Introduction à Python : 9 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Python est un langage de programmation informatique très utile et flexible créé par Guido van Rossum. Python est également une application sur le Raspberry Pi qui interprète le code que vous écrivez dans quelque chose que le Raspberry Pi peut comprendre et utiliser. Sur votre ordinateur de bureau, vous devrez installer Python, mais il est déjà fourni avec Raspbian, il est donc prêt à être utilisé.

Vous pouvez penser que Python est nommé d'après le type de serpent, mais il a en fait été nommé d'après l'émission télévisée Flying Circus des Monty Python. Pour ceux d'entre vous qui ne le savent pas, il s'agit d'une émission de comédie britannique diffusée pour la première fois dans les années 1970. Je vous encourage à regarder le sketch Ministry of Silly Walks:)

L'image ci-dessus a été créée à la manière de Terry Gilliam par Allison Parten et trouvée sous la licence d'attribution Creative Commons.

Comparé à d'autres langages informatiques, Python est facile à lire et à comprendre, ce qui le rend idéal pour les débutants. Mais ne vous y trompez pas, Python est également très puissant et est utilisé pour créer des logiciels complexes, créatifs et commerciaux. Ces raisons et bien d'autres font de Python le langage numéro un pour commencer lors de l'écriture de programmes pour le Raspberry Pi (bien que plusieurs langages puissent être utilisés).

Comme tout langage, Python a une grammaire avec des règles pour ordonner les mots et la ponctuation. Le terme utilisé pour ces règles fondamentales de structuration d'un langage est appelé syntaxe. Je soulignerai la syntaxe Python tout au long de cette leçon ainsi que des exemples de code à essayer. Dans une classe de cette taille, il est impossible de passer en revue tout ce que Python peut faire, mais cette leçon et la suivante, intitulée Utiliser les GPIO et aller plus loin avec Python, vous permettront de démarrer avec vos premiers programmes. En lisant et en travaillant sur les exemples, vous découvrirez certains des principes fondamentaux de Python et de la programmation en général.

Étape 1: Python 2 ou 3 ?

Deux versions de Python sont actuellement utilisées et enseignées. Bien que je n'entre pas dans les détails de leur différence, il est important de savoir qu'il y a une différence. Le savoir, c'est s'épargner beaucoup de maux de tête lorsque les exemples trouvés en ligne ne fonctionnent pas.

Python 2 devrait être officiellement retiré d'ici 2020, comme indiqué par la Python Software Foundation. Ils disent ceci sur leur site, "Etant le dernier de la série 2.x, 2.7 aura une période de maintenance prolongée. Le plan actuel est de le prendre en charge pendant au moins 10 ans à partir de la version 2.7 initiale. Cela signifie qu'il y aura versions de corrections de bugs jusqu'en 2020." Il y a même un compte à rebours pour s'amuser ou peut-être pour que les gens puissent planifier une fête de départ pour finaliser la fin de Python 2.

Dans cette classe, nous utilisons les deux. Normalement, je regarderais vers l'avenir et utiliserais Python 3, mais quelque chose s'est produit lors de la création d'exemples pour cette classe. Un logiciel que je voulais utiliser pour le programme Python final n'avait pas encore été mis à jour pour prendre en charge Python 3. Ce qui illustre parfaitement mon point de vue sur la façon dont il vaut la peine de mentionner les deux pour le moment.

Étape 2: Python interactif Vs Script

Lorsque vous travaillez avec l'application Python, vous avez le choix entre deux modes: interactif et script.

Le mode interactif utilise le shell Python pour interpréter le code Python instantanément une fois qu'il est tapé et que vous appuyez sur Entrée. C'est très bien pour apprendre et tester des morceaux d'un programme. Nous verrons plusieurs façons d'accéder au shell Python dans cette leçon.

Lorsque vous écrivez un script python, également appelé programme, vous n'utilisez pas le shell interactif mais un éditeur de texte. De cette façon, vous pouvez enregistrer, modifier et exécuter ultérieurement plusieurs lignes de code Python lorsque vous en avez besoin.

Étape 3: IDLE: Interactif

Avec le logiciel Python installé vient l'environnement de développement standard de Python appelé IDLE (Integrated DeveLopment Environment). C'est ici que vous commencerez à écrire vos premiers programmes Python !

Il y a deux parties à IDLE:

1) La fenêtre shell Python, qui vous donne accès à Python en mode interactif.

2) Un éditeur de fichiers qui vous permet de créer et de modifier des scripts Python existants, également appelé mode script.

Ouvrez Python 3 (IDLE) depuis Menu > Programmation. La fenêtre que vous voyez est appelée interpréteur Python ou fenêtre shell. Les trois caractères supérieurs à ">>>" sont appelés invite. Lorsque vous voyez l'invite, cela signifie que Python attend que vous lui disiez de faire quelque chose. Donnons-lui du code !

Tapez la déclaration suivante pour crier à la ville dans laquelle vous vivez. J'habite à San Francisco, donc ma déclaration soit:

print("Bonjour, San Francisco !")

Appuyez sur Entrée et tout ce que vous mettez entre les guillemets s'imprimera dans le shell sous l'invite. L'instruction print() diffère entre Python 2 et Python 3. Dans Python 2, les parenthèses ne sont pas utilisées et ressemble à ceci:

impression "Bonjour, San Francisco !"

Vous venez d'exécuter le "hello, world" de base de Python mais avec une petite (super petite) torsion. Arrêtons-nous ici et identifions ce que vous venez de taper.

Les fonctions

Print() est connu comme une fonction. Une fonction réduit les répétitions et aide à garder un programme organisé en exécutant un bloc de code à chaque fois qu'il est appelé. Lorsque vous tapez print(), vous appelez la fonction print, qui exécute ensuite des lignes de code dans les coulisses qui donnent à l'ordinateur l'instruction d'afficher les mots que vous mettez entre parenthèses. Print() est une fonction intégrée que vous pouvez appeler à tout moment en Python, mais vous pouvez également écrire vos propres fonctions.

Rendons l'interaction entre vous et Python plus dynamique en ajoutant une entrée utilisateur. Dans une nouvelle fenêtre, tapez ce qui suit:

name = input("Bonjour, comment t'appelles-tu ? ")

La fonction input() prend l'entrée de l'utilisateur à partir du clavier et vous donne la possibilité d'inviter l'utilisateur avec un message. Dans ce cas, ce message est une salutation et une question demandant à l'utilisateur (vous) quel est votre nom. Après avoir appuyé sur Entrée, la question s'imprimera et attendra votre réponse. Allez-y et répondez par votre nom.

Le nom = à gauche de la fonction input() est appelé une variable.

Variables

Comme les fonctions, les variables sont également un élément central de tout langage de programmation. Une variable agit comme un conteneur vide dans lequel vous pouvez mettre une donnée. Lorsque vous déposez des données, vous leur donnez un nom comme si vous les écriviez à l'extérieur du conteneur. Le nom unique que vous lui donnez peut ensuite être utilisé pour référencer les données à l'intérieur tout au long de votre programme. Vous pouvez nommer une variable à peu près n'importe quoi, mais elle doit être aussi descriptive que possible. Cela rend votre programme plus facile à comprendre lorsque vous le lirez plus tard. Les données stockées dans une variable peuvent changer; vous en verrez un exemple dans la prochaine leçon.

Votre nom a été stocké dans la variable appelée name (essayez de l'appeler autrement). Vous pouvez maintenant utiliser la variable name dans la fonction print() et l'ajouter à un message en utilisant le caractère "+":

print("Ravi de vous rencontrer, " + nom)

Continuons à nous entraîner à obtenir les entrées de l'utilisateur, à les stocker dans des variables et à imprimer les données pour simuler une conversation entre vous et votre ordinateur.

city = input("Dans quelle ville habitez-vous ? ")

print("J'ai entendu parler de " + ville + ". Que pensez-vous de " + ville + ", " + nom + " ?")

L'appel de la fonction input() seule attend toujours l'entrée de l'utilisateur mais le fait sans imprimer de message.

réponse = entrée()

Parce que les ordinateurs font nos enchères, je ferai en sorte que l'ordinateur soit d'accord. Vous pouvez le mettre en désaccord si vous le souhaitez. C'est l'avantage de la programmation, c'est à vous de décider.

print("Je suis d'accord avec toi. " + réponse)

Ce n'est pas grave si vous voyez une erreur à tout moment dans le shell Python. Vos données resteront stockées dans vos variables tant que vous ne fermez pas la session.

Le shell interactif est parfait pour tester les commandes et voir ce qui fonctionne. Mais il n'enregistre pas votre programme afin que vous puissiez l'exécuter plus tard. Votre session peut être enregistrée, mais Python enregistre également les invites, les erreurs et tout ce que vous voyez dans la fenêtre du shell. Ceux-ci provoqueront tous des erreurs si vous essayez de faire exécuter Python en tant que programme plus tard.

Pour expérimenter (et comme exercice en classe), ajoutez deux autres lignes à ce programme pour poursuivre la conversation entre vous et votre ordinateur. Créez une variable et imprimez une déclaration en utilisant votre nouvelle variable. Prenez une capture d'écran ou enregistrez ce que vous avez fait dans le shell pour référence. Vous l'utiliserez à l'étape suivante.

Étape 4: IDLE: Script

Contrairement au shell, un éditeur est utilisé pour que vous puissiez enregistrer et éditer vos programmes Python. Bien qu'il existe plusieurs éditeurs que vous pouvez utiliser, IDLE est livré avec un, commençons par cela.

Créez un nouveau fichier dans IDLE en appuyant sur Ctrl + N ou accédez à Fichier > Nouveau.

Remarquez que la fenêtre que vous voyez n'a pas l'invite ">>>". Vous êtes maintenant dans l'éditeur et prêt à écrire, enregistrer et exécuter un programme Python. Écrivez le programme que vous avez créé dans le shell, y compris les deux nouvelles lignes que vous avez créées dans la dernière section. A titre d'exemple, voici mon script final:

name = input("Bonjour, comment t'appelles-tu ? ")

print("Ravi de vous rencontrer, " + nom) city = input("Dans quelle ville habitez-vous ? ") print("J'ai entendu parler de " + city + ". Que pensez-vous de " + city + ",” + nom + " ? ") answer = input() print("Je suis d'accord avec toi, " + answer) favSpot = input("Quel est ton endroit préféré ? ") print("Jamais été, mais j'adorerais aller parfois à " + favSpot)

Enregistrez-le sous city.py. L'emplacement par défaut est votre répertoire personnel.

Étape 5: Exécuter un programme Python

Votre programme est enregistré et prêt à être exécuté. Il existe plusieurs façons d'exécuter un programme Python sur le Raspberry Pi. Allons-y sur deux. Choisissez-en un pour exécuter votre programme et prenez une capture d'écran après avoir terminé votre conversation.

1) Exécuter depuis IDLE

Appuyez sur F5 ou allez jusqu'à la barre d'outils et cliquez sur Exécuter > Exécuter le module. Python imprimera les résultats dans la fenêtre du shell. Pour arrêter le programme, appuyez sur Ctrl+F6 ou accédez à Shell > Restart Shell.

2) Exécuter à partir de Linux Shell

Les programmes enregistrés sur le Raspberry Pi peuvent également être exécutés à partir du tout puissant shell Linux. Pour exécuter un programme Python à partir de la ligne de commande, votre programme doit se trouver dans le répertoire de travail actuel. LXTerminal vous démarre dans le répertoire personnel de pi où python enregistre automatiquement, vous devriez donc déjà être dans le dossier avec votre fichier. Pour vérifier, tapez:

ls

Vous devriez voir votre programme city.py enregistré.

Pour exécuter un style de ligne de commande de programme Python, saisissez python3 suivi du nom de votre script:

python3 city.py

Pour un script écrit en Python 2, vous utiliseriez python au lieu de python3:

nom pythonOfScript.py

La première ligne du programme s'exécutera en attendant que vous tapiez votre nom. Il continuera à s'exécuter de haut en bas jusqu'à ce qu'il atteigne la dernière fonction print().

Arrêter un programme Python

Pour arrêter un programme Python en cours d'exécution en ligne de commande, appuyez sur Ctrl + Z.

Étape 6: Python + Linux Shell

Bien que Python soit le langage principal que vous utilisez pour programmer le Raspberry Pi, vous souhaiterez parfois utiliser un outil ou une application en ligne de commande pour accomplir quelque chose. Vous pouvez combiner la ligne de commande et Python pour utiliser vos commandes préférées à l'aide d'un module appelé os.

Un module est une collection de code pré-écrit que vous pouvez utiliser pour ajouter des fonctionnalités à vos programmes. L'utilisation d'un module peut également vous éviter d'avoir à comprendre comment écrire des choses assez complexes. Par exemple, supposons que vous vouliez suivre des planètes et étudier leurs orbites avec votre Raspberry Pi. Au lieu de comprendre les calculs complexes derrière la détermination de la position du Soleil, vous pouvez utiliser un module* qui l'a déjà compris.

Pour utiliser os, vous devez d'abord l'importer. Allez-y et suivez dans le shell Python:

importer le système d'exploitation

Chargez une commande que vous souhaitez exécuter dans le shell Linux dans une variable. Ici, nous utilisons l'application de lecture vidéo en ligne de commande omxplayer pour lire une vidéo de test fournie avec Raspbian:

playVideo = "omxplayer /opt/vc/src/hello_pi/hello_video/test.h264"

Utilisez os.system() pour envoyer la commande au shell Linux:

os.system (playVideo)

* Il existe vraiment un module Python qui peut suivre les planètes, il s'appelle PyEphem.

Étape 7: prendre une photo et lire l'audio avec Python

Picamère

Jusqu'à présent, vous avez utilisé Raspistill, une application en ligne de commande pour prendre une série de photos. Il existe un module Python disponible appelé Picamera que vous pouvez utiliser à la place et qui possède également plus de fonctionnalités qui seront utiles lors de la création de votre programme de photomaton final. Les étapes ci-dessous peuvent couvrir votre écran, alors gardez à l'esprit que pour arrêter le processus, tapez Ctrl + F6.

Ouvrez le shell Python et tapez les lignes suivantes:

importer une caméra

caméra = picamera. PiCamera()

camera.resolution = (640, 480)

camera.start_preview()

Utilisez l'aperçu en direct pour vous aider à positionner votre appareil photo afin de capturer une photo de vous-même ou de votre bureau. L'aperçu de la caméra peut occuper la majeure partie de votre écran. Répétez les trois premières commandes, puis passez à la capture et à l'enregistrement d'une image:

camera.capture('testImage.jpg')

Essayez de modifier la luminosité de la caméra à l'aide de l'attribut de luminosité. Il peut être défini sur n'importe quel nombre entre 0 et 100 et la valeur par défaut est 50. Essayez de le définir sur un autre nombre, puis capturez une nouvelle photo pour remplacer la première:

camera.luminosité = 60

camera.capture('testImage.jpg')

Assurez-vous de prendre le temps de consulter la documentation Picamera.

Utilisation du module os

Si vous souhaitez utiliser une application en ligne de commande comme Raspistill, vous pouvez utiliser le module os. Tapez Cmd + F6 pour quitter le processus en cours et libérer l'appareil photo de Picamera. Tapez ensuite les commandes suivantes:

importer le système d'exploitation

takePhoto = "raspistill -o testImage.jpg"

os.system (prendre une photo)

Pygame.mixer

Un moyen simple et robuste de lire des fichiers audio consiste à utiliser Pygame. Pygame est un ensemble de modules Python fournis avec Raspbian, il n'est donc pas nécessaire de l'installer.

Pygame est populaire et amusant, il y a donc beaucoup de soutien et de développement autour de lui. Assurez-vous de consulter le site Web pour des exemples et de la documentation. En plus d'être utilisé pour créer des jeux, c'est un moyen facile de jouer des sons, d'afficher des images et plus encore. Pour jouer des sons, utilisez l'objet Sound dans le module pygame.mixer.

Ouvrez l'interpréteur Python 3 et saisissez les lignes suivantes:

importer pygame.mixer

depuis pygame.mixer importer le son

pygame.mixer.init()

basse = Son('bass3.wav')

bass.play()

Étape 8: Utiliser Python en dehors de IDLE

Desktop EditorsIDLE est un excellent moyen de commencer à écrire des programmes Python, mais vous n'êtes pas obligé de l'utiliser. Vous pouvez créer un programme Python à l'aide de n'importe quel éditeur de texte tant qu'il est enregistré avec.py à la fin. IDLE est un exemple d'éditeur de texte graphique de bureau. Un autre qui est fourni avec Raspbian s'appelle Leafpad. Vous pouvez trouver Leafpad sous Accessoires dans le menu de démarrage.

Éditeur de ligne de commande

Vous avez déjà été initié à Nano, l'éditeur de texte en ligne de commande. Tout comme un éditeur graphique, vous pouvez utiliser nano pour créer un script. Après avoir ouvert Nano, enregistrez le nouveau fichier avec le suffixe.py. L'enregistrer d'abord en tant que fichier python garantira que l'éditeur fournit une mise en évidence de la syntaxe python pendant que vous tapez.

Sans coloration syntaxique avant d'enregistrer le nom de fichier avec le suffixe.py.

Avec coloration syntaxique.

Interpréteur Python à partir de la ligne de commande

IDLE n'est pas le seul endroit où vous pouvez utiliser l'interpréteur Python interactif. Il peut également être invoqué à partir du shell Linux ! Tapez simplement:

python3

Ou pour l'interpréteur Python 2:

python

Pour quitter l'interpréteur, appuyez sur Ctrl + D ou tapez:

quitter()

Étape 9: Capture d'écran du programme

Montrez vos pouvoirs de programmation Python ! Téléchargez une capture d'écran après la fin de l'exécution de votre programme city.py final et dites-nous si vous l'avez exécuté à partir d'IDLE ou du shell Linux.