2. Les fondements du langage Python

Chacun des exercices de ce chapitre vous demande d’écrire un programme. Les solutions aux exercices se trouvent souvent à la page suivante, mais n’allez pas la voir avant d’avoir essayé de répondre par vous-mêmes. Enregistre chacun des programmes dans son propre fichier.

2.1. Le REPL

Le REPL signifie Read Evaluate Print Loop ou Lit Évalue Affiche Boucle en français. Dans l’éditeur Thonny tu peux avoir accès à ce logiciel grâce à l’onglet Console au bas de la fenêtre. Le REPL est un logiciel dans lequel tu tapes des instructions à Python afin que Python exécute immédiatement la commande (pas besoin de cliquer sur Exécuter) pour ensuite afficher le résultat dans la console (pas besoin de taper print()). Il est utile pour faire des calculs rapides et pour essayer des petits segments de code, mais le REPL ne va pas sauvegarder les commandes tapées. Il sert donc seulement pour des programmes très courts.

Fig. 2.1 Le REPL

2.2. Les opérateurs arithmétiques

Python comprend plusieurs opérateurs mathématiques. Tu peux t’en servir dans tes programmes ou entrer ces exemples dans le REPL afin d’utiliser Python comme une calculatrice. C’est ce qui est fait dans l’image ci-dessus.

Opérateur	Symbole	Exemple	Result
Addition	+	20 + 10	30
Soustraction	-	20 - 10	10
Multiplication	*	20 * 10	200
Division	/	20 / 10	2

Il y a aussi des opérateurs plus avancés dans Program 2.18.

2.3. Les variables

Une variable est un endroit dans la mémoire de l’ordinateur où une ou des données sont stockées. Tu peux nommer ta variable pratiquement n’importe quoi, mais tu devrais tout de même faire en sorte que son nom soit représentatif de ce qu’elle contient. Il y a plusieurs types de variables, mais Python gère la majorité de ces types pour nous lorsqu’on stocke des données dans la variable. (Contrairement à plusieurs autres langages de programmation, nous n’avons pas besoin de spécifier le type de nos variables.) Les types de variables les plus courants sont les nombres entiers (integer) et les chaînes de caractère (string).

Nous pouvons créer des variables et leur assigner des valeurs en utilisant l’opérateur d’assignation =. Attention, cet opérateur est différent de l’opérateur de comparaisons ==.

On peut utiliser la fonction print() afin d’afficher dans la console les valeurs de nos variables. Cette fonction affiche tout type de données (les nombres, les chaînes de caractères, les littéraux et les variables) pourvu que chaque élément ou argument entre parenthèses de la fonction soit séparé par une virgule (,).

Program 2.1 Assignation de variables

mon_nombre = 7
mon_mot = "Bonjour"
print(mon_nombre, mon_mot)

On peut utiliser des variables aux mêmes endroits qu’on peut utiliser des littéraux et des chaînes de caractères. Lorsque Python trouve une variable dans ton code, la valeur de la variable sera récupérée de la mémoire de l’ordinateur et substituée là où se trouve le nom de la variable. Cette opération est faite pour chacune des expressions où se trouvent des variables.

Program 2.2 Ajouter deux variables

pommes = 27
poires = 33
fruits = pommes + poires
print("Nombre de fruits: ", fruits)

Exercice

Copie Program 2.2, mais ajoute 17 bananes au calcul de fruits.

On peut stocker une nouvelle valeur dans une variable dans laquelle on a déjà stocké une valeur. L’ancienne valeur sera alors oubliée.

Program 2.3 Attribuer une nouvelle valeur à une variable

pommes = 27
pommes = 40
print("Nombre de pommes:", pommes)

Question

Que pensez-vous que Program 2.3 va afficher? Si vous n’êtes pas certain, taper le programme.

Il est aussi possible de prendre l’ancienne valeur d’une variable, la modifier et stocker cette modification de nouveau dans la variable.

Program 2.4 Modifier une variable

x = 5
x = x * 10
x = x + 7
print(x)

Exercice

Qu’est-ce que Program 2.4 va afficher? Changez les numéros dans le programme. Utilisez l’opérateur de division /. Puis, demandez à un ami de prédire ce que le nouveau programme va afficher. Est-ce que votre ami a eu raison?

Vous allez souvent voir ceci lorsqu’un programmeur veut compter:

Program 2.5 Compter

total = 0
total = total + 1
total = total + 1
total = total + 1
print(x)

Question

Quelle est la valeur finale de la variable total dans le programme Program 2.5?

Voir Program 2.18 pour y trouver une façon plus rapide d’écrire un programme qui a la même fonctionnalité.

2.4. Les entrés

Program 2.2 n’est pas très utile si le nombre de pommes change. Pour prendre en compte un nombre variable de pommes, le programmeur doit adapter son programme. On peut l’améliorer en permettant à l’usager du programme de changer les nombres. La fonction input() permet à l’usager de taper une chaîne de caractères qui pourra par la suite être utilisée dans le programme.

mon_texte = input()
print(mon_texte)

Il arrive que parfois on veuille que l’usager puisse entrer un nombre au lieu d’une chaîne de caractères. On peut combiner la fonction int() avec la fonction input() pour convertir la chaîne de caractère en nombre entier.

Program 2.6 Recevoir des entrées de l’utilisateur

print("Entrez un nombre")
mon_nombre = int(input())
print("Votre nombre doublé est", mon_nombre * 2)

Exercice

Copiez Program 2.2, mais utilisez input() afin de demander à l’usager d’entrer un nombre de pommes et de poires.

2.5. Les valeurs booléennes

Une valeur booléenne est un autre type de variable qui n’est pas une chaîne de caractère ou un nombre. C’est un type de variable qui peut avoir seulement deux valeurs: vrai (True) ou faux (False). Dans certains langages de programmation et dans l’électronique, vous pouvez voir ces valeurs représentées par 0 et 1.

Les valeurs booléennes sont utilisées par des mots-clés comme if et while. Dans une déclaration if, le bloc de code qui est mis en retrait est exécuté seulement si la valeur booléenne est True.

ensoleillé = True
if a:
    print("Allons au parc")

Vous pouvez l’écrire comme ceci:

ensoleillé = True
if ensoleillé==True:
    print("Allons au parc")

Cela serait toutefois redondant puisque if vérifie toujours si la valeur booléenne est True.

Si la valeur booléenne n’est pas vraie, et si vous écrivez une clause else, le bloque en retrait sous le else sera exécuté.

ensoleillé = False
if ensoleillé:
    print("Allons au parc")
else:
    print("On doit rester à la maison")

2.6. Les opérateurs de comparaison

Les opérateurs de comparaison prennent deux nombres, deux chaînes de caractères ou d’autres variables afin de les comparer et de retourner une valeur booléenne True ou False.

Operator	Symbol
Égal	==
Pas égal	!=
Plus petit que	<
Plus petit que ou égal à	<=
Plus grand que	>
Plus grand que ou égal à	>=

Program 2.7 Comparaison: plus grand que, plus petit que, égal à

if 7 < 9:
    print("7 est plus petit que 9")

a = 10
b = 5

if a == b:
    print("a est égale à b")

if a < b:
    print("a est petit que b")

if a > b:
    print("a est plus grand que b")

2.7. La logique booléenne

Les opérateurs and, or et not opère sur des booléens et retourne des nouvelles valeurs booléennes.

Program 2.8 Opérateurs booléens

a = True
b = False

if a:
    print("a est vrai")

if a and b:
    print("a et b sont vrais")

if a or b:
    print("soit a ou b est vrai")

Exercice

Changez la valeur de a et b dans Program 2.8 et vérifiez ce qu’affichent les différentes combinaisons de True et False.

2.7.1. Or

Seulement les personnes qui sont âgées de 12 ans et plus ou qui sont plus grandes que 150cm peuvent embarquer sur les montagnes russes. Ce programme vérifie si les visiteurs d’un parc d’attractions peuvent aller sur les montagnes russes.

print("Quel est ton âge?")
age = int(input())
print("Quelle est ta grandeur?")
grandeur = int(input())
if age > 12:
    print("Vous pouvez embarquer sur les montagnes russes")
elif grandeur > 150:
    print("Vous pouvez embarquer sur les montagnes russes")
else:
    print("VOUS NE POUVEZ PAS EMBARQUER SUR LES MONTAGNES RUSSES!")

Les opérateurs booléens combinent deux valeurs de vérité ensemble. L’opérateur or est vrai (True) si l’une ou l’autre de ses valeurs est vraie. Essayer cet exemple :

a = True
b = False
print(a or b)

Exercice

Utilisez l’opérateur or afin de rendre le programme de montagnes russes plus court en combinant les deux vérifications.

Une solution possible:

print("Quel est ton âge?")
age = int(input())
print("Quelle est ta grandeur")
grandeur = int(input())
if age > 12 or grandeur > 150:
    print("Vous pouvez embarquer sur les montagnes russes")
else:
    print("VOUS NE POUVEZ PAS EMBARQUER SUR LES MONTAGNES RUSSES!")

2.7.2. And

L’opérateur and est vrai (True) si ses deux valeurs sont vraies. Essayer cet exemple :

a = True
b = False
print(a and b)

Exercice

Les montagnes russes peuvent seulement fonctionner lors des jours où la température est inférieure à 30 degrés. Modifiez le programme afin de demander la température à l’usager. Utilisez l’opérateur and afin de permettre l’accès aux montagnes russes seulement lorsque la température est inférieure à 30 degrés.

Une solution possible:

print("Quel est ton âge")
age = int(input())
print("Quelle est ta grandeur?")
grandeur = int(input())
print("Quelle est la température?")
temp = int(input())
if (age > 12 or grandeur > 150) and temp < 30:
    print("Vous pouvez embarquer sur les montagnes russes")
else:
    print("VOUS NE POUVEZ PAS EMBARQUER SUR LES MONTAGNES RUSSES!")

À noter que nous devons mettre des parenthèses autour de l’expression or. Ceci fait en sorte que ce qui est dans les parenthèses est calculé en premier et que le résultat soit utilisé dans l’expression and. On utilise les mêmes règles que PEDMAS des mathématiques pour décider l’ordre des opérations.

2.7.3. Not

L’opérateur not est vrai (True) si sa valeur est fausse (False). Si son opérateur est faux (False), alors son résultat sera vrai (True). Essayer cet exemple :

a = True
b = False
print(not a)
print(not b)

On peut recevoir l’entrée de l’usager et le convertir en booléen comme ceci:

print("Est-ce qu'il pleut? O/N")
if input() == "O":
    pleut = True
else:
    pleut = False

Exercice

Modifiez le programme pour qu’il soit seulement possible d’accéder aux montagnes russes s’il ne pleut pas.

Une solution possible:

print("Est-ce qu'il pleut? O/N")
if input() == "O":
    pleut = True
else:
    pleut = False
print("Quel est ton âge?")
age = int(input())
print("Quelle est ta grandeur?")
grandeur = int(input())
print("Quel est la température?")
temp = int(input())
if (age > 12 or grandeur > 150) and temp < 30 and not pleut:
    print("Vous pouvez embarquer sur les montagnes russes")
else:
    print("VOUS NE POUVEZ PAS EMBARQUER SUR LES MONTAGNES RUSSES!")

2.8. Les boucles for

Une boucle for répète son bloc de code un nombre spécifique de fois. Pour créer ce type de boucle, il faut créer une variable qui agira comme itérateur. Un itérateur est un élément qui nous indique combien de fois qu’on doit faire la boucle. Ici, la variable d’itération se nomme x, mais vous pouvez la nommer n’importe quoi si vous voulez. Exécuter ce programme:

for x in range(0, 11):
    print(x)

Ici, la boucle se répète pour chaque x qui représente un élément de la fonction range(). Dans l’exemple, la fonction range() nous donne une séquence entre 0 et 11. La boucle se répétera 11 fois puisqu’on débute avec 0 (ce qui est fréquent en programmation) et on boucle pour chaque numéro jusqu’à 10. La boucle exclut le nombre 11. Il est aussi possible de sauter des éléments de la fonction range. Ceci est possible en ajoutant un troisième argument à la fonction. Exécutez ce programme:

for x in range(0, 11, 2):
    print(x)

2.8.1. Les boucles imbriquées

Il est souvent utile d’utiliser une boucle à l’intérieur d’une boucle.

Program 2.9 Boucles imbriquées

for a in range(0, 6):
    for b in range(0, 6):
        print(a, "times", b, "is", a * b)

Exercice

Écrivez un programme qui affiche la table de multiplication de 12.

2.8.2. Incrémentation d’une variable dans une boucle

Un boulanger a trois clients. Il demande à chacun d’eux le nombre de gâteaux qu’ils veulent pour savoir le nombre total de gâteau qu’il a besoin de cuire au four. Il écrit ce programme pour l’aider.

total = 0
print("Client", 1, "combien de gâteaux voulez-vous?")
gateaux = int(input())
total = total + gateaux
print("Client", 2, "combien de gâteaux voulez-vous?")
gateaux = int(input())
total = total + gateaux
print("Client", 3, "combien de gâteaux voulez-vous?")
gateaux = int(input())
total = total + gateaux
print("Je vais cuire au four", total, "gâteaux!")

Exercice

Ce programme est plus long qu’il devrait être. Écrivez votre propre programme qui affiche la même chose en utilisant une boucle for. Le programme devrait avoir seulement 6 lignes (ou moins).

Program 2.10 Une solution possible pour l’exercice du programme du boulanger

 total=0
 for x in range(1, 4):
     print("Client", x, "combien de gâteaux voulez-vous?")
     gateaux = int(input())
     total = total + gateaux
 print("Je vais cuire au four", total, "gâteaux!")

Exercice

Le boulanger reçoit un quatrième client. Changez Program 2.10 afin de permettre au boulanger de servir un quatrième client.

Exercice

Le boulanger a un nombre différent de clients chaque jour. Changez le programme afin qu’il demande à l’usager le nombre de clients qu’il reçoit. Stockez ce numéro dans une variable nommée c. Modifiez la boucle pour qu’elle fonctionne avec la valeur de c plutôt qu’avec un nombre arbitraire comme 4 clients.

Program 2.11 Une solution possible pour l’exercice sur le nombre variable de clients

 print("Combien de clients sont présents aujourd'hui?")
 c = int(input())
 total=0
 for x in range(1, c+1):
     print("Customer", x, "combien de gâteaux voulez-vous?")
     gateaux = int(input())
     total = total + gateaux
 print("Je vais cuire au four", total, "gateaux!")

Exercice

Si un client fait une commande pour 12 gâteaux, il en reçoit un gratuit. Utilisez un l’instruction if pour vérifié si gateaux > 12. Si c’est le cas, ajoutez un gâteau supplémentaire.

2.9. Les listes

Les variables peuvent être stockées ensemble et dans une séquence au travers d’une list. La plupart des langages de programmation nomment ces listes des tableaux (ou array). 1

Program 2.12 Array lists

# a est une liste de nombre entier

a = [74, 53, 21]

# b est une liste de chaînes de charactères

b = ["hello", "goodbye"]

# Vous pouvez demander d'avoir un seul élément d'une liste.
print(a[2])

# Vous pouvez utiliser une boucle afin d'accéder à chaque élément et 
# l'imprimer.
for x in a:
    print(x)

2.9.1. Looping over lists

Rather than the user typing in data, your program might be supplied with data in a list. Here is a list of prices - a shopping list. Note we don’t use a currency symbol except when we print the price.

prices = [3.49, 9.99, 2.50, 20.00]
for x in range(0, 4):
    print("item costs £", prices[x])

In this program x is used an index for the array. Note that indices begin at 0 rather than 1. If the array contains 4 elements then the final element will have index 3, nor 4.

However, for can directly give you all the array values without the need for an index or to specify the size of the range:

Program 2.13 A shopping list

prices = [3.49, 9.99, 2.50, 20.00]
for price in prices:
    print("item costs £", price)

Exercise

Change the Program 2.13 so that it prints the total price of all the items added together.

Program 2.14 Possible way of calculating the total cost of shopping list

prices = [3.49, 9.99, 2.50, 20.00]
total = 0
for price in prices:
    print("item costs £", price)
    total = total + price
print("shopping total", total)

There is a problem with solution, can you see what it is when you run it?

The problem is that we are using floating point numbers for the prices and floating point maths in the computer is not entirely accurate, so the answer will be very slightly wrong. One way to fix this is to round the result to two decimal places using the round() function:

print("shopping total", round(total,2))

This works for a short list, but if the list was millions of items long it might not give the right result. Can you think of a better way?

Instead of storing the number of pounds, store the the number of pennies. Britain no longer has a half-penny, so the numbers will always be whole numbers - integers - and no floating points will be needed for the addition.

Program 2.15 Better way of calculating the total cost of shopping list

prices = [349, 999, 250, 2000]
total = 0
for price in prices:
    print("item costs £", price/100)
    total = total + price
print("shopping total", total/100)

Exercise

Conditional discount. Any item that costs more than £10 will be discounted by 20 percent. Use an if statement to check if the price is more than 1000 pennies. If it is, multiply the price by 0.8 to reduce it before you add it to the total.

Program 2.16 Possible way of discounting shopping list

prices = [349, 999, 250, 2000]
total = 0
for price in prices:
    print("item costs £", price/100)
    if price > 1000:
        price = price * 0.8
        print("  item discounted to", price/100)
    total = total + price
print("shopping total", total/100)

2.10. Functions

You may have seen specially named functions that are called by Pygame: draw() and update(). However, you can define a function named whatever you like and call it yourself.

Functions are useful for many reasons. The simplest is that they make your program look more organized. They also enable you re-use code without needing to copy it and risk making mistakes. When your programs get longer they enable you to create abstractions so you only have to think about what function you want to call and don’t need to remember the details of the code inside the function.

Program 2.17 Functions

def ma_func():
    print("Ceci est ma fonction")
    print("Imaginez qu'il y ait beaucoup de code ici"
          " que vous ne voulez pas tapper 3 fois.")


ma_func()
ma_func()
ma_func()

2.11. Shortcuts

Here are quicker ways of doing basic things. You may have noticed some of these being used already.

Program 2.18 Shortcuts

# f est une façon simple d'insérer des variables dans des chaînes de charactères
score = 56
nom = "Richard"
message = f"{nom} a eu {score} points"
print(message)

# += est une façon simple d'augmenter la valeure d'une variable
score = score + 10  # façon longue
score += 10         # façon simple
print(score)

# deux / veut dire une division d'entier (pas de décimales)
x = 76 // 10
# MODULO est le symbole de pourcentage %. Il signifie faire la division et retourner le reste de la division.
reste = 76 % 10
print(f"76 divisé par 10 est {x} et le reste est {reste}")

WIDTH = 500
a = 502
b = 502
# Modulo est souvent utilisé pour réinitialiser un nombre à zéro
# s'il devient trop grand. Alors au lieu de:
if a > WIDTH:
    a = a - WIDTH
# Vous pouvez simplement faire:
b = b % WIDTH
print(a, b)

# input() prend une chaîne de charactères en argument et l'imprime avant de recevoir de l'information du clavier.
# Au lieu de:
print("Entre un nombre")
nombre = input()
# Vous pouvez avoir une seule ligne:
nombre = input("Entre un nombre")

2.12. Indentation

Code is arranged in blocks. For example, a function consists of a one line declaration followed by a block of several lines of code. Similarly, all the lines of a loop form one block. A conditional has a block of code following the if statement (and optionally blocks after the elif and else. )

Many languages use {} or () to delimit a block. However Python is unusual: each block begins with : and then all the lines of the block are indented by the same amount of whitespace (tabs or spaces). The block ends when the indentation ends.

Blocks can be nested inside other blocks.

Program 2.19 Can you predict what this program will print?

def test():
    print("entering function block")
    for i in range(0,10):
        print("entering for loop block")
        if i == 5:
            print("in if block")
        print("leaving for loop block")
    print("leaving function block")
print("not in any block")
test()

2.13. Global variables

A variable defined inside a function has local scope: it cannot be used outside of the function. If you want to use the same variable in different functions then you must define it outside the functions, in the global scope. However, if you attempt to modify the value of the global variable inside a function you will get an error, or - even worse - you will create a local variable with the same name as the global variable and your changes to the global variable will be silently lost.

You must explicitly tell Python that you want to use a global variable with the global keyword.

Program 2.20 Try removing line 3 and see what happens

a = 10
def my_function():
    global a
    a=20
my_function()
print(a)

2.14. Dictionaries

A dictionary (called a HashMap in some languages) stores pairs of values. You can use the first value to look-up the second, just like how you look-up a word in a dictionary to find its meaning. Here is a dictionary of the ages of my friends:

friends = {'richard': 96, 'john': 12, 'paul': 8}
print("What is your name?")
name = input()
age = friends[name]
print("Your age is", age)

Exercise

Change the program so it contains 5 of your friends’ ages.

2.14.1. Counting

Here is a loop that prints out all the ages:

friends = {'richard': 96, 'john': 12, 'paul': 8}
for name, age in friends.items():
    print(name, "is age", age)

Exercise

Can you add an if statement to only print the ages of friends older than 10?

Possible solution:

friends = {'richard': 96, 'john': 12, 'paul': 8}
for name, age in friends.items():
    if age > 10:
        print(name, "is age", age)

Exercise

Now add a count variable that counts how many of the friends are older than 10. Print the number at the end.

Possible solution:

friends = {'richard': 96, 'john': 12, 'paul': 8}
count = 0
for name, age in friends.items():
    if age > 10:
        count = count + 1
print("friends older than 10:",count)

2.14.2. Combining tests

Exercise

Use the and operator together with the < and > operators to only count friends between the ages of 11 to 13.

Possible solution:

friends = {'richard': 96, 'john': 12, 'paul': 8}
count = 0
for name, age in friends.items():
    if age > 10 and age < 14:
        count = count + 1
print("friends age 11 to 13 :",count)

2.14.3. Finding

We make a variable oldest that will contain the oldest age in the list.

friends = {'richard': 96, 'john': 12, 'paul': 8}
oldest = 0
for name, age in friends.items():
    if age > oldest:
        oldest = age
print("oldest age", oldest)

Exercise

Make a variable youngest that will contain the youngest age in the list. Print the youngest at the end.

Possible solution:

friends = {'richard': 96, 'john': 12, 'paul': 8}
oldest = 0
youngest = 100
for name, age in friends.items():
    if age > oldest:
        oldest = age
    if age < youngest:
        youngest = age
print("oldest age", oldest)
print("youngest age", youngest)

2.14.4. Finding names

Exercise

As well as the ages, print the names of the youngest and oldest friends.

Possible solution:

friends = {'richard': 96, 'john': 12, 'paul': 8}
oldest = 0
youngest = 100
for name, age in friends.items():
    if age > oldest:
        oldest = age
        oldname = name
    if age < youngest:
        youngest = age
        youngname = name
print("oldest friend", oldname)
print("youngest friend", youngname)

2.14.5. Find the average

Exercise

Create a total variable. Add each age to the total. At the end, calculate the average by dividing the total by the number of friends.

Possible solution:

friends = {'richard': 96, 'john': 12, 'paul': 8}
total = 0
for name, age in friends.items():
    total = total + age
average = total / 3
print("average age is ", average)

2.15. Bugs

Fixing bugs can feel frustrating but all programmers must wrestle with them. The simplest (but still annoying!) are syntax errors. The computer is not very intelligent and is unable to guess what you mean, so you must type the programs in this book exactly as they appear. A single wrong letter or space will prevent them from working.

A particular issue in Python is that indentation must be correct.

Program 2.21 Buggy program

x = 10
 y = 11
z = 12
print(x,y,z)

Exercise

Can you spot and fix the bug in Program 2.21?

Program 2.22 More bugs

def mafonction:
    print "Bonjour"

mafonction()

Exercise

Program 2.22 has two bugs to fix.

1

There are other kinds of list that are not arrays but this need not concern the beginner.