutions du point précédent en une seule ligne.

4. Étudiez la documentation de la fonction reversed. Affichez la liste des entiers de 100 à 0 (vous aurez besoin de la combiner avec la fonction list).

5. Évaluez la cellule suivante

   o = { 'citron': 'fruit',
         'pomme' : 'fruit',
         'chien' : 'animal',
         'baobab': 'arbre',
       }
   

   Avec une boucle for, imprimez toutes les affirmation du type « le citron est un fruit ».

6. IPython définit un tableau spécial Out, qui contient toutes les sorties jusqu’ici (pas les affichages faits avec print). Parcourez le tableau et affichez toutes les sorties qui font moins de 5 caractères.

Fonctions

Les fonctions sont définies par le mot clef def. L’indentation est encore une fois importante.

1. Écrire une fonction qui prend en paramètre un nom, et qui renvoie (pas de print) une phrase de bienvenue.

2. Créer une liste de 5 personnes. Appeler la fonction sur chaque personne à l’aide d’une boucle for.

3. Utilisez les fonctions list(map(fonction, liste)) sur la fonction et la liste définies ci-dessus. Étudier le résultat.

4. Écrire une fonction calc(gauche, op, droite) qui prend en paramètre deux opérandes et une opération arithmétique et qui renvoie le résultat. Par exemple

   calc(3, '*', 5)
   

   donne 15. Supporter les opérateurs *, +, -, /, //, %, ^.

5. Le mécanisme d’affichage de IPython fournit une fonctionnalité pour insérer du code HTML dans la sortie d’une cellule. Essayez ce code.

   from IPython.display import HTML
   HTML('<h3>AAA<br>A</h3>')
   

   Écrivez une fonction qui prend en paramètre un dictionnaire, et qui l’affiche dans un tableau HTML. Par exemple, le dictionnaire

   { "coleur": "rouge",
     "modele": "peugeot" }
   

   sera affiché comme ceci

   coleur	rouge
   modele	peugeot

Zen

Pour terminer, un classique :

import this

Notes

Ce TD a été en partie inspiré par le cours http://introtopython.org/. N’hésitez pas à le lire pour des approfondissements.