LANGAGE PYTHON

0 - Découverte de Python

for chaqueFois in range (135) :
    print("Je dois respecter le Grand Sorcier.")

1 - Types de langages

Python est un langage de programmation comme C, JavaScript, PHP, Java. Son développement a commencé en 1989 par Guido van Rossum et est en évolution permanente. C’est un langage interprété de haut niveau.

Il existe 2 grandes familles de langages de programmation :

• Les langages de bas niveau sont très complexes à utiliser, car très éloignés du langage naturel, on dit que ce sont des langages « proches de la machine » ou plus simplement des langages-machine , en contrepartie ils permettent de faire des programmes très rapides à l’exécution. L’assembleur est le langage de bas niveau. Certains “morceaux” de programmes sont écrits en assembleur encore aujourd’hui.
• Les langages de haut niveau sont eux plus “faciles” à utiliser, car plus proches du langage naturel (exemple : si a=3 alors b=c). Exemples de langages de haut niveau : C, C++ , Java, Python…

Programmer, c’est créer des programmes (suite d’instructions données à l’ordinateur) ! Un ordinateur sans programme ne sait rien faire. Il existe différents langages qui permettent de programmer un ordinateur, mais le seul directement utilisable par le processeur est le langage machine (langage de plus bas niveau composé uniquement d’une suite de 1 et de 0). Aujourd’hui (presque) plus personne ne programme en langage machine (c’est un métier d’experts).

Les informaticiens utilisent des “mots” que l’on appelle des instructions (souvent proche de l’anglais) à la place de la suite de 0 et de 1. Ces instructions, une fois écrites par le programmeur, sont « traduites » en langage machine. Un programme spécialisé assure cette traduction. Ce système de traduction s’appellera interpréteur ou bien compilateur, suivant la méthode utilisée pour effectuer la traduction.

Puisqu’il exite deux manière de traduire un langage haut-niveau et langage bas-niveau, de-mêmeDe fait, il existe de typologie deux langages, ceux interprétés et ceux compilés :

• Dans un langage interprété (Python, Java …): le code que l’on écrit est traduit ligne après ligne en langage machine, par un logiciel qu’on appelle interpréteur. Ce code ne peut pas être excécuté sans interpréteur. Ce n’est donc pas une application mais plutôt un script.
• D’autres langages (C, C++, Pascal et OCaml …) sont compilés : le code que l’on écrit est d’abord traduit intégralement par un logiciel qu’on appelle complilateur en langage machine (succession de 0 et de 1). Le système d’exploitation (Windows, Mac, Linux…) utilise ce code compilé directement. C’est ce qu’on appelle une application ou un logiciel.

L’intérêt principal d’un langage interprété sa portabilité : il fonctionne quelle que soit la configuration de l’ordinateur qui l’excécute.

Le principal défaut est que l’exécution d’un programme interprété est souvent plus lente que le même programme écrit dans un langage compilé.

2 - Environnement de développement Python

Pour programmer en Python ou en tout autre langage de “haut-niveau”, il faut disposer d’un environnement de travail dédié à cela. C’est ce qu’on appelle un Environnement Developpement Intégré ou IDL (Integrate DeveLopment Environment).

Il existe des IDE est installés sur l’odinateur de travail comme , l’IDE standard de Python mais aussi l’IDE EduPython, l’IDE PyCharm ou encore l’IDE ThonnyPython … Mais il existe également de IDE Python en ligne sur INternet comme Repl.it, Trinket…

A l’intérieur de chacun de ces différents IDE il est possible de programmer en Python de deux manière différentes et complémentaires :

• a l’aide de l’éditeur,
• à l’aide de la console.

L’éditeur ressemble à une page blanche avec des numéros de lignes sur la gauche pour mieux se repérer.

La console est un espace vide souvent plus petit que l’éditeur, souvent juste à coté et dont les numéros de lignes sont remplacés à gauche par les symboles >>>, qui signifient "j’attends tes instructions cher humain !!!"

• L’interpréteur de commandes Python permet de tester du code au fur et à mesure qu’on l’écrit.

>>> print("Bonjour")
Bonjour

• L’interpréteur Python accepte des nombres et est capable d’effectuer des calculs.

>>> 10 // 3
3
>>> 10%3
1

• Un nombre décimal s’écrit avec un point et non une virgule.

>>> 9.5 + 2
11.5

• Les calculs impliquant des nombres décimaux donnent parfois des résultats approximatifs, c’est pourquoi on préfèrera, dans la mesure du possible, travailler avec des nombres entiers.

>>> 3.11 + 2.08
5.1899999999999995

3 - Variables, affectation et opérations

distance = 2 + 34 + 6
print(distance, end = " ")
print(distance * 2, end = " ")
print(distance * 3, end = " ")

longueur =  5 * 17 + 2 * 7 + 1 * 5 + 2 * 2
print(longueur * longueur)
print(4 * longueur)

nombre = 1
for decompte in range(100):
   print(nombre)
   nombre = nombre + 1
print("J'arrive !")

• Les variables permettent de conserver dans le temps des données de votre programme.

>>>mon_age = 16
mon_age
16

• Vous pouvez vous servir de ces variables pour différentes choses : les afficher, faire des calculs avec, etc.

>>> mon_nouvel_age = mon_age + 1
>>> mon_nouvel_age
17

• Pour affecter une valeur à une variable, on utilise la syntaxe nom_de_variable = valeur.

>>>mon_age = 21

• Il existe différents types de variables, en fonction de l’information que vous désirez conserver :
  • int (integer = nombres entiers),
  • float (floating = nombres décimaux),
  • str (string = chaîne de caractères), etc.

>>> a = 3
>>> type(a)
<class 'int'>

>>> b = 3.1
>>> type(b)
<class 'float'>

>>> c = "Bonjour"
>>> type(c)
<class 'str'>

• Pour afficher une donnée, comme la valeur d’une variable par exemple, on utilise la fonction print() “tape” tout simplement le nom de la variable à afficher dans la console.

>>> a = 3
>>> print(a)
3
>>> a
3
>>> a = a + 3
>>> b = a - 2
>>> print("a =", a, "et b =", b)
a = 6 et b = 4

3.1 Définition d’une variable

Par analogie, on peut assimiler une variable à une boîte ou un tiroir portant un nom, une étiquette (son identifiant) et contenant un nombre, une lettre, une phrase … (c’est sa valeur, son contenu)

Exemple : La représentation d’une variable qui a pour nom ma_variable, est de type floatet a pour valeur 8.0.

Quel que soit le langage, le choix d’un nom de variable doit obéïr à plusieurs règles :

• le nom doit être significatif
• le nom est une suite de caractères accolés, sans espace
• le nom peut utiliser comme caractères : les lettres accentuées, les chiffres et le caractère “_” (tiret du 8)
• les minuscules et majuscules sont considérées comme des lettres différentes
• le premier caractère du nom ne peut pas être un chiffre
• le nom ne doit pas être un mot clé du langage)

Exemples :

• noms corrects : compteur, nombre_de_lettres
• noms incorrects : if, 2eme_lettre, nom nom, le-prenom

3.2 Affectation d’une variable

Une affectation est une instruction qui permet de donner une valeur à une variable, c’est-à-dire d’associer son nom à une valeur. Une affectation permet aussi de modifier cette association.

Exemple lors du déroulement du script de trois lignes ci-dessous :

3.3 Calculs sur les variables

Exemple : 3 + 5 est une expression de type entier dont la valeur est 8, alors que x = 3 + 5 est une affectation où x prend la valeur du résultat de l’expression 3 + 5

>>>type(3+5)
<class `int`>

3.4 Utilisation des variables crées par la boucle for

En langage Python comme dans beaucoup d’autres langages de haut niveau, la boucle for crée et utilise une variable pour gérer le nombre de tours de boucle.

nbTours = 3
for chaqueTour in range(nbTours) :
    print("Bonjour")

ce qui produit :

Bonjour
Bonjour
Bonjour

Dans l’exemple ci-dessus, la variable chaqueTour démarre à la valeur 0 jusqu’à la valeur 2, ce qui fait bien 3 tours au final.

On peut vérifier cela en modifiant le code comme suit :

nbTours = 3
for chaqueTour in range(nbTours) :
    print("Bonjour numéro : ", chaqueTour)

ce qui produit :

Bonjour numéro : 0
Bonjour numéro : 1
Bonjour numéro : 2

On peut également effectuer des calculs avec cette “variable de boucle”.

for a in range(11) :
    print(a * 2)

ce qui produit :

0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20

nombre = 10
for decompte in range(11) :
   print(nombre)
   nombre = nombre - 1

for nombre in range(11) :
   print(10 - nombre)

4 - Saisie de valeurs au clavier

nbLignes=int(input())

for chaqueLigne in range(nbLignes) :
   print("Je dois suivre en cours")

nbNombres=int(input())
nbDepart=66
nbIncrement=1

for chaqueTour in range(nbNombres) :
   print(nbDepart)
   nbIncrement+=1
   nbDepart*=nbIncrement

totalBetes=0

for chaqueTour in range(20) :
   nbBetes=int(input())
   totalBetes+=nbBetes
print(totalBetes)

5 - Structures conditionnelles

nbBagages=int(input())
poidsBagages=int(input())
poidsTotal=nbBagages*poidsBagages

if(poidsTotal>105) :
   print("Surcharge !")

heureArrivee=int(input())

prix = 10 + 5 * heureArrivee
if prix > 53:
   prix = 53
print(prix)

supArignon=int(input())
supEvaran=int(input())

if supArignon - supEvaran > 10 :
   print("La famille Arignon a un champ trop grand")
   
if supEvaran - supArignon > 10 :
   print("La famille Evaran a un champ trop grand")

premierDe = int(input())
secondDe = int(input())
somme = premierDe + secondDe
if somme >= 10:
   print("Taxe spéciale !")
   print(36)
else:
   print("Taxe régulière")
   print(2 * somme)

5.1 Le modèle “si … alors … sinon”

• Les conditions permettent d’exécuter certaines instructions dans certains cas, d’autres instructions dans un autre cas.

age = 21
if age >= 18: # Si age est supérieur ou égal à 18
    print("Vous êtes majeur.")
    else: # Sinon (age inférieur à 18)
    print("Vous êtes mineur.")

monNombre = 3
if monNombre > 2 :
        print("monNombre est supérieur à 2")
    else :
        print("monNombre est inférieur à 2.")

• Les conditions sont marquées par les mot-clés if(« si »), elif (« sinon si ») et else (« sinon »).

if a > 0 : 
    print("a est positif.")
elif a < 0 : 
    print("a est négatif.")
else : 
    print("a est nul.")

if annee % 400 == 0:
    bissextile = True
elif annee % 100 == 0:
    bissextile = False
elif annee % 4 == 0:
    bissextile = True
else:
    bissextile = False

• Les mot-clés if et elif doivent être suivis d’un test, d’une condition qu’on appelle souvent aussi un prédicat.

if a > 0 :
    ...
elif 0 > a :
    ...

if age >= 18 :
    majeur = True

• Les variables booléennees sont des données soit vraies (True) soit fausses (False).

majeur = False
age = 10
if age >= 18 :
    majeur = True
    print(majeur)
else :
    majeur = False
    print(majeur)

5.2 Le modèle “switch”

Il existe une façon plus condensée d’écrire certaines instructions conditionnelles avec de “If”:

En PHP (langage utilisé dans les serveurs Web), on peut avoir par exemple :

switch($i){
    case 0 : instruction si $i =0 ; break;
    case 1 : instruction si $i =1 ; break;
    case 2 : instruction si $i =2 ; break;
    default : instructions dans les autres cas;
}

En C, cela donne (quasiment la même chose):

switch(i){
    case 0 : instruction si i =0 ; break;
    case 1 : instruction si i =1 ; break;
    case 2 : instruction si i =2 ; break;
    default : instructions dans les autres cas;
}

Avec Python les choses sont moins condensées puisque “switch” n’existe pas mais seulement if, elif et else :

if i == 0:
    instruction si i =0
elif i == 1:
    instruction si i =1
elif i == 2:
    instruction si i =2
else:
    instructions dans les autres cas

nombre_lieux = int(input()
nombre_villes = 0
for chaqueLieu in range (nombre_lieux) :
    nombre_habitants = int(input())
    if nombre_habitants > 10000 :
        nombre_villes = nombre_villes +1
      
print(nombre_villes)

nbJours = int(input())
distanceMax = 0
for chaqueJour in range(nbJours):
   distance = int(input())
   if distance > distanceMax:
      distanceMax = distance

print(distanceMax)

nbVariations = int(input())
totalPositif = 0
totalNegatif = 0
for chaqueVariation in range(nbVariations):
   variation = int(input())
   if variation > 0:
      totalPositif = totalPositif + variation
   else:
      totalNegatif = totalNegatif - variation
print(totalPositif)
print(totalNegatif)

hauteur = int(input())
folioles = int(input())

if hauteur <= 8 :
   if folioles <= 5 :
      print("Falarion")
if hauteur <= 5 :
   if folioles >= 8 :
      print("Tinuviel")
if hauteur >= 10 :
   if folioles >= 10 :
      print("Calaelen")
if hauteur >= 12 :
   if folioles <= 7 :
      print("Dorthonion")

age = int(input())
poids = int(input())
if age < 10:
   print(5)
else:
   if age == 60:
      print(0)
   else:
      if poids >= 20:
         print(40)
      else:
         print(30)

nbMaisons = int(input())
xMin = 1000 * 1000
xMax = 0
yMin = 1000 * 1000
yMax = 0
for chaqueMaison in range(nbMaisons):
   posX = int(input())
   posY = int(input())
   if posX < xMin:
      xMin = posX
   if posX > xMax:
      xMax = posX
   if posY < yMin:
      yMin = posY     
   if posY > yMax:
      yMax = posY
      
largeur = xMax - xMin
hauteur = yMax - yMin
perimetre = 2 * (largeur + hauteur)
print(perimetre)

date_debut = int(input())
date_fin = int(input())
nb_entrees = int(input())
compteur_personnes = 0
for chaqueEntree in range(nb_entrees):
   date = int(input())
   if date_debut <= date and date <= date_fin:
      compteur_personnes = compteur_personnes + 1
print(compteur_personnes)

x_min = int(input())
x_max = int(input())
y_min = int(input())
y_max = int(input())
nb_maisons = int(input())
compteur_maisons = 0
for chaqueMaison in range(nb_maisons):
   x = int(input())
   y = int(input())
   if (x_min <= x) and (x <= x_max) and (y_min <= y) and (y <= y_max):
      compteur_maisons = compteur_maisons + 1
print(compteur_maisons)

debut_un = int(input())
fin_un = int(input())
debut_deux = int(input())
fin_deux = int(input())
if (fin_deux < debut_un) or (fin_un < debut_deux):
   print("Pas amis")
else:
   print("Amis")

nb_personnes = int(input())
maximum = 0
nb_presents = 0
for chaquePassage in range(nb_personnes * 2) :
   numero = int(input())
   if numero > 0 :
      nb_presents = nb_presents + 1
      if nb_presents > maximum :
         maximum = nb_presents
   else :
      nb_presents = nb_presents - 1
print(maximum)

numero_recherche = int(input())
taille_liste = int(input())
est_sorti  = False
for elementDeLaListe in range(taille_liste) :
   numero_liste = int(input())
   if numero_liste == numero_recherche :
      est_sorti = True

if est_sorti :
   print("Sorti de la ville")
else :
   print("Encore dans la ville")

6 - Structures itératives

population = int(input())
numJour = 1
nbMalades = 1
while nbMalades < population :
   numJour = numJour + 1
   nbMalades = nbMalades * 3
print(numJour)

totalDepenses=0
depense=0

while depense != -1 :
   totalDepenses = totalDepenses + depense
   depense = int(input())
   
print(totalDepenses)

secret = int(input())
essai = int(input())
nbEssais = 1

while essai != secret :
   if essai < secret :
      print("c'est plus")
   else :
      print("c'est moins")
      
   nbEssais += 1
   essai = int(input())
   
print("Nombre d'essais nécessaires :")
print(nbEssais)

6.1 Rappels sur les boucles “bornées” (pour / for)

La boucle pour / for est utilisée quand on connait le nombre de fois où l’on doit répéter une suite d’instructions.

Exemple en pseudo-code :

Pour i allant de 0 à n-1 faire :
    ...
    les différentes instructions à répéter
    ...    
Fin pour

En python la boucle for peut utiliser différentes structures. La plus simple est celle fonctionnant avec range. Exemple :

for i in range(n):
    ... 
    les différentes instructions à répéter
    ...

Ici, la première ligne précise que la suite du code va être répétée n fois en incrémentant de manière automatique la variable i de 0 à n-1.

Il y a ainsi trois possibilités pour utiliser l’instruction range(), suivant le nombre de paramètres entiers saisis :

• Soit le compteur i va de 0 à n − 1 par pas de 1 (soit n répétitions)

for i in range(n):

• Soit le compteur i va de m à n − 1 par pas de 1 (soit n répétitions)

for i in range(m,n):

• Soit le compteur i va de m à n − 1 par pas de pas. Le pas est un entier relatif non nul, il peut donc être négatif.

for i in range(m,n,pas):

• On peut aussi parcourir une séquence grâce à la syntaxe for élément in séquence :.

message="bonjour"
for lettre in message:
    print(lettre)

b
o
n
j
o
u
r

6.2 La boucle non bornée (tant-que / while)

La boucle répétitive conditionnelle tant-que / while est utilisée quand on ne connait pas le nombre de fois où l’on doit répéter une suite d’instructions.

Exemple de la boucle tant-que en pseudo-code :

Tant_que condition vraie 
 	...
    bloc d'instructions à répéter
    ...
Fin Tant_que

Exemple en python :

while condition :
 	...
    bloc d'instructions à répéter
    ...
Fin Tant_que

age =5
annee = 0
while age < 18:
    annee = annee + 1
    age = age + 1
    
print("il sera majeur dans",annee,"ans")

il sera majeur dans 13 ans

a = 0
b = 9
while a < 10 : # Tant-que i est strictement inférieure à 10
    print(a + 1, "*", b, "=", (a + 1) * b)
    a += 1 # On incrémente i de 1 à chaque tour de boucle

1 * 9 = 9
2 * 9 = 18
3 * 9 = 27
4 * 9 = 36
5 * 9 = 45
6 * 9 = 54
7 * 9 = 63
8 * 9 = 72
9 * 9 = 81
10 * 9 = 90

Fonctionnement de la boucle tant_que / while :

• la condition est évaluée une première fois ;
• si la condition est Fausse, on n’entre pas dans la boucle et on continue après le bloc des instructions du while ;
• si la condition est Vraie, on entre dans la boucle :
  • les instructions du bloc des instructions du while sont exécutées,
  • le prédicat (la condition) est à nouveau évalué,
  • et ainsi de suite, autant de fois que nécessaire pour que la condition vaille Faux.