SNT/sequences/programmation/chapitre_1

TD - Premier pas en Python

1. La console

La console est un endroit où l'on peut écrire du code en Python.

Le code sera exécuté immédiatement dès validation de la ligne, c'est-à-dire dès que vous appuyer sur le bouton Run.

1.1. À Faire

1. Éxécuter le code suivant (sans les >>>) :

>>> 5 + 2

2. Quel est le résultat obtenu ?

Bilan 1.1

• A travers ce premier exemple, on constate que Python sait faire des calculs !!
• Lorsque l'on appuie sur le bouton Run, python lit le code 5 + 2, calcule l'opération associée et restitue le résultat.

1.2. À Faire

1. Écrire et exécuter successivement les instructions suivantes (sans les >>> et ???) `

>>> 5 - 2
???
>>> 5 * 2
???
>>> 5 / 2
???
>>> 5 // 2
???
>>> 5 % 2
???
>>> 5 ** 2
???

2. Quels sont les résultats obtenus ? Compléter le tableau suivant en décrivant ce que fait l'opérateur de l'instruction.

Opérateur	Description
-
*
/
//
%
*

Bilan 1.2

• Python permet l'utilisation des opérateurs arithmétiques usuelles +, -, *, / sur les entiers,
• Python permet l'utilisation d'opérateurs arithmétiques avec une syntaxe spécifique comme //, \%, **

1.3. À Faire

Exécuter le code suivant. Que constatez-vous ?

>>> # 3 + 2
???

1.4. À Faire

1. En prenant votre âge à votre prochaine date d'anniversaire (en nombre d'années), écrire une instruction qui calcule le nombre de jours équivalents (on considère qu'une année correspond à 365 jours)

2. Sachant qu'à mon prochain anniversaire j'aurai 9490 jours, écrire une instruction qui calcule mon âge, en nombre d'années :

3. Sachant que mon logement se situe au 256 de la rue (dont je tairais le nom pour ne pas être localisé ;-)) et que toutes les maisons font 12 mètres et demi de longueur, à quelle distance se situe ma maison par rapport au début de la rue ?

Bilan 1.4

• Outre des entiers, Python permet d'utiliser des nombres décimaux en utilisant le symbole "." pour séparer la partie entière et la partie décimale.

2. Les variables

En informatique, il est indispensable de conserver des informations de natures diverses. Par exemple, votre smartphone enregistre dans sa mémoire votre numéro de téléphone, les numéros de téléphones de vos contacts, vos messages (SMS), vos photos, vos applications, etc. Chacune de ces informations est stockée à un endroit précis dans la mémoire dans ce qu’on appelle une variable.

2.1. Définition

Une variable est un espace de stockage de la mémoire (une case mémoire). Chaque variable est caractérisée par son nom, son type et sa valeur.

3. Valeur des variables

3.1. Affecter une valeur à une variable

3.1.1. À Faire

Copier et exécuter les instructions suivantes

>>> a = 5
>>> b = 2
>>> a + b
???

Bilan 3.1.1

1. La syntaxe pour déclarer et affecter une valeur a une variable est nom de la variable = valeur
2. Pour les instructions 1 et 2, Le signe = indique que la valeur 5 est affectée à la variable a et 2 à la variable b.
3. Lorsque Python interprète l'instruction 3, il lit les valeurs associées aux variables et effectue l'opération.

4. Type des variables

Dans les travaux à faire précédent, nous avons manipulé essentiellement des entiers.

Python gère différents types de variables.

L'objet de cette section est d'expliciter la notion de type et les opérations associées :

• le type entier : il désigne les entiers relatifs (positifs ou négatifs). En Python on parle du type int (pour integer qui signifie « entier » en anglais) ;
• le type flottant : il désigne les nombres décimaux (à virgule). En Python on parle du type float (pour floating qui signifie « flottant » en anglais)
• le type chaîne de caractères : il désigne toute suite ordonnée de caractères. En Python on parle du type str (pour string qui signifie « chaîne » en anglais).

4.1. À Faire

Indiquez le type des variables permettant de stocker (sur votre smartphone) les informations suivantes :

Variable	Type identifié
le nom d’un contact
le numéro de téléphone d’un contact
un SMS
l’heure du réveil
le code de votre partage de connexion Wi-Fi
le pourcentage affiché de batterie restante
les notes aux deux derniers devoirs de Mathématiques de l'année dernière

4.2. Type entier (int)

Pour affecter (on dit aussi assigner) la valeur 17 à la variable nommée age

>>> age = 17

La fonction print affiche la valeur de la variable :

>>> print(age)
17

La fonction type renvoie le type de la variable :

>>> type (age)
<type 'int'>

4.3. Type flottant (float)

Pour affecter (on dit aussi assigner) la valeur 1,70 à la variable nommée taille

>>> taille = 1.7

La fonction print affiche la valeur de la variable :

>>> print(taille)
1.7

La fonction type renvoie le type de la variable :

>>> type (taille)
<type 'float'>

La notation scientifique est acceptée :

>>> taille = 1.7e2 #taille en cm où 1m = 100cm = 10**2cm
>>> print (taille)
170.0

4.4. Type chaine de caractères (str)

Pour affecter (on dit aussi assigner) la valeur lundi à la variable nommée jour

>>> jour = 'lundi' # autre possibilité jour = "lundi"

La valeur doit être entre guillemet simple (autrement dit côte) ou guillemet double.

La fonction print affiche la valeur de la variable :

>>> print(jour)
lundi

>>> mois = "septembre"
>>> print (jour, mois) # print permet d'afficher plusieurs valeurs à la suite, ne pas oublier la virgule
lundi septembre

La fonction type renvoie le type de la variable :

>>> type (jour)
<type 'str'>

La fonction len renvoie la longueur (length) de la chaîne de caractères :

>>> print(len(jour))
5

4.4.1 À Faire

Copier et exécuter les instructions suivantes

>>> a = "Je suis"
>>> b = " Yoda "
>>> a + b 
???
>>> b + a
???

Bilan 4.4.1

Comme vous le voyez, on peut ajouter deux chaînes : c'est une concaténation, la mise bout à bout de plusieurs chaînes de caractères.

4.4.2 À Faire

Copier et exécuter les instructions suivantes

>>> mot = "lycée"
>>> print(mot[0])
???
>>> print(mot[1])
???
>>> print(mot[1:4])
???
>>> print(mot[2:])
???
>>> print(mot[:2])
???
>>> print(mot[-1])
???

Bilan 4.4.2

Selon les résultats obtenus, que permet d'obtenir l'utilisation des crochets sur une variable de type chaine de caractères :

• variable[indice] : ???
• variable[indice1:indice2] : ???
• variable[indice:] : ???
• variable[:indice] : ???
• variable[-1] : ???

Par convention, on appelle indice les valeurs entre crochets.

4.X Conversion de type

Cependant, on ne peut pas ajouter n'importe quoi.

Copier et exécuter les instructions suivantes :

>>> a = 'Je mesure '
>>> b = 1.12
>>> c = 'm'
>>> a + b + c
???

Cela ne marche pas car les variables ne sont pas du même type. Il faut les convertir en utilisant :

• soit la fonction str(nombre) qui convertit le nombre en chaîne.
• soit la fonction int(chaîne) qui convertit, si possible, la chaîne en entier.
• soit la fonction float(chaîne) qui convertit, si possible ,la chaîne en flottant.

>>> str(b)
???
>>> a + str(b) + c
???
>>> str(b) + c + a
???

5. Nom des variables

Chaque variable possède un nom qui permet d’identifier l’emplacement mémoire correspondant.

Dans le langage Python, il y a des règles à respecter pour nommmer les variables. Voici celles qui vous concernent :

• Règle 1 : un nom ne peut contenir que des lettres (a-z, A-Z), des chiffres (0 - 9) et le caractère _ (underscore).
• Règle 2 : un nom ne peut pas commencer par un chiffre.
• Règle 3 : les noms sont sensibles à la casse, cela signifie qu’il y a une distinction entre les minuscules et les majuscules : la variable nommée nsi est différente de la variable Nsi.
• Règle 4 : il est préférable de toujours choisir un nom de variable représentatif : par exemple, si vous voulez stocker le nom d’une personne dans une variable, il est préférable de l’appeler nom plutôt que x.
• Règle 5 : il est préférable de ne pas utiliser de caractères accentués dans le nom d’une variable (nous n’entrerons pas dans le pourquoi du comment).

5.1. À Faire

1. Quels sont les noms de variables incorrects parmi ceux proposés ? Vous indiquerez pourquoi.

| Noms de variable | Correct ou Incorrect | Pourquoi (si Incorrect) | | :--:| :--: | :-- | | prix achat | | | | prix_achat | | | | note | | |  | 2ndeG | | | | SecondeG | | |  | Seconde:G| | | | dix-huit | | |

2. Proposez un nom de variable permettant de stocker :

Variable	Nom de variable
le nombre de personnes aux yeux bleus de Premiere G
le tarif d’un repas au self
l’aire d’un triangle (il n’y a qu’une seule figure)
la note à un devoir d’anglais

6. Les fonctions mathématiques

Pour utiliser les fonctions mathématiques, il faut commencer par importer le module math :

>>> import math

La fonction dir renvoie la liste des fonctions et données d'un module :

>>> dir(math)
['__doc__', '__name__', '__package__', 'acos', 'acosh', 'asin', 'asinh', 'atan',
'atan2', 'atanh', 'ceil', 'copysign', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'e', 'erf',
'erfc', 'exp', 'expm1', 'fabs', 'factorial', 'floor', 'fmod', 'frexp', 'fsum',
'gamma', 'hypot', 'isinf', 'isnan', 'ldexp', 'lgamma', 'log', 'log10', 'log1p',
'modf', 'pi', 'pow', 'radians', 'sin', 'sinh', 'sqrt', 'tan', 'tanh', 'trunc']

Pour appeler une fonction d'un module, la syntaxe est la suivante : module.fonction(arguments)

Exemple :

>>> math.sqrt(9)
3.0

La fonction help affiche l'aide, c'est-à-dire ce que fait la fonction

>>> help(math.sqrt)
Help on built-in function sqrt in module math:

sqrt(x, /)
    Return the square root of x.

7. Saisie utilisateur : fonction input

Copier et exécuter l'instruction suivante :

>>> input("As-tu un message ? ")
???

Bilan : La fonction input permet d'obtenir une valeur saisie par l'utilisateur.

N.B : La valeur saisie est toujours du <type 'str'>

6. Exercices

Exercice 1

L’indice de masse corporelle (IMC) est le seul indice validé par l’Organisation mondiale de la santé pour évaluer les éventuels risques pour la santé.

Il s'exprime par la formule IMC = poids (kg) / taille (m²)

Je mesure 170cm pour un poids de 3/4 de quintal.

1. Exprimer les différentes données sous forme de variables et l'expression permettant de calculer l'IMC.
2. Donner les instructions permettant de donner les types des différentes variables et du résultat obtenu.

Exercice 2

Afficher la taille en octets et en bits d'un fichier de 536 kio.

On donne :

• 1 kio (1 kibi octet) = 1024 octets !!!
• 1 octet = 8 bits

Exercice 3

On considère le programme Python suivant.

a = 8
b = 3
a = a - 4
b = 2 * b
a = a + b
print(a)

1. Combien de variables sont utilisées ? Combien de valeurs différentes ont-elles prises au cours de l’exécution du programme ?
2. Quelle est la valeur finale de la variable a ?
3. Il est possible d’afficher plusieurs valeurs avec la fonction print. Par exemple, si on veut afficher les valeurs des variables a et b on écrit simplement print(a, b). Modifiez la dernière ligne du programme et exécutez-le.

Exercice 4

On considère le programme de calcul suivant.

• a prend la valeur 5
• Multiplier a par 3
• Soustraire 4 au résultat
• Elever le résultat au carré
• Afficher le résultat

Écrire un programme Python permettant de coder ce programme de calcul. Vérifiez ensuite en l'exécutant.

Exercice 5

Sur un site de vente en ligne, on peut acheter différents articles. Un paquet de farine d'un kg coûte 1,15 € et une boîte de six oeufs coûte 1,50 €.

Écrire un programme Python qui utilise deux variables pour stocker le nombre de paquets de farine et de boîtes d'oeufs souhaités puis, qui calcule et affiche le prix total à payer pour la commande.

Exercice 6

À partir de deux variables prenom et nom, afficher les initiales (par exemple LM pour Léa Martin).

Exercice 7

L'identifiant d'accès au réseau du lycée est construit de la manière suivante : initiale du prénom puis les 8 premiers caractères du nom.

Exemple : Alexandre Lecouturier → alecoutur

A partir des deux variables prenom et nom, construire l'identifiant.

Exercice 8

Écrire un programme qui donne la pointure du pied demandé à l'utilisateur et affiche la taille du pied sachant qu'en France, la pointure correspond à 3/2 de la longueur du pied exprimée en centimètres et à laquelle on a au préalable ajouté un centimètre. (Vous pouvez vérifier votre résultat via ce site

Exercice 9

Écrire un programme qui demande 2 entiers sous la forme "a, h" où a et h sont des nombres à 1 seule chiffre représentant respectivement la base et la hauteur d'une triangle rectangle. Afficher l'aire du triangle.

Exercice 10

Écrire un programme qui demande 3 entiers sous la forme "a, b, c" où a, b et c sont des nombres à 1 seule chiffre et calculer l'aire du triangle quelconque formés par ces 3 longueurs.

N.B : Le calcul de l'aire d'un triangle quelconque s'effectue par l'application de la formule du Héron.