Tutoriel d`introduction à Python

Une introduction à Python 2
Olivier Gauthé
Sommaire
1 Introduction 1
2 Environnement 2
2.1 Installation ............................. 2
2.2 Windows............................... 2
2.3 LinuxetmacOS........................... 2
2.4 Utilisation de Spyder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
3 Premier pas sur Python 3
3.1 Unecalculatrice........................... 3
3.2 Lesvariables............................. 4
3.3 Leslistes............................... 5
3.4 Lesbooléens............................. 5
3.5 Les fonctions prédéfinies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
4 Les boucles 6
5 Les fonctions 7
6 Lire et écrire dans un fichier 8
7 Écrire un programme dans un fichier 9
8 Quelques éléments de calcul numérique 10
9 Le calcul formel avec SymPy 11
9.1 Pourquoi le calcul formel ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
9.2 Premiers pas sur SymPy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1 Introduction
Ce tutoriel s’adresse à des étudiants qui n’ont jamais fait de Python aupara-
vant. Par contre, il part du principe qu’ils ont déjà été initié à la programmation
et comprennent les concepts de variable ou de boucle.
Python est un langage de programmation qui recherche avant tout la sim-
plicité et la lisibilité, en particulier il est très proche du langage humain. C’est
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un langage de programmation complet, qui offre bien plus de possibilités qu’un
langage comme MATLAB, restreint au calcul mathématique. De plus, Python
dispose de bibliothèques scientifiques très fournies. Sa principale limite reste
la performance : un code en Python s’écrit rapidement mais s’exécutera lente-
ment.
L’ENS Ulm propose un très bon tutoriel pour Python à destination des
classes préparatoires. L’auteur recommande également le tutoriels d’Open Class-
rooms ainsi que celui de Tutorials Point (en anglais). Attention cependant,
Open Classrooms utilise Python 3, ce qui change notamment la syntaxe de la
division entière et celle de la fonction print.
La documentation officielle de Python 2 se trouve ici. Celle de SymPy se
trouve là : là. Enfin, une documentation complète sur l’utilisation scientifique
de Python, notamment de SymPy se trouve ici.
2 Environnement
2.1 Installation
Pour être certain de disposer de tous les modules nécessaires et avoir une
interface unique, nous travaillerons à partir de la distribution Anaconda Py-
thon. Suivre les instructions de la page de téléchargement pour l’installer. Il
n’est pas nécessaire de disposer des droits administrateurs.
2.2 Windows
Lancer le programme Python(x,y). Celui-ci propose de lancer Spyder ou
IPython en console (plus minimaliste). Lancer Spyder en cliquant sur l’icône
du serpent rouge.
2.3 Linux et macOS
Sur Linux ou macOS, on peut utiliser Python ou IPython (Interactive Py-
thon) directement dans la console, en rentrant python ou ipython dans un
terminal. Pour que tout le monde ait la même interface, on va également uti-
liser Spyder. Lancer Spyder en rentrant spyder dans un terminal.
2.4 Utilisation de Spyder
Spyder est un environnement de développement pour Python. Il fournit
une interface graphique avec une console en bas à droite, des informations
au-dessus et un script à gauche. Avant tout chose, se placer dans un ré-
pertoire dédié : créer un nouveau répertoire avec l’explorateur de fichier,
puis se placer dans ce répertoire avec Spyder : le répertoire courant de Spy-
der est affiché en haut à droite (voir image). Par défaut, ce répertoire est
$HOME/.config/spyder sur Linux.
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On peut rentrer le code directement dans la console, ou alors utiliser le
script de la partie gauche, le sauvegarder et l’exécuter avec la touche F5. Par
défaut, le script est sauvegardé dans le répertoire courant de Spyder, d’où
l’importance d’être dans un répertoire dédié. La console peut être Python
ou IPython, IPython se voulant plus interactif et plus facile d’accès pour le
débutant : on peut créer une nouvelle console du type voulu avec un clic droit
sur l’onglet de la console. Dans ce qui suit, on utilise la console Python (d’où
les »> ), mais le résultat serait le même avec une console IPython.
3 Premier pas sur Python
3.1 Une calculatrice
Essayer les opérations classiques dans la console :
>>> 1 + 1
>>> 2*3
>>> 3.14 + 2.72
>>> 1 + 3.14
>>> 1j*1j
Le calcul entre floats n’est pas exact, on a une erreur d’arrondi. En Py-
thon 2, la division entre entier par défaut est la division euclidienne. Le reste
s’obtient avec %, il est toujours positif. Les puissances s’écrivent avec ** :
ab→a**b ; les priorités opératoires sont usuelles et les opérations se font de
la gauche vers la droite.
>>> 10/3
>>> 10%3
>>> -1%2
3

>>> 10./3
>>> 1 + 2*3%4
3.2 Les variables
On assigne une variable avec le signe =. Le nom d’une variable est sensible
à la casse, aussi long qu’on le souhaite et peut contenir des chiffres, sauf le
premier caractère. Ne pas utiliser d’accents et autres caractères spéciaux.
>>> a = 1
>>> A = 2
>>> a + A
On peut assigner plusieurs variables sur une seule ligne, ou échanger deux
variables. Pour afficher une variable, on utilise print (attention, syntaxe dif-
férente en Python 3)
>>> a,b,c = 1,2,3
>>> print a,b,c
>>> a,b = b,a
>>> print a,b
Une variable Python a un type. Celui-ci est dynamique et peut changer
sans créer d’erreur. Utiliser des noms de variables logiques : on s’attend
à ce que x soit un réel, pas un entier !
>>> i = 5
>>> print i
>>> type(i)
>>> c = 1.0
>>> type(c)
>>> c = "Paul Sabatier"
>>> type(c)
Pour modifier une variable, on peut utiliser les opérateurs +=,-=,*= etc :
>>> n = 1
>>> n += 3
>>> n
>>> n *= 2
>>> n
On peut effectuer des opérations entre variables de différents types, en
général tant que cela a un sens Python se débouille.
>>> s1, s2 = "Paul", "Sabatier"
>>> n = 3
>>> x = 3.14
>>> n + True
>>> n* x
>>> s1 + " " + s2
>>> s1 + n # erreur
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Pour une chaîne de caractère, on peut utiliser indifféremment guillemets ",
apostrophes ’, ou triples guillemets """. On peut y insérer une valeur avec la
syntaxe .format :
>>> print ’1 + 1 = {}’.format(1+1)
>>> a = 3
>>> print """a^2 = {}, a*2 = {}""".format(a**2,a*2)
3.3 Les listes
Une liste Python s’écrit entre crochets []. Elle peut contenir des variables
de type différents :
>>> maListe = [1, 3.14, "spam", 2+2, "eggs"]
>>> print maListe
>>> type(maListe)
On accède à un élément d’une liste avec l’opérateur []. On accède à
sa longueur avec la fonction len.En Python, les indices vont de 0 à
len(maListe) -1.
>>> len(maListe)
>>> print maListe[0], maListe[1], maListe[2]
>>> print maListe[len(maList)] # erreur
On peut ajouter ou supprimer des éléments à une liste :
>>> maListe
>>> maListe += ["bacon"]
>>> maListe.remove("eggs")
>>> maListe
3.4 Les booléens
Un booléen est une variable qui vaut True ou False. On peut leur appliquer
les opérateurs and,or,not (équivalent à !).
>>> b = True
>>> type(b)
>>> not b or (b and not b)
3.5 Les fonctions prédéfinies
Python dispose d’un certain nombre fonction prédéfinies :
>>> max(1,2)
>>> l = [1,2,3,4,5]
>>> print max(l), min(l), sum(l)
>>> int(3.5)
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