Python Training #1 - ed5

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Minicurso em 19/09, durante o V EPAC (Encontro Paranaense de Computação) http://www.inf.unioeste.br/epac/

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$whoamiMaridoPai de um adolescente e 8 gatosOk, 3 cães também...

Apaixonado por programação (desde os 12)CinéfiloBacharel em Informática (Unioeste, 1999)Mestre em Ciência da Computação (UFSC, 2002)Professor na UTFPR-TD (desde 2009)

BjarneStroustrup, C++ creator

é uma linguagem interpretada, interativa, funcional, orientada a objetos, dinamicamentetipada e com gerenciamentoautomático de memória

Similar, em certos aspectos, a Perl, Ruby, Scheme, Smalltalk e Tcl

Entre todas as linguagens que aprendi, Python é a que menos interfere entre mim e o problema. É a mais efetiva para traduzir pensamentos em ações.

Eric Raymond

Life is Better Without Braces.

Bruce Eckel

Python is everywhere at ILM. It's used to extend the capabilities of our applications, as well as providing the glue between them. Every CG image we create has involved Pythonsomewhere in the process.

Philip Peterson, Principal Engineer, Research & Development, Industrial Light & 

Magic

Python has been an important part of Googlesince the beginning, and remains so as the system grows and evolves. Today dozens of Google engineers use Python, and we're looking for more people with skills in this language.

Peter Norvik, director of search quality at Google, Inc

Course-Builder, Google

Comparação normalizada

http://www.tiobe.com

Guido van Rossum é referido pela comunidade python, desde 1995, como Benevolent Dictator For Life(BDFL)

De dezembro de 2005 a 2012 Guido trabalhou na Google, dedicando 50% do seu tempo com a linguagem

7/12/2012 passou a trabalhar na Dropboxwww.python.org/~guidoneopythonic.blogspot.com/

Não veio da cobra!"Over six years ago, in December

1989, I was looking for a "hobby" programming project that would keep me occupied during the week around Christmas. My office ... would be closed, but I had a home computer, and not much else on my hands. I decided to write an interpreter for the new scripting language I had been thinking about lately: a descendant of ABC that would appeal to Unix/C hackers. I chose Python as a working title for the project, being in a slightly irreverent mood (and a big fan of Monty Python´s Flying Circus)”.

NADA!

Python foi desenvolvido como um projeto open source, sem fins lucrativos e gerenciado pela PSF(Python Software Foundation)

Para obter o interpretador Python acessar http://www.python.org/download/ VersõesPython 2.7.5 foi liberada em 15 de maio

de 2013Python 3.3.2* foi liberada em 15 de

maio de 2013

http://www.python.org/about/success/GoogleNASAYahooInfoSeekMCI WorldcomIBM HigwayIndustrial Light and MagicAstraZenecaHoneywell...

Governo FederalPetrobrasSerproEmbratelGlobo.comStarOneConectivaCPqDAsyncHaxentUTFPR...

Vários projetos da comunidade Software Livre

BlenderLibreOfficeZope/PloneMoinMoinMailmanBitTorrentChandlerGimpPloneDjangoOpenERPinVesalius

Canivete suíçoWeb e Internet DatabaseGUIsCientífico e processamento numéricoEducaçãoProgramação de rede Construção e teste de softwareDesenvolvimento de jogos e renderização

3DOnde mais sua imaginação mandar!

Unix: HP-UX, Solaris ...Linux (frequentemente pré-instalada)Mac OSX (sempre pré-instalada)Windows: 9x, ME, 2K, XP, Vista, Seven

(ctypes, win32all)Apple iPhoneGoogle Android

SIM: Compilação Híbrida!

Como ficou “famoso” com Java, programas Pythonsão compilados, porém para uma linguagemintermediária, destinada a um interpretador

Isola Python de muitas das excentricidades dasmáquinas reais na qual ele roda

provê um nível de portabilidade

Prazer em lhe conhecer!Cython

onde existir um compilador C ISO/IEC 9899:1990Jython

máquina virtual JavaPyPy

Python implementado em PythonPython for .NET

[Brian Lloyd], IronPython (da M$)Python for DelphiLunaticPython

interoperando com LuaRuby/Python

em Ruby importar módulos Python)

De altíssimo nível e poderosaElegante, com sintaxe

simples e concisaFácil de aprender,

“cabe” no seu cérebro !Multiparadigma

Funcional, Procedural e Orientado a ObjetosPossui suporte nativo a

estruturas de dados complexas

Extensa biblioteca padrão

Um módulo para o que você precisar

sys, random, re, datetime, calendar, csv, os, webbrowser, string, urlib, Tkinter, codecs, pickle, types, array, mutex, queue, zlib, gzip, md5, thread, socket, email, xml.dom, locale, etc.

Código é muito mais lido que escrito!

Readability importa! (muito)

Python te ajuda a escrever código mais legível

Python é case sensitiveLinhas são delimitadas por enterTipagem é forte e dinâmica

Não há declaração de variáveis como em C, Java, Pascal,etc.

Você pode utilizar o interpretador em modointerativo ou seu IDE/editor favoritos

InúmerosGeanyVimAptanaKomodoNetBeansPyCharmPyDev (Eclipse)Wing IDEPyshieldSpyderMS-Visual StudioEtc.

Ninja IDE (Ninja Is Not Just Another IDE)

MultiplataformaEditor de código poderosoGerenciamento de ProjetosPluginshttp://ninja-ide.org/

Em Python, variáveis são referências a objetos

não guardam os objetos em sinão têm tipo, mas os objetos aos quais elas se

referem têm tipoSão criadas dinamicamente

Uma variável não pode ser utilizada em uma expressão sem ter sido inicializada

não existe “criação automática” de variáveis

Variáveis não são “caixas” com valoresVariáveis são “rótulos” colados em objetos

São criadas pela atribuiçãoOperador =

Variáveis são referências a objetos na memória

Atribuição não gera uma cópia do objetoUma referência (variável) pode ser liberadaUsando delNão existindo mais referências a um objeto, ele é removido da memória (garbage collector)

Programas maiores codificados em arquivos (scripts)

normalmente usando um IDEextensão py

O script pode ser executado diretamente da linha de comando do SO

python oi.py

Ou carregado para o interpretador interativo

>>> import oi

Módulos são arquivos que contêm qualquer estrutura python (classes, funções, variáveis, etc.) e podem ser importados nos programas

Quando importado pela primeira vez o módulo é compilado e um arquivo .pyc ou .pyo é gerado

Um módulo é um objeto singletonApenas uma instância é carregada em memória torna-se disponível globalmente para o programa

que fez a importação

Funções importantes são disponibilizadas em módulos da biblioteca padrão

Ex.: módulo math tem funções como sin, cos, exp e outrasUm módulo pode conter não só funções, mas

também variáveis ou classesEx.: math define a constante pi

Os módulos são localizados pelo interpretador pela lista de diretórios em PYTHONPATH(sys.path), que inclui o diretório atual

Para usar os elementos de um módulo, comando import

import modulofrom modulo import nome1,...,nomenfrom modulo import *

A importação ocorre apenas uma vez!

Para carregar um módulo novamente (que tenha sido alterado) pode-se usar a função reload

No python > 3.x é imp.reload

Exemplos

Se um programa pode ser executado isolado ou importado dentro de outro, como distinguir as duas situações?

O módulo principal de um programa tem a variável __name__ contendo “__main__”

Para executar um código apenas se o módulo for o principal e não quando ele for importado

Digitar help() no interpretador abre o help interativo

Use quit para sair

Python Enhancement Proposal

São documentos padronizados da comunidade Python

Uma PEP propõe um padrão, melhoria, funcionalidade, estrutura, explicações sobre funcionalidades, etc.

Veja a PEP #0http://www.python.org/dev/peps/pep-0000/

Um bloco inicia com :

A estrutura dos blocos é definida pelaindentação

A PEP #8 - Style Guide for Python Code - sugere4 espaços

Seja consistenteNão misturar tabulações com espaços!!!

A partir do caractere #, o interpretador ignora o restante do código até o final da linha

Isso não vale dentro de strings

Para várias linhas use asplas triplas (docstring)

Documentar funções, classes, módulos, etc.

Tipos básicosint = normalmente 32 bitslong = limitado ao tamanho da memóriaHá promoção automática de int para longDivisão de inteiros em python < 3 resulta sempre int

Também são tipos numéricos básicosfloat = ponto flutuante de 32 bitscomplex= para números complexos

Construtores ou funções de conversãoint (n)float (n)complex (n)abs (n)

Básicos+, -, *, /, **

Inteiros%, //

Bit a Bit&, |, ^, ~, >>, <<

Módulo math e outros

Representa o valor nuloEquivalente a False em operações booleanas

Aplicações típicasValor default em parâmetros de funçõesValor de retorno de funções que será descartadoComo void de C/C++

Constantes True e FalseOcorre conversão automática entre

tipos

Conversão explícita pode ser feita com bool(x)

Relacionais>, <, >=, <=, ==, !=, is, is notSempre retornam um bool

Lógicosand, or, not

str – Sequência de bytes, com a acentuaçãodependente de encoding

Delimitadas por aspas, apóstrofo ou três aspas outrês apóstrofos

Codificaçõesiso-8859-1: padrão ISO Latin-1iso-8859-15: idem, com símbolo € (Euro)cp1252: MS-Windows codepage 1252ISO Latin-1 aumentado com caracteres usados em editoração eletrônica (‘’ “” •)utf-8: Unicode Transformation Format. Unicode

codificado em 8 bits compatível com ASCII até o código 127

utiliza 2 bytes para caracteres não-ASCII padrão recomendado pelo W3C e está sendo adotado pela maioria dos sistemas

Não existe um tipo próprio para caractere, como o char de C

Um caractere é um string de comprimento 1A função chr pode ser usada para obter o caractere correspondente a um código Unicode e o reverso com ord

Caracteres Unicode também podem ser acessados pelo seu nome com scape \N{}

Constantes str ou unicode são interpretadas segundo a codificação declarada num comentário especial no início do arquivo .py

Nós (brasileiros) frequentemente lidamos com textos não ASCII!

Use caracteres de formatação, como na printf da linguagem C

%s, %d, %f são os mais comuns

Usando type

Usando type

Tuplas são sequênciasimutáveis

não é possível modificar as referências contidas na tupla

Tuplas constantes são representadas como sequências de itens entre parênteses

Tuplas são sequências imutáveisTuplas constantes são representadas como

sequências de itens entre parênteses

CUIDADO: em certos contextos os parênteses ao redor das tuplas podem ser omitidos!

Listas são coleções de itens heterogêneos que podem ser acessados sequencialmente ou indexados

São mutáveisConstantes lista delimitadas por colchetes []

Facilmente você pode criar uma lista numérica comrange([inicio,] fim[, passo])

Retorna uma sequência numérica conforme os argumentos dados

Normalmente usada em laços for*Na verdade retorna um iterator, em Python >= 3.x

Os tipos string, lista, tupla, buffer são sequências

Coleção ordenada e iterável de itens

Operaçõess[i] = acessa um items[-i] = acessa um item pelo finals+z = concatenas*n = produz n cópias de s concatenadase in s = elemento e está em s?e not in s = elemento e não está em s?

Operações de slicings[a:b] cópia de a (inclusive) até b (exclusive)s[a:] cópia a partir de a (inclusive)s[:b] cópia até b (exclusive)s[:] cópia total de ss[a:b:n] cópia de n em n itens

Atribuição s[2:5] = [6,3,2,0]Aplicável somente em sequências mutáveis

Strings são sequências e seus itens individuais podem ser acessados

Contudo, são imutáveis

A inserção pode ser feita com slicing

Ou ainda

Dicionários são estruturas de dados queimplementam mapeamentos

coleções de pares chave:valor que podem ser recuperados pela chaveA chave pode ser qualquer imutável

O tipo set permite agrupar conjuntos de valores

Mutável e permite operações típicas

Entrada com input

Saída com print

ifif (expressao):

bloco[elif (expressao):

bloco][else:

bloco]

exemplo

forfor variavel in sequencia:

bloco[else:

bloco]while

while (expressao):bloco

[else:bloco]

Exemplo1

Exemplo2

Modularizam o códigoComando def inicia a definição de uma funçãoComando return marca o fim da execução da função

e define o resultado a ser devolvidoPode ser None

Exemplo

Ei, não vamos complicar!

Estourar a pilha de execução é “fácil”

E aí, tentou fat(1000)?

Mudando o tamanho da pilha de ativação

Funções que possuem a instrução yeld são Generators

Retornam objetos iteratorsÉ mantida uma memória do último valor retornado

Classe file representam arquivos Use a função open (ou construtor file(), são

sinônimos)

abrir arquivo binário para leituraarq = file(‘imagem.png','rb')

abrir arquivo texto para escritaarq = open(‘log.txt','w')

abrir arquivo para acrescentar (append)arq = file(‘imagem.png','a')

Cuidado: arquivo é uma sequência de bytes!Deve ser interpretada por uma codificação de caracteres

Ex.: tentativa de ler um arquivo UTF-8 criado no MS-WindowsÉ assumida codificação padrão (do sistema): CP-1252

Boa prática: especificar a codificação na abertura!O padrão é dependente da plataforma

Criando um bitmap de 2x2 pixelsNão entraremos em detalhes (header, dib,

data, etc.) do formato bmpNÃO FAÇA isso em sã consciência!Existem bibliotecas especializadas para tratamento de imagens: PIL

Arquivo bmp de 70 bytes criado

Alterando o nosso bmp de 2x2 pixelsNÃO FAÇA isso em sã consciência!Existem bibliotecas especializadas para tratamento de imagens: PIL

Arquivo aberto para R/WPosicionado no byte 65Escritos 3 bytes

Operações de E/S são realizadas pelo SO

O módulo os possui diversas variáveis e funções queajudam um programa Python adequar-se ao SO

os.getcwd() o diretório atualos.chdir(dir) diretório atual para diros.sep caractere que separa componentes de um caminho('/' para Unix, '\\' para Windows) os.path.exists(path) diz se path é o nome de um arquivoexistente

Módulo CSV (Comma-Separated Values)

Bibliotecas nativas para compressãoBaterias gzip, bzip2, pkzip, etc.

Exceção é um objeto que é lançado(raised/thrown) quando ocorre uma situação inesperada

Esse objeto é capturado por um tratador de exceções que “sabe” como manipular essa situação

Considere o pseudocódigo

Execute uma tarefaSe a tarefa anterior não foi executadacorretamenteExecute o processamento de erro

Execute a próxima tarefaSe a tarefa anterior não foi executadacorretamenteExecute o processamento de erro

O que há de errado?

Mistura a lógica e o tratamento de erros!Pode tornar o programa difícil de ler/depurarTratamento de exceções remove o tratamento de

erros da ‘linha principal’ de execução do programaVantagens do Tratamento de ExceçõesUma exceção não pode ser ignorada, como ocorre

com um código de erroO código de processamento de erros é tratado a

parte do código normal do programaPermitem recuperar de situações problemáticasPermitem implementar sistemas mais robustos e

tolerantes a falhas

Em Python, tratadores de exceção (exceptionhandlers) são blocos na forma

try:suite1

except exceptions:suite2

else:suite3

Foco no “caminho feliz”

Cláusula finally

Lembra? Multiparadigma! Inclui Orientação a Objetos

Tudo em python é objeto. Mesmo!

Simplesmente defina a classe e use-a!Classe (class) é um tipo de dados especial que

define como construir objetos

Também armazena alguns dados que são compartilhados por todas as instâncias dessa classe

Instâncias são objetos criados segundo a definição da classe

Python não separa a interface da implementação da classe

Não se desespere!

para os métodos, defina funções dentro do escopo de class

A função __init__ serve como construtor

Nos métodos, o parâmetro self referencia a instância atual

NÃO É passado explicitamente

Não é necessário liberar objetos explicitamente

Esqueça free ou delete!

Coletor automático de lixo, lembra?

Isso funciona, mas com sotaque

Métodos especiais permitem implementar operadores

Têm nomes iniciando e finalizando com __

Herança, coleções, métodos de classe, métodos estáticos, atributos “privados”, propriedades, decoradores, coleções, etc.

Mas, ...

I´ll be back in #2!

Quão rápido roda meu código?

Em linha de comando, chamar o profilerpython –m profile arq.py

Quão rápido roda meu código?

Em linha de comando, chamar o debuggerpython –m pdb arq.py

TCL-TK é parte integrante, via tkinterDiversos outros bindings de frameworks

wxWidgetsQTGTKetc.

“List comprehensions”

Produz uma lista a partir de qualquer objeto iterávelSintaxe inspirada em Haskell

Inverter a ordem das cartasbaralho.reverse()

Tirar a carta do topobaralho.pop()

Adicionar 4 coringasbaralho.extend([‘Coringa’]*4)

Colocar em ordembaralho.sort()Pelo número de letras: baralho.sort(key=len)

Baterias: urllib e re