Python Tutorial

Python é uma linguagem de programação multiplataforma que permite desenvolver aplicações para games, desktops, web e dispositivos móveis. Além disso, ela pode se comunicar com outras aplicações que foram desenvolvidas em outras linguagens como C, C++, Java e C#. Nesse artigo serão vistos exemplos diversos de sintaxes básicas utilizando o Python.

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Conceito de Variável em Python

O conceito de variável em Python é representado sempre por um objeto (tudo é objeto), e toda variável é uma referência. Na maioria das linguagens de programação, quando iniciamos uma variável e atribuímos um valor a ela, essas carregam valores que são alocados em memória, e quando alteramos os seus valores, estamos alterando o valor na memória também. Porém, no Python as variáveis armazenam endereços de memória e não os valores.

Outro ponto a considerar é que em Python uma variável não tem um tipo fixo, mas sim apenas o tipo do conteúdo, como mostra o exemplo da Listagem 1.

Na linha 1 é criada uma variável x que recebeu um vetor de inteiros. Em seguida, foi referenciada uma variável y onde é atribuída a referência de x. Na linha 3 observamos que x também é um objeto quando invocamos o método append, que adiciona um elemento ao vetor x. Na linha 4 utilizamos o método print() para exibir a variável y. Em Python, uma variável não tem um tipo fixo, apenas o tipo do conteúdo atual, por isso o vetor se atualizou e assim o valor de y.

Em relação ao nome que podemos atribuir as variáveis, pode-se utilizar letras, o caractere de sublinhado _ e números. Os comentários em Python são representados pelo símbolo # e colocado em cada linha.

Tipos de Dados em Python

Uma característica que facilita muito a vida do desenvolvedor são as conversões de tipos em Python. Veja na Listagem 2 alguns exemplos.

Vamos entender melhor cada tipo:

Inteiros

Para a declaração de números inteiros, necessitamos que estes estejam entre -2147483648 a 2147483647. Cada um ocupa quatro bytes na memória e pode armazenar tantos valores decimais (de base 10), quanto valores octais (de base 8) e hexadecimais (base 16). Para declarar um inteiro octal, o número 0 (zero) tem que ser prefixado ao número, como em 0123; e para definir um número hexadecimal, o prefixo 0x ou 0X deve ser utilizado, como 0xFFFFFF ou 0X006699. Observe o exemplo na Listagem 3.

Long

Representa números inteiros longos e pode armazenar números tão grandes quanto a memória puder armazenar. Assim como o tipo int, o long também pode armazenar números tanto decimais, quanto octais e hexadecimais. Para declarar um valor long mesmo se o número a ser atribuído estiver na faixa de valores do tipo int é necessário sufixar a letra L (minúscula ou maiúscula) como em 524511574362l, 0xDDEFBDAEFBDAECBFBAEL e 0122L.

Exemplo: a = 0xDDEFBDAEFBDAECBFBAEL representa: hexadecimal Long

Float

Representa números reais e que possuem sinal de expoente (e ou E). Esses números são comumente chamados de floating-point numbers ou números de ponto flutuante. Por exemplo: 0.0042, .005, 1.14159265 e 6.02e23 (o mesmo que 6.02 x 10²³).

Bool

O tipo bool foi adicionado na versão 2.2 do Python como uma especialização do tipo int. Os valores do tipo bool podem representar dois valores completamente distintos: True (igual ao int 1) e False (igual ao int 0) para, respectivamente, verdadeiro e falso. Exemplo: a = True e b = False.

None Type

NoneType é o tipo de None, uma constante embutida do Python que, assim como True e False, e é frequentemente utilizada para representar a ausência de um valor, similar ao null na linguagem C e derivadas. Exemplo: a = None (o mesmo que null em Java).

String

Para atribuirmos a uma variável uma referência do tipo string, basta que coloquemos entre aspas simples, duplas ou triplas, como mostra a Listagem 4.

Este código gera uma saída com cada frase em uma linha nova, mesmo estando concatenada. Isso acontece porque foi utilizado o recurso de quebra de linha com o \n.

Em Python, tudo é objeto, assim as Strings são objetos que tem embutidos vários métodos. Vamos analisar o seguinte código da Listagem 5.

Na linha 1 é utilizado um comentário #coding: utf-8, que permite a acentuação.

Nas linhas 2 e 3 são criadas variáveis as quais atribuímos uma string. Na linha 4 utilizamos um recurso muito conhecido em C, no qual exibimos uma string e indicamos quais os tipos de variáveis que serão utilizadas naquela referência, no caso de string utiliza-se o %s. Note que a exibição é respectiva a sequência da declaração na mesma linha. Use o método upper() para deixar todas as letras em caixa alta.

Na linha 5 exibimos novamente a concatenação de uma string com a variável que é um objeto, contudo, sabemos que string são vetores de caracteres e utilizando a variável seguida de um índice o compilador mostra apenas a primeira posição do vetor. Na linha 6 esse mesmo vetor ainda invoca o método lower() que mostra o caractere em caixa baixa, e na linha 7 esse vetor é exibido da sua posição 0 até a posição 7.

Sobre a linha 4 na Tabela 1 temos os tipos de variáveis para os formatos dos símbolos e suas respectivas conversões.

Outros métodos interessantes são o capitalize(), que faz com que apenas o primeiro caractere seja exibido em caixa alta. O método strip() retorna uma cópia da string com os espaços em branco antes e depois removidos. O método startswith(prefixo) retorna True se uma string começa com o prefixo passado por argumento, e False caso contrário.

Curso Completo: Curso de Python

Operadores

A Tabela 2 resume como são utilizados os operadores na linguagem.

Entrada de Dados no Python

Em Python, a leitura de dados do teclado é feita através das funções raw_input e input, como mostra o exemplo da Listagem 6. Contudo, em versões superiores a 3.0, a função raw_input não funciona.

Na linha 8 são utilizadas duas maneiras para exibir as strings, e também são utilizadas duas maneiras de fazer a leitura do teclado: uma diretamente na variável com exibição de uma mensagem, e outra em que utilizamos um método readline(), que está contido na importação feita na linha 1.

Saiba mais: Como dar os primeiros passos e fazer download do Python

Comandos de Decisão

Para quem já tem contato com alguma linguagem de programação, é possível notar que é muito simples os comandos condicionais de Python:

IF, ELIF, ELSE no Python

Uma observação que deve ser feita é que em Python não usamos as chaves {} para iniciar e finalizar um bloco de instruções. Para que você delimite onde cada bloco começa e acaba, basta identar o código, como mostra a Listagem 7.

Switch Case

Outra forma de utilizar o if, elif e else, é implementando-o como uma estrutura switch, onde cada elif vai ter um case dentro do switch, como mostra o exemplo da Listagem 8.

Função RANGE()

Existe também a função range(), que retorna um array, ou seja, os elementos são representados em uma sequência, como mostra a Listagem 9.

Nas linhas 1 a 3 é impresso na tela os valores (que estão em comentários), e a partir da linha 4 é verificado se o valor digitado pelo usuário está contido na sequência de 0 a 9.

Laço de Repetição FOR

No laço de repetição for é implementado em Python e pode ser utilizado de diversas maneiras, como exibido na Listagem 10.

Nesse exemplo, o for da linha 2 armazena três valores para a variável fruta.

No for da linha 5 armazena os valores da sequência range para a variável i e dentro do for da linha 8 demonstra que é possível colocar estruturas de condições.

Laços de repetição WHILE no Python

O laço de repetição while no Python tem basicamente a mesma estrutura do for, porém, como no for ou if, não se utilizam os parênteses para definir a condição e seu bloco de instrução também é definido com a identação, como mostra a Listagem 11.

A instrução pass faz nada, ou seja, se quisermos definir um ciclo ou função que não tenha nenhuma instrução a ser executada, usamos o pass.

Exceções e Listas

As exceções podem ser tratadas utilizando o recurso do try...catch, que tem como sintaxe o código da Listagem 12.

Uma lista é um conjunto de valores indexados por um número inteiro chamado de índice, que se inicia em zero.

Os elementos contidos em uma lista podem ser de qualquer tipo, até mesmo outras listas, e não precisam ser todos do mesmo tipo. Uma lista é delimitada por colchetes e seus elementos separados por vírgulas, como vemos no exemplo da Listagem 13.

Utilizamos um método que recebe uma lista por parâmetro e devolve o tamanho da lista. Note que a função range() também existe no laço for. Na linha 4 é exibido o item 0 da lista.

Veja na Listagem 14 execução e o resultado de como acessar o conteúdo das listas em Python. Repare que ao usar índices negativos, as posições são acessadas a partir do final da lista.

• Linha 2 imprime 1;
• Linha 4 imprime valor 3;
• Linha 5 imprime 2;
• Linha 6 imprime [1,2];
• Linha 7 imprime [1,2];
• Linha 8 imprime [2,3].

A função capitalize() deixa a string em caixa alta. Na Listagem 15 essa função está sendo aplicada em uma lista e dentro de um laço de repetição.

A função remove() tira um item de uma lista em Python, como mostra o exemplo na Listagem 16.

O código é responsável por criar uma lista adicionando elementos, exibir os convidados e remover um deles, exibindo logo após uma lista atualizada dentro do laço for.

Tuplas e Dicionários

Até agora foram vistos dois tipos compostos: strings, que são compostos de caracteres; e listas, que são compostas de elementos de qualquer tipo. Uma das diferenças que notamos é que os elementos de uma lista podem ser modificados, mas os caracteres em uma string não. Em outras palavras, strings são imutáveis e listas são mutáveis.

Há outro tipo em Python chamado tupla (tuple), que é similar a uma lista, exceto por ser imutável. Sintaticamente, uma tupla é uma lista de valores separados por vírgulas e com aspas simples, como vemos na Listagem 17.

Os dicionários em Python são estruturas de dados que permitem “traduzir” uma chave para um valor, ou seja, são estruturas de dados que implementam mapeamentos.

Um mapeamento é uma coleção de associações entre pares de valores, onde o primeiro elemento do par é chamado de chave e o outro de conteúdo. De certa forma, o mapeamento é uma generalização utilizada para acessar os dados das listas pelas suas chaves que funcionariam como índices, contudo estas chaves necessitam ser imutáveis. Vejamos um exemplo na Listagem 18.

Esse código representa as declarações de listas com atributos de um carro, como marca. A variável dicionário recebe as chaves mapeadas e depois imprime a que está na primeira posição.

Matriz com Listas no Python

Em Python o conceito de arrays multidimensionais não existe. O que existe é uma alternativa, que são os arrays encadeados, ou seja, cada elemento do array corresponde a outro array, ou como uma list de list em Java.

Veja um exemplo, na Listagem 19, de como pode ser criada uma matriz de 10 linhas e cinco colunas e como ela pode ser “varrida”.

O primeiro for (onde as linhas são adicionadas, logo após terminar de percorrer as colunas em uma variável que é criada localmente) é definido especificando o começo incluso e a linha não inclusa, pois um vetor inicializa na posição zero. No for mais interno do primeiro exemplo nota-se o mesmo uso, onde este adiciona zeros nas colunas, retorna ao laço mais externo e adiciona mais uma linha.

Funções

Assim como em outras linguagens, uma função pode receber alguns parâmetros e devolver um resultado. A sintaxe inicia-se com a palavra def, seguida do nome da função e dos parênteses que podem conter seus parâmetros. As funções também são consideradas objetos e têm alguns atributos, dentre os quais os mais úteis são __doc__, o qual contém a documentação da função, e __name__, que contém o nome (apelido) da função.

Mas antes de entrar diretamente no código, é importante abordar sobre a recursividade da linguagem e sobre a documentação da função. Recursividade de uma função basicamente é a definição de uma sub-rotina, seja ela função ou método, que tem a capacidade de invocar a si mesmo como, por exemplo, o fatorial.

Outro recurso é a documentação, que nada mais é do que um comentário dentro da função que é exibido quando utiliza-se o método __doc__, como vemos no caso da Listagem 20.

A função retorna o valor do fatorial do número que está dentro do for. A linha 12 imprime a documentação que está dentro da função.

Também é possível utilizar função em Python com parâmetros opcionais como, por exemplo, uma função que calcula a potência, onde poderíamos ou não informar o expoente. Caso não fosse informado assumira o padrão de 2, como no código da Listagem 21.

Caso não seja informado o expoente, será considerado o expoente 2. A linha 10 imprime valor 4 e a linha 11 imprime valor 256.

Arquivos no Python

Manipular arquivos em Python é extremamente simples, como vemos na Listagem 22.

Um arquivo aberto é um objeto instanciado pela função open(). Repare que na linha 1 é passado por parâmetro o local do arquivo (foi utilizado o disco D: para simplificar o exemplo). Dependendo da configuração pode dar um erro referente aos privilégios de gravação, mas se isso ocorrer, utilize uma pasta comum do usuário logado. Como segundo argumento é passado o ‘w’, que indica a criação de um novo arquivo para a escrita.

Na Tabela 3 vemos a lista de argumentos que podemos usar.

A classe utilizada para executar as operações é a file, e assim que é executado o comando open é retornado um objeto do tipo file. Na Listagem 22 foram vistos três exemplos de métodos possíveis com arquivo: o open, write (escreve no arquivo) e close (que fecha o arquivo).

Para leitura do arquivo existe o método read, e se utilizarmos somente, ele nos retorna todo o conteúdo do arquivo, como podemos ver na implementação do código da Listagem 23.

É aberto o arquivo para leitura e é passado por parâmetro a quantidade de caracteres que se deseja ler. Se for utilizado novamente sem parâmetro, ele retorna o restante do texto não lido.

A linguagem de programação Python é realmente muito simples, fácil e são utilizadas poucas linhas para se trabalhar, facilitando no desenvolvimento e em seu desempenho.