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Introduction à la programmation en Python 1 Maria Zrikem GE1, GI1, GS1 ENSA de

Introduction à la programmation en Python 1 Maria Zrikem GE1, GI1, GS1 ENSA de Marrakech 2021 - 2022 1 Overvieuw 1. Les bases de Python Généralités Python : Environnement de travail Variables - Types - Expressions Instructions de contrôle : conditions et répétitives 2. les structures de données en python Less listes Les tuples les dictionnaires les ensembles 2 3. Manipulation des fichiers Les fichiers texte les fichiers CSV Les exceptions 4. Les fonctions et modules Les fonctions les modules Overview 3 5. La programmation objet en python Généralités - Concept Objet Vocabulaire et est principe d’encapsulation Définir des classes Créer des objets : instanciation Accès : attributs et méthodes Gérer des collections d’objets 6. Utilisation de fenêtres et de graphismes Références 4 • Livre: apprendre à programmer avec Python 3, Gérard Swinnen • Cours: Découverte de la Programmation Sous Python, Fouzia Moussouni • Apprenez à programmer en Python, Prolixe 5 Introduction Programmes et langages 6 Dans un ordinateur, on distingue deux sortes de programmes : • Le système d’exploitation : l’ensemble des programmes qui gèrent les ressources matérielles et logicielles. Il propose une aide au dialogue entre l’utilisateur et l’ordinateur : l’interface textuelle (interpréteur de commande) ou graphique (gestionnaire de fenêtres). Il est souvent multi-tâches et parfois multi- utilisateurs • Les programmes applicatifs sont dédiés à des tâches particulières. Ils sont formés d’une série de commandes contenues dans un programme source qui est transformé pour être exécuté par l’ordinateur. Programmes et langages 7 Il y a différents niveaux de langages : • Chaque processeur possède un langage propre, directement exécutable : le langage machine. Il est formée d’une suite de 0 et de 1 appelés bits, souvent traités en groupes de 8 (octet), 16, 32 ou 64 bits. Il n’est pas portable, mais c’est le seul que l’ordinateur puisse utiliser. Il n’est pas facile de programmer en binaire. • Le langage d’assemblage est un codage alphanumérique du langage machine. Ses instructions sont très élémentaires. Il est plus lisible que le langage machine, mais n’est toujours pas portable. On le traduit en langage machine par un assembleur. • les langages de haut niveau. Souvent normalisés, ils permettent le portage d’une machine à l’autre. Ils sont composés d’instructions plus abstraites et plus puissantes. Ils sont traduits en langage machine par un compilateur ou un interpréteur. langages 8 • Language machine : Le langage machine est un langage binaire directement compréhensible par la machine. • Language Assemblé : dit aussi Assembleur est un langage bas niveau très facilement traduisible pour être compris par la machine. • Language de programmation : est un langage compréhensible par l’humain. Il doit être compilé ou interprété pour être compris par la machine. • Production de programme : compilateur vs interpréteur 9 Deux techniques : la compilation et l’interprétation • La compilation traduit le code source d’un programme dans son ensemble en langage objet. Cela consiste en une phase d’analyse lexicale, syntaxique et sémantique plus une phase de production de code objet. Pour générer le langage machine il faut encore une phase particulière : l’édition de liens. • La compilation est contraignante mais offre au final une grande vitesse d’exécution. • Un langage de programmation pour lequel un compilateur est disponible est appelé un langage compilé. La compilation Production de programme : compilateur vs interpréteur 10 Deux techniques : la compilation et l’interprétation • Chaque ligne du source analysée est traduite au fur et à mesure en instructions directement exécutées • Aucun programme objet n’est généré. • Cette technique est très souple mais les codes générés sont peu performants : l’interpréteur doit être utilisé à chaque exécution. • Un langage de programmation pour lequel un interpréteur est disponible est appelé un langage interprété. L’interprétation Production de programme : compilateur vs interpréteur 11 • Techniques mixtes : l’interprétation du bytecode compilé est un bon compromis entre la facilité de développement et la rapidité d’exécution. Exemple : le cas de Python. • Le bytecode est une forme intermédiaire, portable sur tout ordinateur muni de la machine virtuelle Python. • Interprétation pour exécuter un programme : • Python charge le fichier source .py en mémoire, en fait l’analyse syntaxique, produit le bytecode et enfin l’exécute. • Pour chaque module importé par le programme, Python vérifie d’abord s’il existe une version précompilée du bytecode dont la date correspond au fichier .py. • S’il y en a un, Python l’utilise, sinon il fait une analyse syntaxique du module .py, et utilise le bytecode qu’il vient de générer. • Pas besoin de compiler explicitement un module, Python gère ce mécanisme de façon transparente. Construction de programmes 12 Plusieurs modèles sont possibles, entre autres : • la méhodologie procédurale tente de structurer d’abord les traitements (actions). Elle consiste à diviser le problème en sous-problèmes plus simples (analyse descendante), et ensuite réutiliser au maximum les sous algorithmes (analyse remontante). • la méthodologie objet décortique le problème sous un angle différent : partir de ”Sur quoi porte le programme ?” et non plus de ”Que doit faire le programme ?”. Elle tente de structurer d’abord les données (dans des objets) auxquelles elle associe des traitements (actions). C’est une représentation qui se rapproche du monde réel. Le système est un ensemble d’objets qui interagissent entre eux et avec le monde extérieur (à l’aide de méthodes). Python offre les deux techniques. • Algorithme - Programme 13 • Un algorithme : un ensemble d’instructions décrivant les étapes de résolution d’un problème. • Un programme : est la traduction d’un algorithme en un langage de programmation (compilable ou interprétable). • Un programme est souvent écrit en plusieurs parties dont une qui pilote les autres : le programme principal. • Mettre en place un programme 14 Présentation d’un programme : le code source est destiné à l’être humain. Pour en faciliter la lecture, il doit être judicieusement commenté. En Python, un commentaire commence par le caractère # et s’étend jusqu’à la fin de la ligne : • Ecrire le code dans un éditeur de texte • Sauvegarder dans un fichier • Compiler et interpréter le code • Corriger les erreurs. On dit aussi ”debug” • Recommencer l’étape précédente jusqu’à ce qu’il n’y ait plus d’erreur • Effectuer des tests et améliorer si besoin. Développer : les étapes Trois types d’erreurs 15 • Erreurs de syntaxe : sont des erreurs dues au non respect des règles de syntaxe du langage de programmation utilisé. Elles sont détectées et provoquent l’arrêt du programme. L’utilisateur est alerté par un message. • Erreurs de sémantique : sont des erreurs de logique. Elles ne sont pas détectées et ne gênent pas l’exécution du programme mais le résultat n’est pas celui attendu. Trois types d’erreurs 16 • Erreurs d’exécution : ce sont des erreurs qui apparaissent quand le programme est en cours d’exécution. Elles sont liées au contexte d’exécution. Elles sont détectées lorsque quelque chose d’inhabituel gêne l’exécution comme lire un fichier qui n’existe pas. Le language python? 17 • Python est un langage de programmation haut niveau, • Il a été créé en 1989 par Guido van Rossum. • Ses principales caractéristiques : • portable, • gratuit, • dynamique, Interprété • extensible, • modulaire • et orienté objet. • Il a une syntaxe simple et intuitive et un niveau d’abstraction élevé • Il offre un système de gestion d’exceptions • Nombreux types d’utilisation / bibliothèques spécialisées • La version actuelle est Python 3.7 (2018) et le langage continue à évoluer.. • Installer python? 18 • L'installation de Python est facile, aussi bien sous Windows que sous les systèmes Unix. • Quel que soit votre système d'exploitation, vous devez vous rendre sur le site officiel de Python : https://www.python.org Sous Windows • Cliquez sur le lien Download dans le menu principal de la page. • Sélectionnez la version de Python que vous souhaitez utiliser. • Enregistrez puis exécutez le fichier d'installation et suivez les étapes •Une fois l’installation terminée, vous pouvez vous rendre dans le menu Démarrer>Touslesprogrammes. Environnement de travail : Programmation en Python 19 Environnement de travail : Programmation en Python 20 Environnement de travail : Programmation en Python 21 Environnement de travail : Programmation en Python 22 Premier script en python 23 Exécution : • Mode interactif : Taper cette instruction (commande) dans une console (celle de l’éditeur ou celle de l’IDE de Python) et valider. L’interpréteur Python s’exécute et le message s’affiche. • Chaque ligne du source analysée est traduite au fur et à mesure en instructions directement exécutées • Aucun programme objet n’est généré. Remarque • Programme Python : Saisir le code dans l’éditeur de texte et le sauvegarder dans un fichier avec l’extension .py (Ex test.py). Exécuter : • via l’interface graphique de l’IDE utilisé (Pycham, Spyder, XEmacs …..) • via la ligne de commande en tapant python test.py soit dans la console de l’IDE ou dans fenêtre de commandes. Python en mode interactif 24 Python en mode interactif 25 • Utiliser l'interpréteur comme une simple calculatrice de bureau. • Tester des commandes, comme : • Structure d’un programme Python 26 Que contient uploads/Geographie/ poly1-basepython.pdf