Introduction a Python

Définitions

Algorithme :

C’est une suite finie d’opérations ou d’instructions permettant de résoudre des problèmes, par exemple : une recette de cuisine, un manuel d’installation, etc.

Programme :

Un programme est un algorithme écrit dans un langage de programmation, destine à être exécuté par une machine, pour résoudre un problème donne.

Nous utiliserons le langage Python.

Notion de variable

Définitions

Une variable est une case mémoire qui a un nom (un identificateur) et contient une valeur et qui est utilisé au cours d’un programme.

On l’appelle variable parce que sa valeur varie au cours de l’exécution du programme.

Exemple :

En python, on crée une variable en lui affectant une valeur :

a = 3

On définit une variable nomme a et on lui affecte la valeur 3

⚠️

L’opérateur = n’a pas la même signification qu’en mathématique.
Ici, il permet d’affecter une valeur à une variable, et il n’est pas commutatif.
On peut l’imaginer comme suit : $a \leftarrow 3$

Identificateur de variable

L’identificateur d’une variable peut contenir les lettres minuscules ou majuscules A-Z et a-z, ainsi que les chiffres 0-9, et le caractère _. Il ne peut pas contenir d’espace, et ne doit pas commencer par un chiffre.

Exemple

ma_variable, Variable1, compteur_2 sont des noms valides.
ma-variable, 3eme_compteur ne sont pas des noms valides.

Types de variables

Les valeurs contenues par les variables peuvent être de différents types :

Entier : en anglais “integer” ou int
Réel : “floating point” ou float
La virgule est toujours notée . en python, e.g a = 32.25
Chaîne de caractères : “string” ou str
Une chaîne est toujours entourée par des simples quotes ' ou ""
Booléen : bool qui peut être soit True ou False

Les commentaires

On peut ajouter dans le code python des commentaires qui ne seront pas exécutés par python, et qui servent à décrire ou expliquer une partie du code. Les commentaires commencent par #

Exemple

# Ceci est mon premier programme Python !
var1 = 5            # ici je déclare une variable
var2 = 3.25         # une autre variable.

Entrée, sortie

Pour afficher le contenu d’une variable a l’utilisateur, on utilise la fonction print()

Exemple

a = 3
mon_nom = "Ahmed"
print(a)          # Cette instruction affiche 3
print(mon_nom)    # Affiche Ahmed

Pour lire ce que l’utilisateur écrit, on utilise la fonction input()

Exemple

nom = input("Entrez votre nom : ")
print("Bonjour, " + nom)

Lors de l’exécution de ce programme, l’utilisateur va entrer son nom qui va être enregistre dans la variable nom sous forme de chaîne de caractères qu’on affiche par la suite.

Changement de type d’une variable

On peut obtenir le type d’une variable en utilisant la fonction type()

Exemple

a = 12
b = 3.25
c = "hello"
print(type(a))    # Affiche int
print(type(b))    # Affiche float
print(type(c))    # Affiche str

On peut transformer une chaîne de caractères comme "15" en un entier (type int) 15 a l’aide de la fonction int()

Exemple

a = "5"
print(type(a))    # str
x = int(a)
print(type(x))    # int

La fonction int est notamment utilisée pour obtenir un entier de chez l’utilisateur comme suit :

x = int(input("Entrez un nombre"))

Opérations arithmétiques et logiques

On peut réaliser différentes opérations sur les variables.

Pour les nombres (type int ou float) :
- Addition +
- Soustraction -
- Multiplication *
- Puissance **
- Division /
- Division entière // : Donne le quotient de la division euclidienne.
- Modulo % : Donne le reste de la division euclidienne.

Exemples

n = 3 * 5
m = n - 10
p = m ** 2
print(17/5)
print( 8 / 3 )          # les espaces ne font aucune différence
print( 8 % 3 )          # affiche 2
a = 7
b = 3
c = a % b               # On peut opérer sur des variables.

Pour les chaînes de caractères (type str) :
- Concaténation +
- Concaténation multiple *

Exemple

a = "hello "
b = "World"
print(a + b)      #Affiche "hello World"
print(3*a)        #Affiche "hello hello hello "

Pour les booléens (type bool) :
- Négation not
- “ou” logique or
- “et” logique and

Exemple

var1 = True
var2 = False
var3 = var1 and not var2
print(var1 or var2)

Opérateurs de comparaison

Les opérateurs suivants permettent de comparer deux éléments, leur résultat et un booléen (True ou False)

Pour les nombres (type int ou float) :
- Égalité ==
- Différent !=
- Inférieur a <
- Inférieur ou égale à <=
- Supérieur a >
- Supérieur ou égale à >=

Exemple

a = 3
b = 5
c = a <= b
print(c)              # Affichera True
print(b + 4 > 10)     # Affichera False

La structure conditionnelle

Pour exécuter différentes instructions suivant la validité d’une condition, on utilise la structure “if-else”

Exemple

if condition :      # La variable condition est de type bool
  print("A")        # Attention à l'indentation
else :
  print("B")

En général, on utilise les opérateurs de comparaison comme condition puisqu’ils renvoient un bool

if x >= 0 :
  print(x)
else :
  print(-x)

On peut avoir plusieurs conditions en utilisant la forme “if-elif-else”

if x>=0 and x<10 :
  print("A")
elif x>=10 and x<20 :
  print("B")
elif x < 0 :
  print("C")
else :
  print("D")

Les structures itératives

Les structures itératives permettent de répéter un bloc d’instructions plusieurs fois.

La structure while

La structure while répète les instructions tant qu’une condition est vrai.

Syntaxe

while condition :
  print("A")

Exemples

x = 10
while x > 0 :
  print("A")
  x = x - 1

x = 0
while x < 10 :
  print(x)
  x += 1

La structure for

La structure for est déterministe : elle répète les instructions un nombre déterminé de fois.

Syntaxe

for variable in collection :
  print(variable)

Exemples

for i in range(10) :
  print(i)

for i in range(10) :
  if i % 2 == 0:
    print(i)

S = 0
for i in range(0, 101) :
  S += i
print(S)

La fonction range() peut être appelé avec 1, 2, ou 3 arguments :

range(5) donnera les nombres : 0, 1, 2, 3, 4
range(2, 7) donnera les nombres : 2, 3, 4, 5, 6
range(1, 12, 2) donnera les nombres : 1, 3, 5, 7, 9, 11

Le mot clé continue

Le mot clé continue permet de sauter le reste de la boucle et passer directement a la prochaine itération.

Exemple

for i in range(10):
    if i%2 == 0:
        continue
    print(i)

Pour chaque i pair, le mot cle continue va sauter le reste des instructions dans la boucle (notamment le print), et va continuer d’itérer, c’est a dire passer a la prochaine itération. La boucle n’affichera alors que les nombres impairs.

Le mot clé break

Le mot clé break va immédiatement arrêter la boucle sans exécuter les prochaines itérations.

Exemple

for i in range(10):
    if i == 5:
        break
    print(i)
print("fin")

Pour i de 0 a 4, la boucle va afficher le nombre i. Pour i=5, le mot clé break va sauter les instructions de la boucle (notamment le print), et va sortir de la boucle, et afficher fin.

La boucle affichera :

0 1 2 3 4 fin

Le mot clé pass

Le mot clé pass est une instruction qui ne fait rien.

Codage Les fonctions