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Inteligência Artificial

Linguagem Python

Prof. Ms. Luiz Alberto

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Prof. Luiz Alberto -Aula Linguagem Python

Python

• Criada por Guido van Rossum no final de 1989, no InstitutoNacional de Matemática e Ciência da Computação da Holanda(CWI);

• Tinha como principal foco auxiliar físicos e engenheiros;

• O nome é uma homenagem ao grupo humorístico britânicoMonty Python, criador do programa Monty Python's Flying Circus;

• Linguagem de programação livre, com desenvolvimentocomunitário;


Caraterística

• É uma linguagem interpretada (com Perl, Shell script, etc) – Não é necessário compilar o programa;

• Os arquivos fonte podem ser executados diretamente pelo interpretador, que os converte em byte codes (que são multiplataforma);

• O Python pode ser executado diretamente no terminal:

• python (executa o python no modo interativo)

• python teste.py (executa o programa teste.py)

• É ideal para ser usado como linguagem de scripts, automatizando tarefas;

• É uma linguagem de aprendizado fácil, com sintaxe clara e concisa.

– 2 – Prof. Luiz Alberto -Aula Linguagem Python

Caraterística

• É uma linguagem com tipagem forte, porém dinâmica;

• Estrutura simples (não é necessário digitar ponto-e-vírgula ao final de cada linha de instruções – caso seja preciso continuar na linha seguinte pode-se fazer uso da barra invertida);

• Também não é necessário abrir e fechar blocos de código com chaves, como o C, por exemplo;

• A identificação de blocos é feita através de identação, Ex:(1) while x<100:

(2) s=s+x

(3) x=x+1

(4) print s

– 3 –


Expressões matemáticas

• Possui sintaxe semelhante a outras linguagens (C-like)

• O interpretador age como uma calculadora.

• Execute estes comandos e analise os resultados:

>>> 2+2

>>> 3-5

>>> 2**3

>>> 5/4

>>> 5/float(4)


Variáveis

• Existe o suporte para a criação de variáveis sem tipo específico (tipagemdinâmica).

• São nomes dados a áreas de memória

– Nomes podem ser compostos de algarismos,letras ou _

– O primeiro caractere não pode ser um algarismo

– Palavras reservadas (if, while, etc) são proibidas

• Uma variável é modificada usando o comando de atribuição:

Var = expressão

• É possível também atribuir a várias variáveis simultaneamente:

var1,var2,...,varN = expr1,expr2,...,exprN


Variáveis>>> a=1

>>> a

1

>>> a=2*a

>>> a

2

>>> a,b=3*a,a

>>> a,b

(6,2)

>>> a,b=b,a

>>> a,b

(2,6)


Variáveis• Variáveis são criadas dinamicamente e destruídas quando não mais

necessárias, por exemplo, quando saem fora de escopo (veremosisso mais tarde)

• O tipo de uma variável muda conforme o valor atribuído, i.e., int, float, string, etc.

– Não confundir com linguagens sem tipo

– Ex.:>>> a ="1"

>>> b = 1

>>> a+b

Traceback (most recent call last):

File "<stdin>", line 1, in ?

TypeError: cannot concatenate 'str' and 'int' objects


Números

• Há vários tipos numéricos que se pode usar em python– Int: números inteiros de precisão fixa

• 1 , 2 , 15 , -19

– Long: números inteiros de precisão arbitrária• 1L , 10000L , -9999999L

– Floats: números racionais de precisão variável• 1.0 , 10.5 , -19000.00005 , 15e-5

– Complex: números complexos• 1+1j , 20j , 1000+100J


Números inteiros

>>> a=2**30 # Potenciação

>>> a

1073741824

>>> b=a*1000

>>> b


Números de ponto flutuante

• São implementados como os double's da linguagem C – tipicamente usam 2 palavras

• Constantes têm que possuir um ponto decimal ou serem escritas em notação científica com a letra “e” (ou “E”) precedendo a potência de 10

• Ex:>>> 10 # inteiro10

>>> 10.0 # ponto flutuante

10.0

>>> 99e399000.0

>>> 99e-3

0.099000000000000005Prof. Luiz Alberto -Aula Linguagem Python

Números complexos

• Representados com dois números de ponto flutuante: um para a parte real e outro para a parte imaginária

• Constantes são escritas como uma soma sendo que a parte imaginária tem o sufixo j ou J

• Ex.:>>> 1+2j(1+2j)>>> 1+2j*3(1+6j)>>> (1+2j)*3(3+6j)>>> (1+2j)*3j(-6+3j)


Operações Aritméticas


Operações Lógicas:

• Menor (<)

• Menor ou igual (<=)

• Maior ou igual (>=)

• Igual (==)

• Diferente (!=)

– 13 –


Strings

• São cadeias de caracteres

• Constituem outro tipo fundamental do python

• Constantes string são escritas usando aspas simples ou duplas

– Ex.: "a" ou 'a'

• O operador “+” pode ser usado para concatenar strings

– Ex.: "a"+"b" é o mesmo que "ab"

• O operador “*” pode ser usado para repetir strings

– Ex.: "a"*10 é o mesmo que "aaaaaaaaaa"


Strings• Constantes string podem ser escritas com várias linhas desde que as aspas não

sejam fechadas e que cada linha termine com uma barra invertida

• Ex.:>>> print "abcd\n\... efgh\n\... ijk"abcdefghijk>>> print "abcd\... efgh\... ijk"abcdefghijk>>>


Strings – Índices

• Endereçam caracteres individuais de uma string– Notação: string[índice]

– O primeiro caractere tem índice 0

– O último caractere tem índice -1

– Ex.: >>> a = "abcde"

>>> a[0]

'a'

>>> a[-1]

'e'Prof. Luiz Alberto -Aula Linguagem Python

Strings – Fatias (slices)

• Notação para separar trechos de uma string

– Notação: string[índice1:índice2]

– Retorna os caracteres desde o de índice1 (inclusive) até o de índice2 (exclusive)

– Se o primeiro índice é omitido, é assumido 0

– Se o último índice é omitido, é assumido o fim da string


Strings – Fatias (slices)

>>> a

'abcde'

>>> a[0:2]

'ab'

>>> a [2:]

'cde'

>>> a[:]

'abcde'

>>> a[-1:]

'e'

>>> a[:-1]

'abcd'Prof. Luiz Alberto -Aula Linguagem Python

Expressões booleanas• Também chamadas expressões lógicas

• Resultam em verdadeiro (True) ou falso (False)

• São usadas em comandos condicionais e de repetição

• Servem para analisar o estado de uma computação e permitir escolher o próximo passo

• Operadores mais usados

– Relacionais: > , < , ==, !=, >=, <=

– Booleanos: and, or, not

• Avaliação feita em “Curto-circuito”

– Expressão avaliada da esquerda para a direita

– Se o resultado (verdadeiro ou falso) puder ser determinado sem avaliar o restante, este é retornado imediatamente


Expressões booleanas>>> 1==1

True

>>> 1==2

False

>>> 1==1 or 1==2

True

>>> 1==1 and 1==2

False

>>> 1<2 and 2<3

True

>>> not 1<2

False

>>> not 1<2 or 2<3

True

>>> not (1<2 or 2<3)

False

>>> "alo" and 1

1

>>> "alo" or 1

'alo'


Expressões booleanas

• As constantes True e False são apenas símbolosconvenientes

• Qualquer valor não nulo é visto como verdadeiroenquanto que 0 (ou False) é visto como falso

• O operador or retorna o primeiro operando se for vista como verdadeiro, caso contrário retorna o segundo

• O operador and retorna o primeiro operando se for vista como falso, caso contrário retorna o segundo

• Operadores relacionais são avaliados antes de not, que é avaliado antes de and, que é avaliado antes de or


Expressões booleanas>>> 0 or 100100

>>> False or 100

100>>> "abc" or 1

'abc'

>>> 1 and 22

>>> 0 and 3

0>>> False and 3

False

>>> 1 and 2 or 3

2>>> 0 or 2 and 3

3

>>> 1 and not 0True Prof. Luiz Alberto -Aula Linguagem Python

Importando módulos

• Muitas funções importantes são disponibilizadas em módulos da biblioteca padrão

– Ex.: o módulo math tem funções transcendentais como sin, cos, exp e outras

• Um módulo pode conter não só funções mas também variáveis ou classes

– Por exemplo, o módulo math define a constante pi

• Para usar os elementos de um módulo, pode-se usar o comando import

– Formatos:

• import modulo

• from modulo import nome,...,nome

• from modulo import *


Importando módulos

• Por exemplo:– from math import *

# importa todos os elementos do módulo math

– from math import sin

# importa apenas a função sin

– import math

# importa o módulo math como um todo

# (todos os elementos têm que ser citados

# precedidos por math.)


Importando módulos>>> import math

>>> a = sin(30)



NameError: name 'sin' is not defined

>>> a = math.sin(30)

>>> from math import sin

>>> a = sin(30)

>>> print a

-0.988031624093

>>> a = sin(radians(30))



NameError: name 'radians' is not defined

>>> from math import *

>>> a = sin(radians(30))

>>> a

0.49999999999999994


Entrada de Dados

• Através do comando input podemos receber do usuário uma string. O número de dígitos da string dada pode ser informado através do comando len(). >>> nome = input(’Digite seu nome: ’)

Digite seu nome: Pedro

>>> nome ’Pedro’

>>> len(nome) 5

>>> sobrenome = input(’Agora digite o sobrenome: ’)

Agora digite o sobrenome: Albuquerque


Entrada de Dados

• Através do comando input podemos receber do usuário uma string. O número de dígitos da string dada pode ser informado através do comando len(). >>> nome = input(’Digite seu nome: ’)

Digite seu nome: Pedro

>>> nome ’Pedro’

>>> len(nome) 5

>>> sobrenome = input(’Agora digite o sobrenome: ’)

Agora digite o sobrenome: Albuquerque

– 27 –


Listas

• São coleções de objetos, que podem ser de qualquer tipo, até mesmo

outras listas;

• Os elementos da lista não precisam ser do mesmo tipo;

• Os tratamento dado às listas é semelhante ao dado às strings.

• Exemplos:

>>> lista = ['ab','bc',3,45]

>>> print (lista[0] )

ab

>>> print (lista[3] )

45

>>> a=(lista[0]+lista[1] )

>>> print (a )

abbc

>>> num=(lista[2]+lista[3] )

>>> print (num )

48


Listas

• O sistema de indexação é idêntico ao das strings. Da mesmaforma, pode-se selecionar intervalos na lista. Exemplo:

>>> lista = ['ab','bc',3,45]

>>> print (lista[:2] )

['ab', 'bc']

>>> print (lista[2:] )

[3, 45]

>>> print (lista[::-1] )

[45, 3, 'bc', 'ab']

– 29 –


Listas

• Os elementos da lista podem ser alterados. Exemplo:

>>> lista=[1,2,3]

>>> lista[2]='elemento'

>>> print lista

[1, 2, 'elemento']

• Métodos úteis:

>>> lista.append(8) #incluindo elemento

>>> lista.remove(lista[1]) #removendo elemento a partir do índice

>>> lista.remove(2) #removendo o elemento a partir da descrição do mesmo

>>> lista.sort() #ordena a lista

>>> lista.reverse() #inverte a lista


Matrizes em Python

• Em Python não existe uma estrutura específica para matrizes

• Para simular uma matriz usamos listas encadeadas, ou seja, listas de listas

• Python admite conjuntos de dados heterogêneos com indexação em várias dimensões

• Os formatos para declaração de variável multidimensional são apresentados a seguir

• matriz = [ ]

• matriz = [ [ ], [ ], [ ] ] ou

• matriz = [ [1,2,3], [4,5,6], [7,8,9] ]

– 31 –


Matrizes em Python


Matrizes em Python

– 33 –


Booleanos

• O tipo booleano é uma implementação do tipo inteiro.

• Ele pode assumir os valores True ou False.

• São considerados como False:- False;

- None (nulo);

- 0 (zero);

- “” (string vazia);

- [] (lista vazia);

- () (tupla vazia);

- {} (dicionário vazio);

- qualquer outra estrutura com tamanho zero.


Conversão

• Existem funções que são utilizadas para retornar uma variável convertida para

um tipo específico. Exemplos:

>>> x=25

>>> str(x) # retorna x convertido para string

'25'

>>> float(x) # retorna x convertido para float

25.0

>>> x='25'

>>> int(x) # retorna x convertido para inteiro

25

>>> float(x) # retorna x convertido para float

25.0

>>>

– 35 –


Condição IF

• A construção if é utilizada para controlecondicional e tem a seguinte sintaxe:

if <condição>:

<expressão 1>

elif <condição 2>:

<expressão 2>

else:

<expressão 3>


Controle de fluxo IF

• Exemplo

– 37 –


Controle de fluxo IF - Exemplo


Operações booleanas

• Como visto no slide anterior, temos algumas operações booleanas: – ==, <=, >=, <>, , !=, is, and, or, not

• Temos também o operador de pertinência in if e in lista: print “pertence”

• Assim como encadeamento if 1 < x < 10:

print (“x entre 1 e 10” )

– 39 –


Construções FOR

• Utilizado para percorrer listas ,sequencias eprocessar iteradores.

• Sintaxe:

for <referência> in <sequencia>:

<bloco de expressões>

continue

break

else:

<bolco de expressões>


Construções FOR

• O laço não percorre somente sequencias estáticas, mas tambémsequencias geradas por iteradores. Exemplo:

>>> lista=[1,2,3]

>>> for i in lista:

... lista.append(len(lista)+1)

... print i

... if i>5:break

...

1

2

3

4

5

6

– 41 –


Construções FOR

• A função range(m, n, p) define uma sequencia de inteiros iniciadaem m, menor do que n (ou maior, depende da direção dasequencia), a um passo p (que pode ser negativo). Exemplo:


A função range()

• Quando se faz por necessário a iteração sobre uma sequência de números, o comando range(n) é bem vindo!

• >>> range(8) # range(a): 0 até a-1 [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]

• Existe polimorfismo aqui, diferenciado pela quantidade de parâmetros:

• >>> range(3,8) # range(a,b): a até b-1 [3, 4, 5, 6, 7]

• >>> range(2,10,3) # range(a,b,c): a até b-1, inc c [2, 5, 8]

– 43 –


While

• É utilizada para realizar iterações condicionais, onde não se sabe o momento em que as iterações terminam.

• Sintaxe:

while<condição>:


continue

break

else:



While

• Exemplo:

>>> a=0

>>> while a<5:

... print a

... a+=2

...

0

2

4

– 45 –


While

• Vejamos, por exemplo, como calcular um n´umerofatorial:


Funções

• Em Python, sub-programas têm o nome de funções• Formato geral:

def nome (arg, arg, ... arg):comando. . . comando

• Onde:– nome é o nome da função– args são especificações de argumentos da função

• Uma função pode ter 0, 1 ou mais argumentos– comandos contêm as instruções a ser executadas quando a

função é invocada47


Funções

• O def é seguido do nome da função e a lista de parâmetros (entre parênteses).

• Após gerar uma função, a identação é necessária.

48 Prof. Luiz Alberto -Aula Linguagem Python

Resultado de Funções

• Uma função tipicamente computa um ou mais valores

• Para indicar o valor a ser devolvido como o resultado da função, usa-se o comando return, que tem o formato

return expressão

– onde a expressão é opcional e designa o valor a ser retornado

49


Funções x Procedimentos

• Procedimento


Funções x Procedimentos

• Função

51


Funções

• returntermina a função retornando um valor

• O valor default de return None

• Se a função chegar ao fim sem o uso explícito do return, então também será retornado o valor None


Variáveis Locais e Globais

• Variáveis definidas em funções são locais, isto é, sópodem ser usadas nas funções em que foram definidas

• Variáveis definidas fora de funções são conhecidas comovariáveis globais– Em uma função pode-se ler o conteúdo de uma variável global

– Para alterar uma variável global, deve-se declara-la no corpoda função com global

53


Exemplo


Dicionário

• Um dicionário é um conjunto de elementos que possuem índices, ou seja, dicionários são formados por chaves e seus respectivos valores, onde as chaves são os índices. Para se declarar um dicionário e os elementos a ele pertencentes, escrevemos:

– 55 –

Prof. Luiz Alberto -Aula Linguagem Python 56

Instaladores

• Interpretador Python disponível para diversasplataformas.– Windows, Unix, Linux, etc.

– Para usuários Windows, é necessário o download do SDK!

• http://www.python.org/download/


Instaladores (Windows)


Instaladores (Windows)

• Não esqueça de adicionar o caminho dainstalação no PATH do sistema!– ;C:\Python2x

– >>> 2 + 3

– >>> 5

Python Aula 02 Prof. Luiz Alberto -Aula Linguagem Python 59

Ambiente IDLE

• Ambiente Shell de

desenvolvimento básico

• Editor de texto com

highlighting e identação

automática para criação de

arquivos python

• Comandos para alterar

propriedades e execução

de programas


Ambiente IDLE

• Disponível na raiz de

instalação do Python


Ambiente IDLE

• Para complilar clique em Run Run Module F5

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