TP 1. Introduction à Python 3.

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Moodle

Moodle est une plateforme de l'Université qui vous permettra de déposer vos rendus de TP. On peut aussi y trouver de la documentation sur le contenu du cours, le calendrier du semestre, etc. Moodle est disponible sur ici et nécessite un accès avec l'identifiant de l'ENT. Depuis cette page, vous pourrez accéder à une page qui permet de déposer les fichiers en cliquant sur le bon groupe (1 ou 2).

Exerice 1. Premiers pas avec Spyder

Pour ce premier TP, nous allons utiliser Spyder pour écrire nos programmes et exécuter le code. On pourra ensuite enregistrer nos fichiers et les déposer sur Moodle.

Pour démarrer Spyder :

1. Cliquez sur Menu en haut à gauche de la fenêtre
2. Cliquez sur Développement
3. Cliquez sur Spyder3
4. Si un message de mise-à-jour apparaît, cliquez sur OK.

Lorsque vous avez ouvert Spyder, vous voyez trois différentes parties dans la fenêtre :

• La partie de gauche pour éditer le fichier temp.py
• La partie en haut à droite pour obtenir de l'aide dans Spyder
• La partie du bas à droite, appelée console IPython.

Affichage

1. Dans la console, écrire le code suivant : print('Hello world!').
   Vous devriez obtenir :

   In [1]: print('Hello world!')
   Hello world!

La commande print permet d'afficher ce qui est entre les parenthèses. Pour afficher des chaînes de caractères, on utilise le symbole ' autour du texte. On peut aussi afficher plusieurs chaînes en les séparant par des , :

In [2]: print('Une','liste','de','mots')
Une liste de mots

In [3]: print(1,2,4,8,16,32)
1 2 4 8 16 32

Remarque : print insère automatiquement un espace après chaque élément qu'on souhaite afficher.

2. Afficher des chaînes de caractères et des entiers grâce à la synthaxe ci- dessus.

Commentaires

Python ignore tout ce qui est écrit après le symbole #, jusqu'à la fin de la ligne

In [4]: print('Hello world!') # Dis bonjour !
Hello world!

In [5]: print('Test') # Python va afficher Test et ignorer tout le texte qui suit le symbole '#'
Test

3. Reprenez le code de la question 2. et ajoutez des commentaires. Vérifiez que le rendu est le même.

Exercice 2. Fichiers et espace de travail

Nous allons désormais utiliser Spyder proprement en créant de nouveaux fichiers pour y écrire notre code. Durant la séance, vous déposerez à plusieurs reprises ce fichier sur Moodle.

Créer un nouveau projet

Dans le menu en haut de Spyder,

1. Cliquez sur Projets
2. Selectionnez Nouveau projet
3. Assurez-vous que Sélectionner un répertoire est coché
4. Entrez CPUGE/TP1 pour le nom du projet puis cliquez sur Créer.

Votre premier projet TP1 est créé !

Créer un nouveau fichier de programme

5. En utilisant Fichier puis Nouveau fichier, créer un nouveau fichier. Enregistrez ce nouveau fichier avec le nom TP1.py.

Une remarque sur les premières lignes

Le fichier ainsi créé possède déjà plusieurs lignes qui sont en fait des commentaires.

• La première ligne (#!/usr/bin/env python3) est un commentaire spécial : elle permet au programme d'être exécuté comme un script en lignes de commandes sur les systèmes Unix ou Linux.
• La deuxième ligne (# -*- coding: utf-8 -*-) est aussi un commentaire spécial qui permet de donner l'encodage du fichier (pour les accents et caractères internationaux).
• Les lignes suivantes sont aussi des commentaires afin de donner de la documentation sur la suite du fichier. Nous avons donc une nouvelle méthode pour écrire un commentaire : on entoure le texte par des """. C'est utile en particulier lorsqu'on veut écrire un commentaire sur plusieurs lignes.

6. Ecrire dans le nouveau fichier TP1.py à la ligne 8 :

   print('Hello world!')

puis appuyez sur le bouton Play. Vous devriez voir l'exécution dans la console, et s'afficher Hello world!.

Une remarque sur les caractères spéciaux.

Pour afficher le caractère ', il faut l'échapper en utilisant \. Sinon, python va interpréter ' comme la fin de la chaîne de caractères. Pour afficher plusieurs lignes, on utilise \n.

7. Donnez la commande qui permet d'afficher le triangle suivant en utilisant une seule fois la commande print.

  *
 * *
* * *

8. Connectez-vous à Moodle et déposez le fichier TP1.py.

Exerice 3. Utilisation de python comme une calculatrice

On peut utiliser python pour faire des calculs :

• Addition, soustraction, multiplication.

  In [6]: 1 + 2
  3
  In [7]: 5 - 3
  2
  In [8]: 2 * 3
  6

• Division (retourne un entier flottant).

  In [9]: 100 / 3
  33.333333333333336

• Division euclidienne (diviseur lors de la division euclidienne).

  In [10]: 100 // 3
  33

• Modulo (reste lors de la division euclidienne).

  In [11]: 100 % 3
  1

• Puissance.

  In [12]: 3**4
  81
  In [13]: 2**(1/2) # approximation de racine de 2
  1.4142135623730951

1. Calculez le nombre de secondes dans une année.
2. Calculez \(3^{3^3}\).
3. Calculez \(123^{1009}\) modulo \(1009\).

Utilisation de input

Pour obtenir une valeur entrée par le clavier, on utilise input. Par exemple, on peut ajouter dans TP1.py la ligne age_str = input('Quel âge as-tu ?'). En exécutant, on obtient dans la console :

In [13]: age_str = input('Quel âge as-tu ?')
Quel âge as-tu ?

On peut donner la valeur de age_str en utilisant le clavier dans la console et en tapant sur Enter. La variable age_str prend alors la valeur de la chaîne de caractères entrée au clavier.

On peut désormais utiliser print('Vous avez', age_str, 'ans.').

La variable age_str est une chaîne de caractères. Pour la convertir en entier, il faut utiliser age = int(age_str).

4. Ecrivez la ligne qui permet d'obtenir Vous êtes né en xxxx. (où xxxx correspond à l'année de naissance correspondante).

5. Déposez à nouveau le fichier TP1.py sur Moodle.

Exercice 4. Théorème de Pythagore

1. Complétez les ... du code suivant de sorte que CA contienne la valeur du troisième côté du triangle \(ABC\) :

AB = 3
BC = 4

AB_squared = ...
BC_squared = ...

# Grâce au théorème de Pythagore, on sait que :
CA_squared = ...
# et donc
CA = ...
print('la valeur du troisième côté est', CA)

2. Utilisez input pour demander à l'utilisateur d'entrer deux entiers pour les deux premiers côtés du triangle et afficher automatiquement :

   la valeur du troisème côté est ...

3. Déposez à nouveau le fichier TP1.py sur Moodle.

Exercice 5. Le shell (sous Unix)

L'utilisation des lignes de commande permet d'effectuer des tâches plus rapidement qu'en utilisant la souris.

1. Sous Linux, ouvrez un terminal à l'aide de Ctrl + Alt + T. Vous êtes dans votre espace personnel /home/nom_d_utilisateur. Vous pouvez obtenir ce chemin grâce à la commande pwd.

2. Les commandes suivantes sont très utiles pour naviguer dans les différents répertoires :

• ls pour afficher les fichiers du répertoire courant
• mkdir nom_repertoire pour créer le répertoire du cours
• cd nom_repertoire pour se déplacer dans nom_repertoire.

Lors de l'utilisation de Spyder, nous avons créé un projet CPUGE/TP1 qui a créé un répertoire CPUGE et un sous-répertoire TP1. Vérifiez que c'est le cas et que le fichier TP1.py y est bien à l'intérieur.

3. La commande cat permet d'afficher le contenu d'un fichier.
   Utilisez-la pour afficher le contenu de TP1.py.

4. Assurez-vous d'être dans le répertoire du TP1 et utilisez la commande python3 TP1.py pour exécuter le programme. Cela devrait donner le même rendu que l'exécution à partir de Spyder.

A propos du cours

Vous pouvez visualiser l'exécution d'un programme à l'aide de ce site. Coller le code suivant :

def produit_scalaire(x,y,n):
    s=0
    for i in range(n):
        s=s+x[i]*y[i]
    return s

print(produit_scalaire([1, 4],[-4,5],2))

et observez les différentes étapes d'exécution.