Le but de cette séance est de réaliser vos premiers programmes en Python dans l'IDE (Integrated Development Environment) PyCharm. Sachez que la documentation Python est de très bonne qualité : utilisez-la (https://docs.python.org/3/tutorial/).

1 Avant-propos

Lors de ce TD, vous allez créer, sur votre disque M:/, un répertoire dans lequel vous travaillerez tout au long du semestre. Sauf indication contraire, vous créerez, pour chaque séance de TD, un nouveau fichier Python dans lequel vous écrirez votre code. Pour ce premier TD, vous serez guidés (un peu plus bas dans cet énoncé) dans la création de votre répertoire/projet Python et du fichier Python correspondant au TD1.

De plus, vous prendrez la bonne habitude de renseigner, en commentaire de votre code, les tests effectués pour vérifier le bon fonctionnement de votre code. Par exemple, plutôt que :

x = input("Entre une valeur :")
print(12)

vous écrirez :

x = input("Entre une valeur :")
print(x)
# [Entrée] Entre une valeur : 12
# [Sortie] 12

2 Prise en main de PyCharm

Démarrez PyCharm (qui se trouve dans le dossier Développement du menu Démarrer, sous l'item JetBrains) et créez un nouveau projet nommé L2_Python dans un endroit bien identifié (vous utiliserez ce projet tout au long du semestre) de votre disque M:/.

Ajoutez le répertoire data/ (dans lequel se trouvera le contenu dans le fichier de données mis à votre disposition sur CURSUS) à votre projet. Pour cela, il suffit de décompresser l'archive dans le répertoire de votre projet (en utilisant votre gestionnaire d'archive préféré) et le dossier apparaîtra dans l'arborescence de votre projet dans PyCharm.

Ajoutez un nouveau fichier Python à votre projet, que vous nommerez td1.

Dans ce nouveau fichier, entrez le morceau de code suivant :

print("Hello world !")
  1. Que fait ce programme ? Vérifiez-le en l'exécutant.

En exécutant pour la première fois ce programme, vous avez créé dans PyCharm une configuration d'exécution (Run Configuration). Ainsi, il vous suffira par la suite de sélectionner cette configuration d'exécution dans la liste disponible en haut à droite de votre fenêtre PyCharm puis de cliquer sur le bouton Run (triangle vert).

Un autre outil très utile pour développer en Python dans PyCharm est la console Python. Comme vous le savez, il est possible d'exécuter des morceaux de code Python directement dans la console Python pour observer leur effet sans avoir à les inclure dans un programme (ou script Python).

  1. Pour lancer la console Python, rendez vous dans le menu Outils (Tools) et choisissez l'item correspondant. Entrez quelques lignes de code élémentaire pour vous familiariser avec cette console.

3 Variables

Le langage Python est un langage fortement typé, ce qui signifie que chaque variable, à chaque instant, ne peut être que d'un type. Par contre, ce typage est dynamique, ce qui signifie qu'à la déclaration d'une variable, il n'est pas nécessaire de déclarer son type : c'est la valeur qu'on affectera à la variable qui déterminera son type. La déclaration d'une variable est donc une instruction du type :

ma_variable = 12

Il est possible de connaître le type d'une variable en utilisant la fonction type :

print(type(ma_variable))
  1. Déclarez une variable ma_variable et affectez-lui la valeur 2. Quel est le type de cette variable ? Répétez l'opération avec les valeurs suivantes :

4 Initiation au débogage

Un débogueur est un outil qui vous permet de suivre l'exécution d'un programme pas à pas, pour mieux comprendre son (dys-)fonctionnement. Lorsque vous souhaiterez utiliser le débogueur de PyCharm, il suffira de cliquer sur l'icône symbolisant un insecte (sémantique originale du terme bug) au lieu de l'icône Run.

Vous pourrez souhaiter utiliser ce débogueur dans les deux cas suivants :

  1. Vous souhaitez comprendre pourquoi un programme "plante" (ie, affiche une exception et termine) : lancez le débogueur et l'exécution s'interrompra au plantage voulu ;
  2. Vous souhaitez examiner les valeurs prises par certaines variables au cours de l'exécution : vous pouvez alors disposer des points d'arrêts dans votre code (en cliquant dans la marge en face de la ligne concernée) et l'exécution s'interrompra dans ce cas à chaque fois qu'un point d'arrêt sera rencontré.
  1. Entrez le code suivant dans votre programme Python :
a = 10
b = 5

On souhaite inverser le contenu de ces vraiables. Un étudiant propose les deux lignes de code suivantes :

a=b
b=a
  1. Visualisez avec le débogueur pourquoi cela ne peut pas fonctionner.
  2. Proposez une correction utilisant une variable supplémentaire et visualisez le fonctionnement de votre programme dans le débogueur.

5 Exercice d'algorithmie

  1. Écrivez sur papier, en pseudo-code, un algorithme permettant, étant données 3 longueurs a, b et c d'afficher s'il est ou non possible de construire un triangle ayant ces longueurs pour côtés et, le cas échéant, si ce triangle est équilatéral, isocèle, rectangle ou quelconque. Attention : un triangle peut être à la fois isocèle et rectangle.

6 Structures conditionnelles

La syntaxe des structures conditionnelles en Python est de la forme suivante :

if condition1:
    # [...]
elif condition2:
    # [...]
else:
    # [...]
  1. Stockez, dans une variable age, un entier entré par l'utilisateur, puis affichez l'une des phrases suivantes, en fonction de la valeur stockée dans age :

Pour récupérer une valeur entrée par l'utilisateur, on peut utiliser la fonction input :

valeur_entree = input("Entrez votre âge : ")

Pour pouvoir comparer cette valeur aux bornes des différents intervalles, il sera nécessaire de la convertir en entier (vous pouvez tester le type de cette variable pour vous en rendre compte) à l'aide de la fonction int qui prend en entrée une chaîne de caractères et la transforme, si cela est possible, en l'entier qu'elle représente.

7 Boucles

  1. Écrivez une boucle qui permette d'afficher les valeurs contenues dans une liste. La sortie affichée dans la fenêtre Run de PyCharm devra être de la forme (pour une liste définie par lst = [1, 7, 5, 3, 6]) :
La liste lst contient : 1
La liste lst contient : 7
La liste lst contient : 5
La liste lst contient : 3
La liste lst contient : 6

Pour afficher une chaîne de caractères composée d'une partie de texte fixe et d'une autre correspondant au contenu d'une variable, on utilise la méthode format(), comme dans l'exemple suivant :

prenom = "Antoine"
nom = "Griezmann"
annee_naissance = 1991
print("{} {} est né en {}".format(prenom, nom, annee_naissance))

  1. Écrivez une nouvelle boucle affichant, avec les valeurs contenues dans une liste, leur indice. On obtiendra alors une sortie du type :

    La liste l contient 1 à l'indice 0
La liste l contient 7 à l'indice 1
La liste l contient 5 à l'indice 2
La liste l contient 3 à l'indice 3
La liste l contient 6 à l'indice 4

  2. Écrivez une nouvelle boucle affichant les carrés des valeurs contenues dans une liste. On obtiendra alors une sortie du type :

1^2=1
7^2=49
5^2=25
3^2=9
6^2=36
  1. Écrivez une nouvelle boucle permettant de calculer la somme des n premiers entiers. Notez que range(1, n + 1) retourne une liste contenant les n premiers entiers.

Dans la suite, les exemples présentés seront basés sur des boucles for, mais les mots-clés break et continue sont également utilisables avec des boucles while, exactement de la même façon. Lors de l'exécution d'une boucle, il est possible de vouloir en sortir si une certaine condition est remplie. Cela se fait à l'aide de l'instruction break :

for v in liste_valeurs:
    if condition:
        break
    # [...]

De même, il est possible de vouloir, à certaines étapes de l'exécution, ne rien faire et passer à l'itération suivante :

for v in liste_valeurs:
    if condition:
        continue
    # [...]
  1. Parcourez, à l'aide d'une boucle, la liste des 30 premiers entiers et affichez un message pour chaque entier pair (pour tester la parité d'un entier, on s'intéressera au reste de sa division entière par deux). Lorsque la valeur 20 est dépassée, imposez de sortir de la boucle.

8 Exercice de synthèse

  1. Écrivez un programme qui convertit une note scolaire entrée par l'utilisateur (on vérifiera que celle-ci est bien comprise entre 0 et 20 et on affichera un message d'erreur sinon) en appréciation selon le barème suivant :
Note Appréciation
N≥15N \geq 15 A
10≤N<1510 \leq N < 15 B
5≤N<105 \leq N < 10 C
N<5N < 5 D