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Page 1/11 Travaux Pratiques N°1 : Data Processing and Computer Vision Programma

Page 1/11 Travaux Pratiques N°1 : Data Processing and Computer Vision Programmation Python 3 Ce TP va vous permettre de maîtriser le langage Python 3 par l’exemple, à l’aide de petits exercices. Python, développé depuis 1989 par Guido van Rossum et de nombreux contributeurs bénévoles, est un langage à typage dynamique (i.e. le type des objets manipulés n’est pas forcément connu à l’avance mais est défini à partir de la valeur de la variable) et fortement typé (i.e. qu’il garantit que les types de données employés décrivent correctement les données manipulées). Il est doté d’une gestion automatique de la mémoire par ramasse-miettes (pas de gestion de pointeurs!!!) et d’un système de gestion d’exceptions. En Python : tout est objet. Le langage Python peut être interprété (interprétation du bytecode compilé) ou traduit en bytecode, qui est ensuite interprété par une machine virtuelle Python. Il est interfaçable avec des langages comme le C, le C++ ou Java. 1 Prise en main de Python Cette section vous explique comment exécuter des commandes ou un programme Python soit en ligne de com- mande soit depuis un éditeur Python. Il est conseillé de tester les deux environnements. Il est possible de programmer en Python en ligne de commande, c’est-à-dire en saisissant et en exécutant les instructions les unes à la suite des autres. Ceci se fait via un interpréteur de commandes. Il est également possible de saisir toutes les instructions d’un programme dans un fichier et d’exécuter ce programme. Pendant les TP, vous aurez deux manières de programmer en Python: soit en utilisant l’interpréteur de com- mandes (en exécutant la commande Python depuis un terminal) ou en saisissant vos programmes dans un éditeur de texte de votre choix. La section 2.1 vous indique comment installer Python sur votre machine personnelle et vous présente également l’interface graphique d’un outil (IDLE), l’environnement de développement intégré pour le langage Python. 1.1 Programmation Python en ligne de commande Dans un interpréteur de commandes, le symbole >>> correspond au signal d’invite, ou prompt principal, lequel vous indique que Python est prêt à exécuter une commande. Les lignes non précédées de ce symbole correspondent à l’affichage d’un résultat. Après avoir saisi chaque instruction, il suffit de taper sur la touche Enter pour que la commande soit exécutée (i.e. interprétée). Pour exécuter un programme tapé dans un fichier (d’extension .py), il suffit de saisir la commande suivante dans un terminal : python MonProgramme.py Pour quitter l’interpréteur de commandes, il faut taper l’instruction exit() ou quit(). Pour exécuter un programme, il suffit de cliquer sur l’onglet correspondant après l’avoir ouvert puis de sélectionner dans le menu Exécuter le fichier (ou Ctrl-E). 1.2 Installer Python sur votre machine personnelle 1.2.1. Installation personnelle : Pour installer Python sur votre machine personnelle, vous devez télécharger la dernière version du langage à l’adresse https://www.Python.org/downloads/. Ecole Nationale d’Ingénieurs de Sfax Département Génie Electrique Année Universitaire : 2021/2022 Page 2/11 Sous windows par exemple, les instructions à suivre sont : Telecharger le fichier (d’extension .msi pour Windows installer) correspondant à la configuration de votre machine. Figure 2: Téléchargement de l’interface IDLE sous Windows. Figure 3: Installer l’interface IDLE sous Windows. 1.2.2. Installation utilisant le package de Python sous Anaconda Anaconda est une interface de compilation de Python qui inclut les bibliothèques de Python en science des données. Les étapes d’installation de ce package sont: - Étape 1: installer à partir du site Anaconda: https://www.anaconda.com/distribution/. Sélectionner Durant l’installation l’environnement cible (Windows, Mac et Linux OS). - Etape 2: sélectionner la version Python que vous voulez installer la plus récente est maintenant la 3.9. Il y a deux options pour 64-bits ou 32-bits pour le système graphique. - Etape 3: Après la selection de la version Python et du système OS, suivre les instruction d’installation et le package sera installé. - Etape 4: verifier l’installation en tapant sur une fenêtre de commande ou l’ouvrir dans programmes. Pour plus de details sur Ancanda, consulter le site web: https://www.tutorialspoint.com/python_essentials_online_training/getting_started_with_anaconda.asp 2 L’interface locale IDLE (Python GUI) fournie avec Python Figure 4: Lancer l’interface IDLE sous Windows. L’installation de Python (voir section précédente) génère également l’installation d’une interface, appelée IDLE (Python GUI). Cette interface vous permet de saisir des instructions en ligne de commande mais également d’exécuter des programmes Python enregistrés dans des fichiers. Page 3/11 Une fois la dernière version de Python installée, l’interface IDLE est disponible depuis le menu démarrer (répertoire Python x.y avec x.y le numéro de la version de Python installée). Il suffit de cliquer sur IDLE (Python GUI) – voir figure 4 – qui va vous ouvrir l’interface graphique (interpréteur de commandes en ligne) Figure 5: Programmer en ligne de commande via l’interface IDLE. Pour écrire un programme dans un fichier, dans le menu File, sélectionnez New File. Une nouvelle fenêtre s’ouvre. Tapez votre programme Python dans cette fenêtre (attention aux indentations). Pour exécuter votre pro- gramme, allez dans le menu Run et faites Run Modules (ou F5) – voir figure 6. Il va vous être demandé de faire une sauvegarde de votre fichier (qui a généralement l’extension .py) – voir figure 7 –, puis votre programme s’exécutera (dans la fenêtre en ligne de commande précédemment ouverte). Le début de l’exécution de votre pro- gramme est indiqué dans la fenêtre en ligne de commande par: ============================= RESTART ============================= Dans le menu File vous pouvez également ouvrir un programme existant. Pour passer d’une fenêtre à une autre, vous pouvez utiliser le menu Windows – voir figure 8. Figure 6: Exécuter un programme Python depuis un fichier (d’extension .py) via l’interface IDLE. Figure 7: Enregistrer un programme Python dans un fichier (d’extension .py) via l’interface IDLE. Figure 8: Gestion des fenêtres sous l’interface IDLE. 3 Premiers pas en Python Cette section présente quelques exemples de code Python, réalisés avec Python en ligne de commande. Les lignes commençant par >>> correspondent aux instructions. Les lignes situées juste en dessous correspondent à Page 4/11 l’affichage après exécution de l’instruction (i.e. après avoir tapé <Enter>). En Python, les commentaires commencent par le symbole #. Vous êtes invités à taper les exemples ci-dessous pour vous entraîner et à répondre à chaque question associée aux exemples. 3.1 Faire des calculs avec Python Exercice 1 : Quelques exemples de calcul Essayez, en les exécutant, de comprendre ce que fait chaque instruction (non commentée) de l’exemple ci-dessous. Cet exemple est valable en ligne de commande uniquement. En ligne de commande, la valeur d’une variable ou le résultat d’un calcul s’affiche directement après la saisie de cette variable ou de ce calcul. >>> 5+3 8 >>>5*3 15 >>>5**3 125 >>> x=1 # déclaration d’un variable x de valeur 1 (# pour le commentaire) >>> x # affichage de x 1 >>> a,b,c=3,5,7 # declaration de 3 variables a, b et c de valeurs resp. 3, 5 et 7 >>> a-b/c 2.2857142857142856 >>> (a-b)/c -0.2857142857142857 >>> b/c 0.7142857142857143 >>> b//c 0 >>> b%c 5 >>> d=1.1 >>> d/c 0.15714285714285717 >>> d//c 0.0 Exemple 1 : Importation de la librairie mathématique et exemple de fonction mathématique >>> from math import * # Pour importer la librairie de fonctions mathématiques >>> sqrt(4) # Pour calculer la racine carrée 2.0 >>>pi 3.141592653589793 NB: La liste des fonctions de la librairie math est disponible à l’adresse : http://docs.python.org/library/math.html?highlight=math#math Exercice : 1-Calculer la distance Euclidienne entre deux vecteurs à trois dimensions. 2-Calcluer le résultat et le reste de division d’un nombre entier N par un nombre entier P dont vous choisissez des valeurs quelconques. 3- Explorer les différentes fonctions de Python sur le lien ci-dessus. 3.2 Affichage Exemple 2 : Utilisation de la fonction d’affichage print() >>> print(a+b) # a et b sont les variables de l’exercice 1 8 >>> print(“la valeur de“, a, “+“,b, “est : “, a+b) #(“la valeur de“, 3, “+“, 5, “est : “, 8) 3.3 Déclaration et initialisation de variables et types Exemple 3 >>> print(type(a)) # a est la variable de l’exercice 1 <class ’int’> Page 5/11 >>> print(type(pi)) <class ’float’> >>> s=”exemple de chaîne de caractères” >>> type(s) <class ’str’> >>> 2+”1.5” Traceback (most recent call last): File "<console>", line 1, in <module> Type Error: unsupported operand type(s) for +: ’int’ and ’str’ >>> 2+eval(“1.5”) # Pour éliminer l’erreur précédente 3.5. Exercice : 1- Découvrez les attributs du type integer (‘int’) et affichez-les. 2- Faire de même pour les types float et string. 3- Listez les différents types dans Python. Découvrez les fonctions de changement de types éventuels. 3.4 Chaînes de caractères Exemple 4 : Manipulation des chaînes de caractères et exemples de fonctions sur les chaînes de caractères >>> s=”un exemple de chaîne” >>> s2="un autre exemple" >>> s[1] # Accès au caractère d’indice 1 (les indices commencent par zéro) ’n’ >>> print(s[0], s2[0]) >>> print(s[4],s2[ 0]) >>> print(s + ’ et ’ + s2) # Concaténation de chaînes un exemple de chaîne et un autre exemple >>> s3=s + ’ et ’ + s2 >>> s3 ’un exemple de chaîne et un autre exemple’ >>> s2*2 ’un autre exempleun autre exemple’ >>> print(’La taille de s est uploads/Industriel/ seance1-tp-python.pdf