Python: primeiros passos

Neste post vamos fazer uma pequena introdução ao Python, que versão escolher, como instalar, bem como apresentar alguns conceitos básicos e instruções simples.

O Python é uma linguagem relativamente simples, muito bem documentada e fácil de aprender. Além disso possui uma série de bibliotecas que permitem estender imenso a sua funcionalidade. Tem sido das linguagens com maior crescimento nos últimos anos, e está no Top 10 das linguagens de programação mais usadas no mundo.

Que versão usar? Python 2 ou Python 3?

Sendo o Python 3 o futuro da linguagem, neste blogue vamos falar desta versão. No entanto existem algumas razões para que um programador possa escolher o Python 2. A razão mais importante prende-se com o número de bibliotecas disponíveis, que é superior, embora as bibliotecas mais importantes já estejam convertidas para o Python 3. No entanto o Python 3 apresenta muitas melhorias relativamente à versão anterior, tais como um melhor suporte para caracteres que não pertençam à língua inglesa (caracteres com assentos, alfabeto cirílico e por ai fora), clarificação da operação divisão inteira, uso coerente de instruções como o print e o input, etc.

Apesar de nos basearmos em Python 3, nos programas aqui apresentados tentaremos sempre que possível indicar a alternativa em Python 2.

Instalação

O arquivos de instalação do Python em Windows e MacOSX podem ser descarregados em http://www.python.org/, na secção Download, do lado esquerdo. Certifica-te que descarregas a versão correta, 32 ou 64-bits, dependendo do sistema operativo que tens instalado.

Em Linux o Python 2 costuma vir instalado de raiz, mas o Python 3 apenas vem instalado nas distribuições mais recentes. Para te certificares que o Python 3 está instalado (assim como o IDLE, que é o IDE pré-definido do Python), executa o seguinte comando num terminal:

$ sudo apt-get install python3 idle3


O Python interativo

Em Linux, abre um terminal e escreve:

$ python3

No Windows ou MacOSX corre o programa Python (command line), que foi instalado no passo anterior.

Neste momento deverás ter uma janela de terminal preta à tua frente, com um cursor a piscar. O Python, ao contrário das outras linguagens de programação discutidas neste blogue, permite uma interação direta com o utilizador, isto é, podemos ir inserindo comandos, que serão imediatamente processados pelo Python (semelhante ao que acontece com a linha de comando). Esta característica é bastante útil para testar instruções e experimentar código.

Agora que temos o terminal de Python à nossa frente, vamos executar algumas instruções:

>>> x=5
>>> y=2
>>> z=x+y

A primeira instrução atribui o objeto 5 à variável x. A segunda instrução atribui o objeto 2 à variável y. A última instrução atribui o objeto correspondente à soma dos objetos x e y à variável z.

Neste momento já definimos dois conceitos importantes: objeto e variável. Simplificando, as variáveis servem para associarmos nomes a objetos, tal como fizemos nas instruções anteriores, onde associámos os objetos 5, 2 e 7 às variáveis de nome x, y e z, respetivamente. Para sabermos qual o valor do objeto associado a uma variável, podemos usar a função print:

>>> print(z)
7

A utilização do print em Python 2 é ligeiramente diferente, pois não se usam os parêntesis, ou seja, seria print z. Experimenta criar variáveis com outros nomes e com outros valores, experimenta fazer outras operações matemáticas e verifica que resultados obténs. Não há nada melhor que uma boa experimentação para se entender melhor os pormenores de uma linguagem de programação. Algumas dicas:

• Os números reais têm um ponto a separar a parte inteira da parte fraccionária, por exemplo, 2.35. 
• As operações aritméticas suportadas pelo Python são a + (soma), - (subtração), * (multiplicação), / (divisão), // (divisão inteira), % (resto da divisão inteira) e ** (exponenciação) - atenção que no Python 2 a operação / também realiza a divisão inteira se for aplicada a números inteiros.
• Os nomes das variáveis em Python podem conter letras, números e o caractere '_' (underscore). No entanto não podem começar com um número (por exemplo, altura_2 é um nome válido, enquanto que 3d_altura é um nome inválido). 
• Os nomes das variáveis em Python não podem ser iguais a certos nomes pré-definidos na linguagem, tais como if, while, for, e por ai fora. 

Os objetos

Os objectos são os elementos básicos que o Python pode manipular. Um objeto é definido por:

• id - Um número inteiro que identifica unicamente cada objeto, e que se mantém ao longo do programa para esse mesmo objeto. Este número pode ser obtido com a função id().
• tipo - O tipo de objeto, por exemplo um número inteiro (int), um número real (float), uma sequência de caracteres (string), etc. O tipo de objeto pode ser obtido com a função type(). Experimenta no terminal de Python executar as instruções type(5) e type(3.98), e verifica o resultado obtido.
• valor - O valor que está associado a um objeto de determinado tipo. Por exemplo, um objeto do tipo float (número real) pode ter o valor 4.5234. Se for possível alterar o valor de um objeto, esse objecto diz-se mutável. Caso contrário o objeto é imutável.

Os objetos podem representar qualquer estrutura de dados, desde a mais simples até à mais complexa. No Python existem quatro tipos básicos de objetos, denominados de escalares, pois são indivisíveis (isto é, não são compostos por mais objetos). Podem pensar nos objetos escalares como os átomos que constituem a linguagem. Os quatro tipos escalares são:

• int - Representam números inteiros.
• float - Representam números reais.
• bool - Representam os valores lógicos True e False (verdadeiro e falso).
• None - É um tipo com apenas um valor (None), que tem uma funcionalidade específica que analisaremos noutro post.

Os objetos escalares são por definição imutáveis. O contrário não é necessariamente verdade. Por exemplo, uma sequência de caracteres (objeto do tipo string) é imutável (não pode ser alterada), mas não é escalar (é composta por vários objetos mais pequenos, os caracteres).

Alguns exemplos

Podemos obter o tipo de um objeto (também referido como classe de um objeto) diretamente, ou usando o nome da variável à qual esse mesmo objeto está associado.

>>> um_real=22.91
>>> type(22.91)
<class 'float'>
>>> type(um_real)
<class 'float'>

Agora vamos verificar que podemos associar o mesmo objeto a mais do que uma variável.

>>> real1=6.1
>>> real2=real1
>>> id(real1)
140064643951784 
>>> id(real2)
140064643951784

Podemos concluir que as variáveis real1 e real2 estão associadas ao mesmo objecto pois a função id() retorna o mesmo ID para ambas.

É possível alterar o objeto que está associado a um determinado nome. Por exemplo, a variável x pode estar originalmente associada ao objeto do tipo inteiro com valor 5, e posteriormente podemos alterar x para ficar associada ao objecto do tipo inteiro com valor 7.

>>> x=5
>>> id(x)
10188960
>>> x=7
>>> id(x)
10189024

Verifica-se que a variável x está de fato a ser associada a dois objetos diferentes, pois a funcão id() retorna IDs diferentes. Os objetos em si não foram modificados, pois objetos do tipo inteiro são imutáveis, ou seja, não podem ser alterados.

No próximo post

No próximo post vamos criar o nosso primeiro programa em Python. Por outras palavras, em vez de usarmos o Python interativo, onde as instruções que introduzimos são executadas imediatamente, vamos guardar várias instruções num ficheiro e executar esse ficheiro como um programa. Vamos também falar sobre os comentários em Python. Até breve!