Table des matières

Notions fondamentales

Aide mémoire synthétique sur le langage Python.

Règles de base

Ces règles peuvent être testées via le mode interactif de Python (en utilisant la fenêtre “Shell” ou console de l'éditeur Idle ou Idle3 par exemple).

Scripts ou programmes Python, où les conserver, et comment les nommer :

il est utile de donner des noms de programmes signifiants, d'éviter les espaces et caractères spéciaux dans les noms, d'utiliser systématiquement l'extension “.py” et de les classer en répertoires suivant leur rôle ou utilité (exercice, exemple simple, application de calcul, utilisation graphique, interface,…).

Python propose des lignes directrices sur le style d'écriture des programmes, mettant en avant la lisibilité. Il s'agit de la pep8. Le document du blog ingeniance donne les quelques recommandations les plus importantes, en français. Le site Real Python propose un tuto : How to Write Beautiful Python Code With PEP 8

Structures conditionnelles et répétitives

Pour résoudre un problème informatique, il faut toujours effectuer une série d'actions dans un certain ordre. La description structurée de ces actions et de l'ordre dans lequel il convient de les effectuer s'appelle un algorithme. Leur compréhension ne nécessite pas un ordinateur.

Suggestions : rechercher quelques algorithmes classiques, comme :

Sélection ou instruction conditionnelle

Cf. la documentation officielle ou cet autre cours avec des illustrations et des exemples de code exécutable sur le site pythontutor.

En python, une indentation par tabulation (dans les faits 4 espaces) délimite le bloc d'instruction en rapport avec les conditions testées, dont la valeur est évaluée comme “vrai” (true) ou “faux” (false). Exemple : 

a = 0
if a > 0 :
    print("a est positif")
    print("car il est strictement plus grand que zéro")
elif a < 0 :
    print("a est négatif")
else:
    print("a est nul")

L'utilisation de “elif” est liée à une condition chaînée. L'utilisation de “else” sous-tend une condition alternative. un simple “if” correspond à une expression conditionnelle.

Ces dispositions sont capitales pour assurer la compréhension d'un code source, par une autre personne, mais aussi par le programmeur lui-même lorsqu'il reprend un code longtemps après son écriture.

Les instruction if peuvent souvent être remplacées par une alternative plus lisible, plus générale. Cf. par exemple 3 Alternatives to If Statements That Make your Code More Readable (Jonny Jackson, Medium, 24/09/2020)

Dans quelques cas, il est intéressant d'écrire les instructions conditionnelles sur une seule ligne de code. Cf. Python If-Else Statement in One Line — Ternary Operator Explained - Single-line conditionals in Python? Here’s when to and when NOT to use them Dario Radečić, Medium, 11/01/2022

Structures répétitives

L'instruction while (documentation officielle) Permet d'exécuter des commandes tant que la condition qui suit (éventuellement combinée) est vraie. Exemple : 

a = 0
while a < 12 :
    a = a + 1
    print(a, a**2, a**3)

L'instruction for (documentation officielle) permet d'itérer sur une liste, ou aussi sur les caractères successifs d'une séquence “chaîne de caractères”. 

for i in range(11):
    print(i, i**2, i**3)

Cf. cet autre cours avec des illustrations et des exemples de code exécutable sur le site pythontutor.

FIXME : ajouter d'autres possibilités telles que :

Principaux types de données

Les types de données numériques principaux :

Cf. la documentation officielle

Si les opérandes sont entiers, l'opération de division avec l'opérateur ”/“ se fait en arithmétique entière, sous python 2. L'opérateur spécifique ”/ /“ effectue l'opération de division entière. Sous python 3, la division avec ”/“ fournit d'office le résultat “float”.

Exemple : différencier 2/3 et 2./3. Il est important d'indiquer un des nombres avec le point décimal pour forcer l'arithmétique en “float”. Une confusion de type à ce niveau peut provoquer des comportements indésirables des programmes!!!

Les fonctions int(), float() et complex() permettent de transformer le type de la variable indiquée en argument, avec en retour un code d'erreur si la transformation n'est pas possible. Des chaînes de caractères contenant des représentations valides de nombres sont permises comme arguments, la fonction int() appliquée à un argument “float” fournira la partie entière du nombre.

Le type de données texte ou "string" :

Cf. la documentation officielle et Dive Into Python 3

Suite quelconque de caractères Unicode délimitée soit par des apostrophes (simple quotes), soit par des guillemets (double quotes). '/' : l'antislash permet d'insérer un certain nombre de codes spéciaux (sauts à la ligne, apostrophes, guillemets, etc.). Les chaînes de caractères sont des données composites (qui rassemble dans une seule structure un ensemble d'entités plus simples). Python considère qu'une chaîne de caractères est un objet de la catégorie des séquences immutables, lesquelles sont des collections ordonnées d'éléments. Chaque caractère de la chaîne peut être désigné par sa place dans la séquence, à l'aide d'un index, débutant à partir de 0. Exemple : mot[3], mot[7],…

Essayez per exemple aussi de taper ces commandes dans l'interpréteur (idle) 

mot="chimie"
print(mot[0])
print(mot[5])
print(mot[6])
strings = ['A', 'bac', 'cali', 'jkppl']
text = ''.join(strings)
print(text)

Les caractères Unicode étant considérés comme abstraits dans Python 3, leur encodage (UTF-8, UTF-16,…) n'est à prendre en considération que si on utilise la méthode .encode pour les convertir en bytes.

Constantes

import string # directive d'importation obligatoire pour ces exemples
 
string.ascii_letters # 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ'
string.ascii_lowercase # 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'
string.ascii_uppercase # 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ'
string.digits # '0123456789'
 
string.punctuation # '!”#$%&\’()*+,-./:;<=>?@[\\]^_`{|}~'
string.whitespace # ' \t\n\r\x0b\x0c'; \x0b is \v (vertical tab), \x0c is \f (form feed)
string.printable # = digits + ascii_letters + punctuation + whitespace

Modifications, recherches, index, vérifications,...

s.capitalize() # captilizes (first character becomes uppercase) the string
s.lower() # all characters become lowercase
s.casefold() # more rigorous lowercase (languages other than English are covered)
s.upper() # all characters become uppercase
 
s.count(sub) # count occurences of substring sub in s
s.count(sub, start) # count occurences of substring sub starting from start position in string s
s.count(sub, start, end) # count occurences of substring sub from start to end — 1 position in string s
s.find(sub) # returns index of first occurence of substring sub in s, return -1 if not found
s.find(sub, start) # returns index of first occurence of substring sub starting from start position in string s, returns -1 if not found
s.find(sub, start, end) # returns index of first occurence of substring sub from start to end — 1 position in string s, return -1 if not found
s.index(sub) # returns index of first occurence of substring sub in s, raises error if not found
s.index(sub, start) # returns index of first occurence of substring sub starting from start position in string s, raises error if not found
s.index(sub, start, end) # returns index of first occurence of substring sub from start to end — 1 position in string s, raises error if not found
len(str) # returns length of string
 
s.startswith(prefix) # checks if s starts with prefix
s.startswith(prefix, start) # checks if s starts with prefix starting from start position
s.startswith(prefix, start, end) # checks if s starts with prefix starting from start position until end — 1 position
s.endswith(suffix) # checks if s ends with suffix
s.endswith(suffix, start) # checks if s ends with suffix starting from start position
s.endswith(suffix, start, end) # checks if s ends with suffix starting from start position until end — 1 position
s.isalnum() # checks if string is alphanumeric
s.isalpha() # checks if string contains only alphabets
s.isnumeric() # checks if string contains only numbers
s.islower() # checks if all alphabets in string s are lowercase
s.isupper() # checks if all alphabets in string s are uppercase
s.isspace() # checks if s is a space character
 
s.replace(old, new) # replaces substring old with substring new
s.replace(old, new, count) # replace substring old with substring new for count number of times starting from left side of string s
s.ljust(width) # puts width — len(s) spaces on the right side of string s
s.ljust(width, fillchar=c) # puts character c width — len(s) times on the right side of string s 
s.rjust(width) # puts width — len(s) spaces on the left side of string s
s.rjust(width, fillchar=c) # puts character c width — len(s) times on the left side of string s
s.strip() # all spaces gone left and right both sides of string s
s.lstrip() # all spaces gone on left side of string s 
s.rstrip() # all spaces gone on right side of string s
s.strip(k) # all substrings k gone left and right both sides of string s
s.lstrip(k) # all substrings k gone on left side of string s
s.rstrip(k) # all substrings k gone on right side of string s
s.split(‘,’) # splits the string by ‘,’; returns a list
s.split(‘::’) # splits the string by ‘::’; returns a list 
s.split(‘ ‘) # splits the string by ‘ ‘; returns a list
s.zfill(width) # adds width — len(s) zeros on the left side; if a +/- sign is there then zeros are added after it
 
s.join(l) # joins a list or string l with substring s

Applications à la détection de palindromes, anagrammes et pangrammes

string-palindrome-01.py
#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Mon Jan 25 10:58:37 2021
 
@author: villersd
 
Un palindrome est un texte ou une séquence plus générale (notes de musique,
code génétique,...), dont l'ordre des lettres (ou des notes,...) reste le même
qu'on le lise de gauche à droite ou de droite à gauche.
Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Palindrome
"""
import unicodedata
 
def palindrome(string_to_check):
    if string_to_check.lower().replace(' ', '') == string_to_check.lower().replace(' ', '')[::-1]:
        return True
    else:
        return False
 
def remove_accents(input_str):
    """
    Les lettres accentuées viennent compliquer le problème...
    cf. https://stackoverflow.com/questions/517923/what-is-the-best-way-to-remove-accents-normalize-in-a-python-unicode-string
    """
    nfkd_form = unicodedata.normalize('NFKD', input_str)
    return u"".join([c for c in nfkd_form if not unicodedata.combining(c)])
 
 
string0 = 'Esope reste ici et se repose'
print(string0, palindrome(string0))
 
string1 = 'Ésope reste ici et se repose'
print(string1, palindrome(string1))
 
print(string1, remove_accents(string1), palindrome(remove_accents(string1)))
string-anagramme-00.py
#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Mon Jan 25 11:42:18 2021
 
@author: villersd
 
Une anagramme est un mot ou une expression obtenu en permutant les lettres
d'un mot ou d'une expression de départ
Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Anagramme
"""
string1 = 'manoir'
string2 = 'romain'
 
print(string1, sorted(string1))
print(string2, sorted(string2))
 
# exercice : utiliser cette fonction sorted() et appliquer les transformations
# de la fonction de vérification de palindromes pour détecter une anagramme.
string_pangrammes-01.py
#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Mon May  9 11:54:40 2022
 
@author: villersd
 
Test d'une chaîne pour connaître le nombre de lettres de l'apahabet utilisées
et si elles le sont toutes (pangramme).
ref : https://fr.wikipedia.org/wiki/Pangramme
 
"""
import string
print('ASCII letters : ', string.ascii_lowercase)
 
# test string :
ts = "Portez ce vieux whisky au juge blond qui fume"
 
# dict count strategy
letter_count_dict = dict( (key, ts.lower().count(key)) for key in string.ascii_lowercase )
print(letter_count_dict)
 
# list count strategy
letter_count_list = [ts.lower().count(key) for key in string.ascii_lowercase]
print(letter_count_list)
 
# using all()
print(all(letter_count_list))
 
# one-liner : 
print(all([ts.lower().count(key) for key in string.ascii_lowercase]))
print("All ASCII letters : ", all(["Portez ce vieux whisky au juge blond qui fume".lower().count(key) for key in string.ascii_lowercase]))

Pour une technique de détection utilisant les nombres premiers : https://mobile.twitter.com/fermatslibrary/status/1385957963429515266 (programmer et comparer !)

Chaînes préfixées

Les chaînes pêuvent être préfixées, pour tenir compte de types et d'utilisations particulières :

Prefix Utilisation Exemple
None chaîne de caractère habituelle “Hello world !”
r raw string (utilisant plusieurs caractères \ s'échappement) print(r”C:\Users\johndoe\documents“)
b chaîne binaire b”byte string“
u chaîne unicode u”Unicode string“
f chaîne de formatage fstring print(f”My cool string is called {name.upper()}.“)

Références

Les séquences binaires

Cf. la documentation officielle

Destinés à la manipulation de données sous forme binaire, les bytes ne peuvent pas être utilisée pour des textes, même s'il y a une correspondance pour les 127 premiers caractères (codes ASCII). Leur entrée peut se faire dans ce cas via par exemple 

"bdata = b'ceci est un texte ASCII'

Depuis la version 3 de Python, la séparation des utilisations des séquences binaires et des chaînes de caractère est bien différenciée.

Les booléens (vrai ou faux)

Cf. Algèbre de Boole sur Wikipedia

Les listes

Cf. la documentation officielle 

a=[12,15,7,13,21,24,11,13,21,27,5]
print(a,len(a))
a.append(8)
print(a,len(a))
a.reverse()
print(a,len(a))
b=a.pop(5)
print(b)
print(a,len(a))
a.insert(5,99)
print(a,len(a))
a.sort()
print(a,len(a))
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
enumerate : exemples
"""
recipients = ['matras', 'erlenmeyer', 'verre à pied', 'ballon', 'bécher']
print(', '.join(recipients))
# méthode "classique"
for i in range(len(recipients)):
    print('Récipient # ', i, ' : ', recipients[i])
# méthode avec enumerate
for i,recipient in enumerate(recipients):
    print('Récipient # ', i, ' : ', recipient)

FIXME : piles, files/queues, pop, del li[i], li.clear(), li.insert(ind, item), li.remove(item), li.reverse(),…

Références

Les tuples

Analogues aux listes, mais utilisant les parenthèses pour leur écriture, les tuples ne peuvent pas être modifiés. De ce fait, une méthode fonction de hachage peut être appliquée aux tuples, mais pas aux listes, ce qui rend les tuples utilisables comme clés de dictionnaires ou éléments d'ensembles.

Référence :

Les dictionnaires

Cf. la documentation officielle

Un dictionnaire permet de stocker des paires (clé : valeur), où les clés doivent être uniques, non modifiables, et où les valeurs sont n'importe quel objet. Il est délimité par des accolades {}, et les couples clé : valeur sont séparés par des virgules. Au sein de ce couple, le caractère ”:“ sépare la clé de la valeur. Les éléments peuvent être accédés suivant les clés. Dès qu'on doit utiliser à la fois la clé et la valeur, il est recommandé d'utiliser la fonction ”.items()“, comme ceci : 

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
 
dico = {"Nom": "Belgique",
    "Capitale":"Bruxelles",
    "Population":11239755,
    "Superficie":"30 528 km2",
    "Monnaie":"Euro",
    }
 
for key, val in dico.items():
    print("{} = {}".format(key, val))

Depuis Python 3.9, l'opérateur | est utilisé pour fusionner les dictionnaires tandis que l'opérateur |= peut être utilisé pour mettre à jour les dictionnaires (/pep-0584.

Références diverses

Les ensembles

Un ensemble (set) est une collection non ordonnée d'éléments non répétés (uniques). L'utilisation des ensembles se fait par analogie avec les propriétés et opérations de la théorie mathématique des ensembles : appartenance, cardinalité (nombre d'éléments), union, intersection, différence, …

Les éléments d'ensembles doivent être différents (et le rester), donc posséder un caractère immuable (ou immutable en anglais), et de là hachable.

Il est donc plus efficace de tester l'appartenance d'un élément à un ensemble (éventuellement créé au départ d'une liste) plutôt que de tester la présence dans une liste (toute la liste doit être parcourue) : 

li = [4, 8, 9, 1, 6, 8, 4]
# pas efficace :
if 8 in li:
    print("8 est dans la liste")
 
# efficace :
se=set(li)
if 8 in se:
    print("8 est dans la liste")

Références complémentaires :

D'autres types

Des types “haute-performance” sont aussi intégrés à Python, via le module “collections” à importer :

Des types non intégrés par défaut dans Python peuvent facilement être implémentés, en utilisant les types répandus. C'est pas exemple le cas des arbres (informatique, théorie des graphes) :

Python n'intègre pas par défaut des types triés (sorted list, sorted dict, sorted set). Une solution en “pure python” existe via les SortedContainers

À ce stade de votre apprentissage, vous pouvez utiliser l'outil Online Python tutor pour visualiser dans un navigateur web le déroulement de petits programmes proposés sur le site ou écrits par vos soins ! Voici ce que cela donne pour les deux structures de répétition while et for :

Pensez ensuite à essayer des modifications du code !

Fonctions prédéfinies

li = input("Donnez une température (en °C) ? ")
print(li, type(li))
temp = float(li)
print(temp, type(temp))
a = 16
print(sqrt(a))
from math import *
print(sqrt(a))

Veracité/fausseté d'une expression

Une expression aboutissant à une valeur logique rend soit 0 ou faux, soit tout autre valeur ou vrai. Cf les rudiments de logique booléenne ! Essayez : 

a = "coucou"
b = "coucou"
c = "cou"
d = (a == b)
print(d)
print(int(d))
d = (a == c)
print(d)
print(int(d))
print(not(d))
...

Modules turtle et xturtle

pour apprendre à programmer en créant des petits dessins

Le module turtle permet énormément de possibilités de dessin, même très simple. Par exemple, demander un nombre de côté et dessiner le polygone régulier correspondant,…

Pour ceux qui voudraient aller plus loin dans l'usage de turtle, il est possible d'utiliser une amélioration, le module xturtle, et les exemples qui l'accompagnent (attention, le module xturtle.py doit être dans le même répertoire que tout programme python qui y fait appel).

Ce module est disponible ici. Vous devez décompresser son contenu (essentiellement xturtle.py) dans C:\Python27\Lib\site-packages\xturtle0.95 Si vous travaillez sur un ordinateur pour lequel vous n'avez pas les droits d'écriture, vous pouvez les placer ailleurs. Il est alors nécessaire que le module xturtle.py et tout programme qui en fait usage soient dans le même répertoire.

Fonctions originales

Définir une fonction et ses paramètres : 

def nomdelafonction(liste de paramètres):
    ...
    bloc d'instructions indenté

Les fonctions peuvent n'avoir aucun paramètre, mais ceux-ci sont souvent très utiles pour exécuter les instructions de la fonction.

Dans une autre partie (programme principale ou autre fonction), on fait appel à la fonction, en précisant des valeurs particulières qui seront affectées aux paramètres de la fonction. On parle alors des arguments de la fonction, qui peuvent être des constantes ou des variables. Une fonction au sens classique du terme renvoie une valeur qui sera reprise comme un “résultat” au niveau de la ligne qui a fait appel à la fonction.

Exemple (réalisable en mode interactif) : 

def plus(a, b):
    return a + b
...
x = plus(3,9)
print(x)
plus(x,8)
print(x)
  • Les paramètres décrivent ce qui est référencé dans la définition de la fonction
  • Les arguments décrivent ce qui est “envoyé” à la fonction, là où elle est utilisée
  • Chaque appel de la fonction peut utiliser des arguments différents

Variables locales et globales

Les variables définies à l'intérieur d'une fonction ne sont compréhensibles qu'au sein et à partir de cette fonction, on les appelles des variables locales.

Python peut lire, mais pas modifier par affectation les variables extérieures à l'espace local. C'est le cas des variables passées en paramètres d'une fonction. Si une variable de même nom est créée en version locale, c'est seulement celle-ci qui sera connue localement.

Si une variable extérieure (en paramètre ou non) se voit appliquer une méthode, la variable est cependant modifiée.

Par opposition, les variables globales sont définies “à l'extérieur de la fonction” mais pourront être modifiées dans une fonction. Pour cela, on déclare à Python par le mot-clé global que la variable à utiliser (modifier par réaffectation) dans le corps de la fonction est globale.

Il est dangereux d'utiliser dans les grands programmes des variables globales, et il est préférable de n'utiliser que des variables locales et de transmettre explicitement via les paramètres de la fonction tout ce qui est extérieur et peut lui être utile. Sinon, il y a un risque de perturber le fonctionnement de la fonction à cause d'une modification non attendue de la variable globale.

Pour obtenir un dictionnaire des variables globales ou locales à une portée donnée (scope) du code, il suffit d'utiliser les méthodes “globals()” et “locals()”.

Cf. http://fr.openclassrooms.com/informatique/cours/apprenez-a-programmer-en-python/portee-des-variables-et-references, http://python-textbok.readthedocs.io/en/1.0/Variables_and_Scope.html

Tester aussi ce code :

variables_locales_globales.py
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
 
def chipote(in1):
    in1 = in1 + 5
    print("in1 =", in1," dans chipote")
    print("a=",a," dans chipote")
    b = 8
    print("b=",b," dans chipote")
    c = a + 10
    print("c=",c," dans chipote")
    e = b + in1
    print("e=",e," dans chipote")
    li.append(b)
    global f
    f = f + 20
 
li=[1, 2, 3]
b = 4
a = 5
f = 13
print("f=",f)
chipote(a)
print("a=",a)
print("f=",f)
chipote(a)
print(li)
print("f=",f)

Passage d'arguments par tuples et dictionnaires

Passage par tuple

fonction_args_tuple.py
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
 
def liste_args(*args):
    """ imprime les arguments passée en tuple (ordonnés)
    """
    print(args)
 
liste_args('pommes','poires','scoubidous','apples','peaches','cherries')

Output : 

('pommes', 'poires', 'scoubidous', 'apples', 'peaches', 'cherries')

Passage par dictionnaire

fonction_args_dictionnaire.py
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
 
def liste_kwargs(**kwargs):
    """ imprime les arguments passée en dictionnaire
    """
    for key, value in kwargs.items():
        print(key,':',value)
 
# premier type d'appel
liste_kwargs(entrée='homard', plat='poularde', dessert='tarte')
 
# second type d'appel
dico = {'entree': 'homard', 'plat': 'poularde', 'dessert': 'tarte'} 
print(dico)
liste_kwargs(**dico)

Output : 

entrée : homard
dessert : tarte
plat : poularde
{'entree': 'homard', 'dessert': 'tarte', 'plat': 'poularde'}
entree : homard
dessert : tarte
plat : poularde

Références :

Modules de fonctions

Des fonctions ou simplement des déclarations de variables peuvent être définies et regroupées dans un fichier (.py), et ensuite renseignées pour leur utilisation dans un programme grâce à la directive d'importation.

Exemples de modules de déclarations de variables

Directive d'importation

Il y a 2 façons essentielles d'importer toutes les fonctionnalités définies dans un module dont le nom est “nomdemodule” :

  1. import nomdemodule
  2. from nomdemodule import *

Dans le premier cas, les fonctions seront appelables avec des noms tels que “nomdemodule.func1”, et les concepteurs des modules proposent souvent l'utilisation d'un alias par une directive recommandée telle que “import nomdemodule ad ndm”. Les appels sont alors du type “ndm.func1”.

Dans le deuxième mode, la même fonction sera utilisable avec le nom “func1”. Du fait de l'évolution de modules, il peut devenir difficile de détecter quelle fonction devient manquante avec ce mode d'appel. Avec cette deuxième méthode, il est préférable de de n'importer qu'une seule fonction particulière (ou les quelques nécessaires) au lieu de toutes celles qui sont présentes dans le module (avec *). Exemple :

Références :

Test sur le programme "main"

La variable python __name__ contient '__main__' si l'instruction est invoquée dans le programme “principal” appelé ou contient le nom du module si cette inscription est présente au niveau d'un module appelable (donc importé).

Le rôle de la structure conditionnelle if __name__ == '__main__': incluse dans de nombreux modules de fonctions est de n'exécuter la suite du code que si le module/programme python concerné est le programme principal. Il se peut en effet que ce fichier soit appelé en tant que module par une directive d'importation écrite dans un autre programme. Dans ce dernier cas, le code qui suit la ligne if __name__ == '__main__': ne sera pas lancé, mais toutes les fonctions définies seront reconnues et utilisables par le programme appelant !

Pour bien comprendre l'utilité de ce test, décompressez les 4 fichiers python de cette archive, étudiez-les et faites les fonctionner !

Référence :

Espaces de noms (namespaces)

Lorsque l'interpréteur Python exécute “import nomdemodule”, l'environnement crée un espace de noms “nomdemodule”, contenant les variables et fonctions du module nomdemodule, ce qui permet de regrouper ces fonctions et variables sous un préfixe unique et spécifique, qui explique les appels sous la forme “nomdemodule.func1”. C'est une garantie pour éviter tout conflit entre des fonctions portant des noms identiques, mais tirées de modules différents. Le prix à payer est de sans cesse devoir expliciter l'espace de nom. Celui-ci peut cependant être condensé lors de la directive d'importations :

  • pour comprendre, essayez par exemple ces directives en mode interactif sur le module math
  • pour les programmes longs et utilisant plusieurs modules, choisissez d'utiliser les namespaces
  • ne mélangez jamais les deux techniques d'importation

Pour en savoir plus :

Impression formatée de texte et nombres (print)

On peut créer facilement une sortie “imprimée” formatée de données en utilisant des paramètres de formatage de l'instruction print (inspirés de l'instruction printf du langage C).

Par exemple, si on veut sortir la ligne suivante en disposant de deux variables (t et nmol) : 

Au temps = 0.6 heure, la réaction a consommé 1.23 moles de réactif.

On peut obtenir cette ligne par l'instruction suivante, en Python 3 (print sous forme d'une fonction) : 

print('Au temps =%g heure, la réaction a consommé %.2f moles de réactif.' % (t,nmol))

Lors de l'exécution, les symboles '%' rencontrés sont remplacés par les variables qui suivent, en utilisant les spécifications de formatage :

Autres spécifications :

Le code “\n” inséré dans une chaîne permet d'effectuer un retour à la ligne.

Depuis Python 2.6, le langage a introduit la méthode .format() qui est plus sophistiquée et ne présente pas les défauts des techniques utilisant les ”%“ ! (FIXME : écrire une page spécifique).

→ Impressions avec la méthode .print()

FIXME intégrer f-string !: cf.

Références :

Lire et écrire dans des fichiers

L'instruction 

 f = open(filename, mode)

permet de traiter un fichier du système d'exploitation “filename”, avec un “mode” pouvant prendre différentes valeurs :

Une fois le fichier ouvert, l'instruction “data = f.read()” lit l'entièreté du fichier et la stocke dans la variable de caractères data. “f.readline()” effectue la lecture d'une ligne à la fois. En écriture, le contenu d'une chaîne de caractère “dataw” est écrite dans le fichier par l'instruction “f.write(dataw)”.

Une fois l'utilisation achevée du fichier, il est important de fermer le fichier par la commande “f.close()” des erreurs peuvent subvenir sur le système de fichier si ce n'est pas fait correctement pour les fichiers en écriture surtout.

Il est recommandé d'ouvrir le fichier en utilisant la commande “with”, qui garantit la fermeture du fichier après exécution du code indenté, même en cas d'erreur : 

with open("fichier.txt", "r") as fic:
    contenu_fic = fic.read()
Les données de tout type devant être transformées en chaînes de caractères, il n'est pas aisé de stocker dans des fichiers des données composites comprenant des entiers, listes, dictionnaires,… Dans ce cas, une des solutions les plus simples consiste à utiliser le module json codant et décodant les données dans le format répandu JSON.

Références

Gestion des erreurs

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Gestion de l'encodage des caractères en Python

Le système de codage des caractères a considérablement évolué. Aux débuts de l'informatique, le codage était initialement limité à l'ASCII sur 7 bits avec 128 caractères possibles, ne permettant donc d'écrire valablement qu'en anglais, sans caractères spéciaux, sans lettres accentuées. Écrire des programmes en Python (ou dans d'autres langages) en utilisant exclusivement ces caractères est une façon simple d'éviter toute difficulté.

Cette limitation a donné lieu à des encodages parfois bricolés, propriétaires et mal conçus pendant plusieurs décennies, et dont il subsiste encore des traces dans de nombreux logiciels et documents sauvegardés. Citons pour ce qui concerne l'Europe de l'ouest les encodage cp1252, applemac et Latin1 (ou iso8859-1). Ces encodages permettent quelques caractères supplémentaires, mais ne sont pas satisfaisants.

Une solution universelle aux difficultés d'encodage a été de créer une norme définissant les caractères utilisables au niveau mondial, l'unicode, permettant de décrire des dizaines de milliers de caractères différents, et d'un encodage efficace pour les usages majoritaires (UTF-8 pour la plupart des pays utilisant des caractères latins, et UTF-16 pour les autres).

Il est recommandé de spécifier les caractères utilisés pour le codage du programme via une ligne à placer en début de programme, comme une des suivantes par exemple : 

# -*- coding: utf-8 -*-
# -*- coding: iso-8859-1 -*-
# -*- coding: cp1252 -*-
...

Les mots-clés du langage n'utilisent que les caractères du jeu historique ASCII. Un programme Python peut utiliser des chaînes de caractère utilisant un codage sur plus d'un octet (unicode). Python 3 utilisant des techniques différentes de Python 2 pour cela, et vu l'obsolescence de la branche 2, les traitements particuliers de codage/décodage ne seront pas explicités.

Références

La complexité algorithmique

Un algorithme est l'énoncé dans un langage bien défini d'une suite d'opérations permettant de résoudre par calcul un problème. Cette résolution nécessite lors de son implémentation un certain temps de calcul, une certaine quantité de mémoire. La dépendance de ces quantités en le(s) paramètre(s) qui régissent la taille d'un problème constitue la complexité algorithmique, en temps ou en mémoire. Si des problèmes à résoudre traitent un grand nombre de donnée, ou sont répétés très souvent, Il est particulièrement important de sélectionner une méthode de résolution, un algorithme, de la meilleure complexité possible.

Voici quelques complexités classiques et quelques exemples d'application :

Ecriture symboliqueType de complexitéExemples
O(1)complexité indépendante de la taille de la donnée
O(log(n))complexité logarithmique
O(n)complexité linéaireSystème d'équation tridiagonal
O(nlog(n))complexité quasi-linéaireTransformée de Fourier rapide (FFT), utilisée en spectroscopie et compression de sons (mp3) et images (jpeg). Tri rapide (quicksort)
O(n2)complexité quadratiqueTransformée de Fourier discrète, Tris à bulle, par insertion ou par sélection Résolution d'un système d'équation linéaire triangulaire par substitution.
O(n3)complexité cubiqueSystème d'équation par méthode de Gauss (triangularisation) ou Gauss-Jordan (diagonalisation). Séparation en matrices triangulaires.
O(np)complexité polynomiale
O(nlog(n))complexité quasi-polynomiale
O(2n)complexité exponentielleProblème des tours de Hanoï
O(n!)complexité factorielleCalcul d'un déterminant par la méthode des cofacteurs associés

Jusqu'à la complexité polynomiale, les algorithmes peuvent être qualifiés d'efficaces.

Les stratégies mises en oeuvre pour créer des algorithmes incluent :

Les données manipulées peuvent s'organiser en listes, piles, files, queues, listes chaînées, arbres (avec feuilles, noeud, branches,…), tandis que les algorithmes utilisent des relations logiques, une grammaire, des structures, des quantificateurs,…

Références : http://fr.wikipedia.org/wiki/Théorie_de_la_complexité_des_algorithmes

Introspection

Un programme Python peut s'examiner lui-même :

test-introspection.py
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Chaîne de caractère multiligne mise en commentaire pour décrire un programme.
2ème ligne
3ème ligne
fin de la documentation
"""
 
print("Exemple de chaîne imprimée dans le programme")
 
print(__name__)
 
print(__name__.__doc__)
 
print(__doc__)

Lignes directrices pour l'écriture de code Python

Résumé des principales recommandations de la pep8

Les règles étant faites pour ne pas être respectées systématiquement. Surtout si leur respect pose un problème de compatibilité,…

Espaces

variable = 'valeur de variable'
if a == b:
6 / 3
d = a*x + b
f = (1+x) * (1-x)
def fonction(arg='val'):
[x**2 for x in range(20)]

Retours à la ligne

caractères

Noms de variable

Assignation, copie, "is", "id"...

FIXME expliquer un peu le fonctionnement du langage et comment les objets sont représentés en interne. + notion mutable/immutable,…

Outils de vérification automatique

Référence :

Conseils divers