Bases de Python - Introduction

Dans cet article, nous allons découvrir les concepts de base de programmation, qu'est-ce que Python, quelles sont ses spécificités, ses applications, ses avantages, et quels outils installer pour commencer à développer en Python. Cet article est purement théorique, excepté la dernière partie avec l'installation des outils de développement et s'adresse donc aux personnes n'ayant jamais vu une ligne de code, ou à celles souhaitant découvrir comment installer Python, et pourquoi choisir ce langage. Il fait donc plutôt guise d'introduction, et nous commencerons réellement la programmation dans un prochain article.

Concepts de base de la programmation

Avant de commencer à programmer, il est nécessaire d'avoir un peu de vocabulaire. N'apprenez pas ces définitions par cœur, ayez juste une vague idée de ce à quoi elles correspondent, vous les retiendrez et les comprendrez à force de pratiquer.

• Une variable est un espace de stockage associant un nom à une valeur. Par exemple, on peut définir une variable age (nom) contenant l'âge d'une personne (valeur).
• Une fonction est un bout de code exécutant des instructions définies, prenant ou non en des paramètres en entrée, et renvoyant ou non un résultat en sortie. Par exemple, on peut définir une fonction calculer_carré qui prend en entrée un nombre, et qui renvoie en sortie le carré de ce nombre. Le nombre de paramètres qu'on peut définir en entrée est illimité. Mais on peut également ne définir aucun paramètre en entrée. Par exemple, on peut définir une fonction afficher_bonjour qui ne prendrait aucun paramètre en entrée et qui se contenterait d'afficher "Bonjour" à l'écran. À noter qu'une telle fonction ne renverrait aucune valeur puisqu'elle se contente d'afficher un message, ce qui est tout à fait faisable.
• Un algorithme est un ensemble d'étapes à suivre pour résoudre un problème.
• Une boucle est un bloc de code exécuté plusieurs fois sous certaines conditions.
• Une expression conditionnelle est un bout de code prenant des décisions selon certaines conditions (ex : il est 23H → Aller dormir ; Il fait beau ET il fait chaud dehors → Sortir).
• Un opérateur est une expression mathématique ou logique (ex : + est l'opérateur d'addition, % est l'opérateur modulo, etc...).
• Une classe est une structure de données comprenant des variables et des fonctions qui lui sont propres.
• La syntaxe est la grammaire et l'orthographe d'un langage de programmation.
• Le code source est le code écrit par le développeur, dans le langage de programmation choisi (dans notre cas le Python).
• Une bibliothèque est une collection de code contenant diverses classes, fonctions, variables, etc...
• L'interpréteur est un outil dont le rôle est de traduire du code source en instructions exécutées. Par exemple, si on entre notre fonction afficher_bonjour dans l'intérpréteur, alors celui-ci nous affichera "Bonjour".
• Le débogueur est un logiciel qui aide le développeur à résoudre les problèmes dans son code source.
• L'IDE (Environnement de Développement Intégré) est un logiciel rassemblant des outils de développement, comme un éditeur de code source, un intepréteur, des utilitaires divers pour exécuter votre code, un débogueur, etc...

Tout savoir sur Python

Python : ses spécificités

Python est un langage haut niveau, c'est à dire qu'il fait abstraction des caractéristiques techniques de l'ordinateur, afin d'être le plus simple possible à utiliser et à comprendre

Il est :

• Interprété : Votre code source est exécuté directement par l'interpréteur et ne nessécite pas de compilation préalable.
• Interactif : Vous pouvez écrire votre code directement dans l'intérpréteur et l'exécuter ligne par ligne.
• Orienté Objet : Nous en parlerons plus tard, mais c'est un des concepts fondamentaux de Python.
• Utilisé en tant que langage de scripts, ou d'abord converti en bytecode pour les plus grosses applications.
• Simple, à la fois dans sa structure, et dans sa syntaxe qui est clairement définie.
• Peu typé, c'est à dire qu'une variable stocke surtout une référence sur un objet, et cet objet peut changer de type : cela n'impactera pas la variable.
• Bien fourni en bibliothèques.

Python : ses applications

Python est un langage qui peut être utilisé à de très nombreuses fins. Voici ses principales applications :

• Développement Web : Python peut être utilisé pour réaliser la partie back-end d'un site, grâce à des frameworks comme Django ou Flask dont nous parlerons dans d'autres articles.
• Data Science : Analyse et visualisation de données, IA (Machine Learning, Deep Learning).
• Automatisation : Développement de scripts aux nombreuses applications, par exemple trier des fichiers, effectuer des calculs, etc...
• Développement de jeux : En réseau ou en local.
• Modélisation 3D
• Systèmes embarqués : Python peut facilement être implémenté dans des cartes électroniques, par exemple sur un Raspberry PI.

Pourquoi choisir Python ?

Python a de nombreux avantages, mais malgré tout il a aussi quelques inconvénients. Cependant, c'est un langage recommandé aux débutants pour appréhender la programmation simplement, en revanche ce n'est pas pour autant que vous ne pouvez pas faire de choses très complexes avec Python ! Voici donc les avantages de Python :

• Bibliothèques étendues : Avec toute la variété de bibliothèques disponible en Python, vous pouvez faire énormément de choses sans avoir à tout recoder. Par exemple, la bibliothèque requests vous permet d'effectuer des requêtes HTTP, la bibliothèque pandas vous permet de traiter facilement des données, etc... Il y a de tout. Nous verrons plus tard comment les utiliser.
• Amélioration de la productivité : Puisque Python est simple est qu'une grande partie de ce dont vous avez besoin a déjà été codé par autrui, vous gagnez du temps.
• Simplicité : Python est facile à apprendre, à comprendre, et à coder.
• Lisibilité : On lit un programme en Python comme un livre, c'est à dire que les instructions sont très explicites, et sa syntaxe est claire.
• Orienté Objet : Cela peut être vu comme un avantage car c'est un paradigme de programmation nous permettant en quelque sorte une modélisation très proche du monde réel, avec des classes et des objets. Pour ceux pour qui je parle chinois, nous reviendrons plus tard sur l'aspect Orienté Objet, ne vous inquiétez pas.
• Interprété : Les instructions sont exécutées une par une, cela rend donc le déboguage plus facile.

Mais, malgré ces nombreux avantages, Python possède quelques inconvénients :

• Vitesse d'éxecution : Python est interprété, ce qui ralentit sa vitesse d'exécution.
• Faible pour le développement mobile
• Difficile à utiliser avec des bases de données : En effet, Python est un peu sous-développé du côté technologie des bases de données.

Bien, maintenant vous êtes prêts à vous lancer dans la programmation Python, vous avez les concepts théoriques suffisants pour débuter. Il ne vous manque plus que les outils pour programmer, c'est ce que nous allons voir tout de suite !

Installation de Python et de PyCharm

Python est très simple à installer, vous allez voir. En plus de Python, nous allons également installer PyCharm, un IDE pour le développement en Python. Vous n'êtes pas obligés d'installer celui-ci, cependant c'est celui que je vous recommande, il est plutôt complet et assez simple d'utilisation.

Sous Windows

Rendez-vous sur le site de Python, et téléchargez la version la plus récente de Python 3 : https://www.python.org/downloads/. Le site détectera que vous êtes sous Windows, cliquez donc sur "Download Python".

Une fois le fichier téléchargé, exécutez l'installateur. Lors de l'exécution, cochez la case "Add Python to PATH", ce qui vous permettra d'exécuter Python directement depuis l'invite de commandes Windows.

Cliquez ensuite sur "Installer maintenant".

Testez votre installation une fois qu'elle est finie, en ouvrant l'invite de commandes, et en tapant python. Vous pouvez également appuyer sur la touche Windows et taper Python dans la barre de recherche, cela vous exécutera directement la commande python dans l'invite de commande. Peu importe la méthode, cela devrait vous ouvrir l'interpréteur.

Tapez print("Hello World") dans l'interpréteur et appuyez sur Entrée.

Bravo, vous avez réussi à exécuter votre première ligne de code en Python !

Maintenant, pour installer PyCharm, rendez-vous sur cette page : https://www.jetbrains.com/fr-fr/pycharm/download/#section=windows et téléchargez la version Community. Il existe également une version pro, mais celle-ci est payante et propose des fonctionnalités dont vous n'aurez pas besoin tout de suite.

Exécutez simplement l'installateur, en gardant les paramètres par défaut.

Sous Mac

Rendez-vous sur le site de Python, et téléchargez la version la plus récente de Python 3 : https://www.python.org/downloads/. Cliquez sur "macOS" afin d'avoir les releases pour Mac, et téléchargez la dernière release.

Double-cliquez l'archive PKG pour pouvoir installer Python. Les paramètres par défaut sont amplement suffisants.

Ouvrez maintenant un terminal et tapez python3. **Cela devrait vous ouvrir l'interpréteur.

Tapez print("Hello World") dans l'interpréteur et appuyez sur Entrée.

Bravo, vous avez réussi à exécuter votre première ligne de code en Python !

Maintenant, pour installer PyCharm, rendez-vous sur cette page : https://www.jetbrains.com/fr-fr/pycharm/download/#section=mac et téléchargez la version Community. Il existe également une version pro, mais celle-ci est payante et propose des fonctionnalités dont vous n'aurez pas besoin tout de suite.

Exécutez simplement l'installateur, en gardant les paramètres par défaut.

Découverte de PyCharm

Cette section s'adresse uniquement à ceux qui ont installé PyCharm. Nous allons découvrir les bases de cet IDE, et comment l'utiliser. Lorsque vous ouvrez PyCharm pour la première fois, vous remarquez que l'interface est en anglais, mais il faudra vous y faire, l'anglais est essentiel en programmation.

Vous remarquez également que vous n'avez aucun projet, vous pouvez donc choisir d'en créer un, d'en ouvrir un, ou d'en cloner un depuis un VCS (si vous ne savez pas ce que c'est, je vous invite à consulter mon article sur Git et Github).

Créer un nouveau projet

• Cliquez sur "New project"
• Choisissez l'emplacement de votre projet en modifiant "Location". Vous pouvez également laisser ce paramètre par défaut. Les autres options ne nous intéressent pas pour l'instant, cliquez donc sur "Create".

Exécuter un script

• Votre projet est maintenant créé. Un fichier main.py s'est créé par défaut, exécutons-le pour tester ! Pour cela, cliquez sur le petit triangle vert en haut à droite de la fenêtre PyCharm (ou utilisez le raccourci "Maj+F10"). Cela devrait vous afficher plusieurs lignes. La première est constituée de deux chemins : le premier désigne l'emplacement de l'environnement virtuel Python utilisé pour exécuter votre script, et le second l'emplacement de votre script. La deuxième ligne est la sortie de votre programme, ici le programme se contente d'afficher "Hi, PyCharm", donc il n'y a que ça. La dernière ligne est le code de sortie de votre programme. Ce code indique si une erreur s'est produite ou pas lors de l'exécution. Si tout va bien, 0, sinon, 1.
• Modifions notre programme pour provoquer volontairement une erreur et voir ce qu'il se passe : à la ligne 15, rajoutez hello. Exécutez le script : cela génère une erreur, car on voit que le code de sortie est maintenant 1. On peut également repérer l'erreur grâce au "Traceback" (retraçage), et le type d'erreur. Ici par exemple, on sait que l'erreur se situe à la ligne 15 du script main.py, et que c'est une erreur de type NameError.

Créer et exécuter un nouveau script

Maintenant essayons de créer et d'exécuter un nouveau script. Dans l'onglet "Project" à gauche, cliquez sur le nom de votre projet ("pythonProject" par défaut), et survolez "New", puis choisissez "Python file". Donnez un nom à votre script. Dans votre nouveau fichier, écrivez l'instruction très classique print("Hello World"), qui permet d'afficher "Hello World" à l'écran. Pour l'éxectuter, il faut créer une nouvelle configuration. En haut à droite de la fenêtre de PyCharm, à gauche du bouton d'exécution de script, il y a un sélecteur de configuration, actuellement sur "main". Cliquez dessus, et sélectionnez "Edit Configuration". Cliquez maintenant sur le "+" en haut à gauche pour ajouter une configuration. Choisissez "Python", pour créer une configuration Python basique. Donnez un nom à votre configuration. Modifiez le champ "Script path" en cliquant sur le petit icône dossier à droite de ce champ, puis double-cliquez sur le script que vous venez de créer, ou cliquez une fois et appuyez sur "OK". Validez la configuration en cliquant sur "OK". Votre configuration s'est ajoutée au sélecteur de configuration, et vous pouvez maintenant exécuter soit votre nouveau script, soit le script "main" en sélectionnant la configuration correspondante. Testez en exécutant votre nouveau script, et cela devrait vous afficher "Hello World" !

Fermer le projet

Pour finir, fermez votre projet en sélectionnant l'onglet "File" en haut à gauche, et "Close project". Vous arrivez sur une fenêtre similaire à celle du départ, d'où vous pouvez créer, ouvrir ou cloner un projet. Vos projets récents apparaissent également sur cette fenêtre, et vous pouvez les ouvrir en cliquant simplement dessus.

Voilà, vous avez maintenant les bases de PyCharm ! Bien-sûr, cet IDE dispose de nombreuses fonctionnalités que vous serez amené à découvrir tout au long de votre apprentissage, nous n'avons vu que l'essentiel.

Le mot de la fin

Pour récapituler, nous avons donc découvert dans cet article quelques concepts de base de programmation histoire de démarrer sur de bonnes bases, nous avons également vu pourquoi Python est un langage de programmation très intéressant et recommandé pour débuter, puis finalement nous avons installé les principaux outils nécessaires pour débuter la programmation avec Python.

Ceci est le premier article d'une série pour vous apprendre à programmer en Python, dans le prochain article nous commencerons réellement la programmation en découvrant la syntaxe, les types de données, les boucles, etc...

Si cet article vous a plus, si vous avez besoin de précisions, ou si vous avez des suggestions de choses à rajouter dans cet article, n'hésitez pas à laisser un commentaire, ou à me contacter par mail : contact@propython.fr

Merci à tous d'avoir lu, on se retrouve prochainement pour la suite de votre apprentissage de Python !