Introduction à Python

Introduction à Python
Présentation des outils de programmation
Dans cette introduction à Python pour la programmation scientifique, nous
utiliserons Python comme langage et les bibliothèques NumPy et Matplotlib pour le calcul
scientifique et la visualisation.
Les versions 2 et 3 du langage Python présentent des différences. Nous donnerons par défaut
des programmes adaptés pour les versions 3 et ultérieures. Néanmoins, comme les versions
2.x de Python sont encore fréquemment utilisées dans le domaine de la programmation
scientifique, nous signalerons quelques spécificités de la version 2.
Les programmes de base en Python (qui n’utilisent pas NumPy ou Matplotlib) pourront être
exécutés en ligne directement au sein de ce cours grâce à Online Python Tutor.
Pour exécuter les programmes de ce cours sur votre ordinateur, il vous faudra disposer de
Python et des bibliothèques NumPy et Matplotlib.
Vous pouvez installer sur votre ordinateur le logiciel gratuit Anaconda qui offre une
installation aisée de l’ensemble de l’environnement de développement nécessaire à ce cours :
https://www.anaconda.com/download/
Pour ce cours, nous utiliserons la version Python 3.6. Anaconda comprend Spyder (Scientific
PYthon Development EnviRonment) comme environnement de développement intégré.
Exécution d’un premier programme
Voici un premier exemple de programme :
for i in [0, 1, 2]:
print("valeur :", i)
print("Fin")
Exécuter
Note
Pour exécuter ce code pas à pas, utiliser le bouton « Forward ». La prochaine ligne à exécuter
est indiquée par une flèche rouge. Une flèche verte signale la ligne qui vient d’être exécutée.
L’affichage après exécution est :
valeur : 0
valeur : 1
valeur : 2
Fin
Quelques bases rapides en Python

Utilisation en mode interactif
Note
Si vous n’utilisez pas Spyder mais IDLE, vous pouvez consulter cette introduction à IDLE.
Dans Spyder, on dispose d’une zone de fenêtre pour l’interpréteur de commandes IPython.
Son invite de commande est différente de celle de l’interpréteur Python standard (qui est >>>).
Elle se présente de la façon suivante :
In [1]:
Exemple de première utilisation de IPython :
In [1]: 3 * 4
Out[1]: 12
In [2]: 5 + 2
Out[2]: 7
Les parties qui débutent par In et Out correspondent aux entrées et sorties respectivement.
Premiers calculs
Testez les calculs suivants :
>>> 4 + 5
>>> 3 - 7 # les espaces sont optionnels
>>> 5 + 2 * 3 # la priorité des opérations mathématiques est-elle respectée
?
>>> (6 + 3) * 2
Pour calculer une puissance, on utilise **.
>>> 5**2
L’opérateur /
Avertissement
L’opérateur / ne donne pas les mêmes résultats suivant les versions de Python. En Python 2, il
réalise par défaut une division euclidienne, aussi appelée division entière (c’est-à-dire une
division dont le résultat est un entier). En Python 3, il réalise une division décimale standard
comme sur une calculatrice. En Python 2.7, on peut obtenir le même comportement qu’en
Python 3 grâce à l’instruction from __future__ import division.
Exemple
>>> 7 / 2
3.5
Pour réaliser une division entière, il faut utiliser // :

>>> 7 // 2
3
L’opérateur %
L’opérateur % (appelé opérateur modulo) fournit le reste de la division entière d’un nombre
par un autre.
Exemple
>>> 7 % 2
1
>>> 6 % 2
0
Affectation
>>> a = 2
>>> a
2
>>> b = a + 3
>>> b
5
La première ligne contient l’instruction a = 2. Pour comprendre cette instruction, il faut
imaginer que les informations sont stockées dans des boîtes au sein de la mémoire de
l’ordinateur. Pour manipuler les informations, on donne des noms à ces boîtes. Ici on crée une
boîte appelée a et on lui affecte la valeur 2. Par la suite, on parlera de la variable a,
puisque a peut contenir des valeurs variables. Autrement dit, l’instruction a = 2 est une
instruction d”affection qui a pour effet de mettre la valeur 2 dans la variable a.
Affichage - la fonction print()
Pour afficher, on utilise la fonction print().
>>> print("bonjour")
bonjour
>>> a = 5
>>> print(a)
5
Il est possible de réaliser plusieurs affichages à la suite. Pour cela, on sépare les éléments par
des virgules.
>>> a = 5
>>> print("a vaut", a)
a vaut 5
Avertissement

En Python 2, on ne mettait pas de parenthèses.
 Python 2 : print "a vaut", a
 Python 3 : print("a vaut", a)
Pour ne pas aller à la ligne et continuer sur la même ligne lors du prochain print :
 Python 2 : print "a vaut", a,
 Python 3 : print("a vaut", a, end=" ")
Il est possible avec Python 2.7 d’utiliser la syntaxe de Python 3 pour la fonction print grâce à
l’instruction from __future__ import print_function.
Voir aussi
https://python.developpez.com/cours/apprendre-python3/?page=page_4#L4
La fonction range()
Si vous avez besoin de créer sur une suite d’entiers, vous pouvez utiliser la fonction range().
Elle génère une suite arithmétique.
>>> range(10)
range(0, 10)
En Python 3, si on souhaite afficher les valeurs, il est nécessaire de convertir le résultat en
liste grâce à la fonction list(). Par exemple :
>>> list(range(10))
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
Le nombre de fin qui lui est passé n’est jamais dans la liste générée. Par exemple, range(10)
génère 10 valeurs, exactement les indices des éléments d’une séquence de longueur 10. Il est
possible de faire commencer l’intervalle à un autre nombre, ou de spécifier un incrément
différent (même négatif) :
>>> list(range(5, 10))
[5, 6, 7, 8, 9]
>>> list(range(0, 10, 3))
[0, 3, 6, 9]
>>> list(range(-10, -100, -30))
[-10, -40, -70]
De manière générale, on a :
range(valeur_initiale, borne_de_fin, pas)
Le pas peut être positif ou négatif. La valeur de la borne de fin (maximale ou minimale) n’est
jamais atteinte.
Exercice
Créer une liste contenant les entiers pairs allant de 10 à 20.
Accès aux éléments d’une liste
>>> a = list(range(1,10,2))

>>> a
[1, 3, 5, 7, 9]
>>> a[0]
1
>>> a[2]
5
Pour accéder à un élément d’une liste, on indique entre crochets [] l’indice de l’élément.
Avertissement
En Python, l’indice du premier élément d’une liste est 0 (ceci est à distinguer d’autres
langages).
La fonction len()
La fonction len() renvoie le nombre d’éléments. Par exemple :
>>> a = list(range(7,10))
>>> a
[7, 8, 9]
>>> len(a)
3
Lecture d’informations au clavier - la fonction input()
x = int(input("Donnez un entier : "))
Par défaut, la fonction input() renvoie une chaîne de caractères. Il faut donc utiliser la
fonction int() qui permet d’obtenir un entier.
Autre exemple de programme
n = 3
print("Je vais vous demander", n, "nombres")
for i in range(n):
x = int(input("Donnez un nombre : "))
if x > 0:
print(x, "est positif")
else:
print(x, "est négatif ou nul")
print("Fin")
Exécuter
Pour faire une répétition : l’instruction for
for i in range(n):
bloc d'instructions
Pour faire un test : l’instruction if