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Python - Básico 🐍

Python é uma linguagem de programação versátil, fácil de aprender e usar, além de ser bastante poderosa, e uma das linguagens mais usadas no mundo.

Quer Aprender Computação?

Para quem busca aprender computação em geral, devo recomendar que, começar estudando linguagens de mais baixo nível, como C ou Java, pode ser uma escolha melhor e mais rica a longo prazo.

Isso irá te auxiliar a aprender conceitos de computação, lógica de programação e as fundações das linguagens e compiladores melhor, algo que Python não faz (por conta do alto nível de abstração).

Sua ampla biblioteca padrão oferece muitos recursos prontos para uso. Python é interpretado (diferente de uma linguagem com compilador, Python tem um interpretador, e tipagem dinâmica), portátil e tem uma grande comunidade de desenvolvedores. É uma escolha popular para desenvolvimento web, análise de dados e automação, além de oferecer suporte para inteligência artificial.

É a linguagem mais utilizada no meio de ciência de dados.

Interpretador x Compilador

A diferença principal entre um interpretador e um compilador é o método de execução.

Um interpretador lê o código-fonte linha por linha, e executa à medida que lê. Isso faz com que erros no código não sejam percebidos até um erro no meio da execução, que quebra o programa. O tempo de interpretação também é maior que o de compilação na maioria das vezes. Não cria um arquivo executável, mas executa o código diretamente.

Um compilador traduz o código-fonte para linguagem de máquina e cria um arquivo executável. Após isso, o arquivo é executado. Como mencionado, o compilador é mais rápido, e detecta problemas e bugs no código na etapa de compilação (chamado erro de compilação). Isso diminui o índice de erros durante runtime. Linguagens conhecidas por sua performance rápida com compilador são C,C++, entre outras.

Não fique preocupado: tudo isso é remediável. Existem programas auxiliares e métodos em Python para diminuir erros durante execução, e melhorar a rapidez da linguagem.

Comentários​

Em Python, comentários são vistos com muito bons olhos, desde que sejam concisos, significantes e não redundantes. Segue a sintaxe adequada para comentar no código em Python:

# Isso é um comentário.

O padrão é comentar acima da linha ou bloco ao qual você se refere. Também podemos comentar em várias linhas, caso queira explicar algo mais detalhadamente ao longo de um projeto. Veja:

'''
Isso é um comentário multi-linha.

Você pode usar para explicações mais longas, ou para remover uma parte do código para teste.
'''

Operadores Aritméticos​

Como na maioria das linguagens, Python possui operadores aritméticos embutidos na linguagem. Você também pode utilizar de funções matemáticas mais complexas e efetuar cálculos avançados usando bibliotecas que possuam essas funções. De qualquer modo, Python possui:

  1. + para adição

  2. - para subtração

  3. * para multiplicação

  4. / para divisão

  5. % para o módulo (resto da divisão)

  6. ** para exponenciação

  7. x += y para x = x + y

Note

Uma funcionalidade interessante e útil é a concatenação de strings em Python. Você pode concatená-las (juntá-las) usando o operador +, como por exemplo:

name = "Bob"
occupation = "Ninja"
message = name + ", the " + occupation
print(message) 
# >>> Bob, the Ninja

Variáveis​

São usadas para armazenar dados. Em Python, não requerem especificação de tipo de dado, nem de tamanho. Python usa de alocação de memória dinâmica para todas suas variáveis, e também é uma dynamic typed language, em oposição às static typed language, como C, C++, Java, etc. Isso significa que o interpretador de Python 'infere' o tipo de dado da variável, sozinho.

Tipagem Dinâmica x Tipagem Estática

Como mencionado, Python é tipada dinamicamente, isto é, os tipos de dados das variáveis são inferidos durante a leitura e execução do interpretador. Qual a diferença entre a tipagem dinâmica e a tipagem estática?

Tipagem Estática:

  • Os tipos devem ser todos especificados no código.
  • Como os tipos são especificados, possui menos erros de execução (durante runtime).
  • Maior confiabilidade.
  • Maior dificuldade de programar.

Tipagem Dinâmica:

  • Os tipos são inferidos pelo interpretador.
  • Mais erros durante execução.
  • Mais flexibilidade.

Pensando nessas diferenças, Python possui um jeito de especificar os tipos das variáveis, mas não vamos entrar em detalhes sobre isso nesse artigo.

As variáveis em Python devem ser expressas com nomes significantes. Veja um exemplo de uma variável de contador:

a = 15 #não faça isso
x = 15 #nem isso
counter = 15 #isso pode
counter_for_my_function = 15 #isso é desnecessário

O operador = é chamado de assignment operator, e não é usado para comparação, e sim para atribuição de valores a uma variável.

Operador Módulo %​

Esse operador é bastante útil: retorna o resto de uma divisão entre o primeiro número e o segundo número. Veja um exemplo

# Exemplo do operador de módulo %

zero = 8 % 4 # = 0

diff_than_zero = 12 % 5 # = 2

Você pode usá-lo para verificar a paridade de um número, ou se ele é primo. Existem inúmeras aplicações, então tenha isso em mente.

Erros​

Existem alguns tipos de erros que você vai encontrar em Python. Antes disso, veja o procedimento padrão para resolução de erros.

Como Resolver?

Leia a mensagem de erro e procure no código. Caso não saiba como resolver, copie a mensagem e pesquise em ferramentas como Google e ChatGPT, ou leia a documentação da linguagem que está usando (Python, no nosso caso).

Vamos explicá-los um a um:

SyntaxError​

Quando você errar a sintaxe do Python, ele vai jogar esse erro de volta em você. Veja um exemplo:

# Observe a falta dos parênteses

print "Hello World"

O Interpretador dirá:

SyntaxError: Missing parentheses in call to 'print'. Did you mean print("hello")?
Como Evitar?

Se atente à sintaxe da linguagem e preste bastante atenção ao longo das sessões de programação.

TypeError​

Esse erro aparece quando você tenta aplicar uma operação num tipo inapropriado, isto é, usar uma operação de um tipo de dado num outro tipo. Observe:

print(2+'2')

Veja a saída:

Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: can only concatenate str (not "int") to str

Iremos cobrir o que significa exatamente essa mensagem em breve, em próximas seções.

Como Evitar?

Se atente ao tratamento de tipos e se formatou corretamente as operações, inputs e outputs do código, para os tipos corretos.

ValueError​

Esse erro aparece quando você tenta passar como argumento para um função um valor com o tipo inadequado. É semelhante ao TypeError, mas é específico para argumentos de função.

# Vamos usar uma função para converter um valor pra inteiro:
int('xyz')

Observe a saída:

int('xyz')
ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'xyz'
Como Evitar?

Leia a documentação das funções que você usar com atenção, e documente as funções que criar, para não se confundir com seu próprio código.

NameError​

Esse erro aparece quando um objeto não foi encontrado, isto é, existe uma referenciação no seu código a alguma coisa que não está nele. Geralmente se dá por conta de erro de digitação.

idade = 18
print(idad)

Veja a saída:

Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'idad' is not defined. Did you mean: 'idade'?
Como Evitar?

Escolha bem e preste atenção às variáveis que cria, e à referenciação de objetos no código. Caso seja um código muito longo, considere documentar as variáveis.

ZeroDivisionError​

Esse erro é bem simples: aparece quando o segundo operando da divisão (denominador) é zero.

error_value = 100/0

Observe a saída:

Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ZeroDivisionError: division by zero
Como Evitar?

Trate bem os casos do código para que isso não aconteça e considere usar um Exceção.

IndentationError​

Esse erro aparece quando a indentação do código não está correta. Como Python é uma linguagem que usa whitespace para determinar a ordem do código, deve-se atentar à esse fator.

Como Evitar?

Observe e preste atenção à tabulação/espaço do código.

Isso cobre os erros que encontraremos de início. Mais pra frente, veremos diversos outros tipos de erros, e mais importante, como resolvê-los.

Strings (básico)​

Esse é um tópico consideravelmente extenso em Python, com diversar funções e formas de tratar esse tipo de dado na linguagem. Vamos conversar nessa seção sobre o que é de fato uma string, e como utilizá-la.

Se você já conhece uma linguagem como C, sabe que string não é um tipo de dado da linguagem. É possível utilizar e manipular strings, por meio de vetores (ou listas, para melhor entendimento) de caracteres.

Uma string, essencialmente, é isso. É uma série de caracteres em sequência, terminada em \0. Mas não se preocupe com o \0 em Python.

Veja o exemplo abaixo:

my_string = "Isso é uma string."

Esse tipo de dado engloba qualquer texto, palavra, qualquer dado no formato de uma série de caracteres.

Existem alguns métodos para manipular strings em Python. Veja alguns:

Método title()​

'''
Esse método torna em maiúscula os primeiros caracteres de cada palavra, caso não estejam;
'''

my_string = "hello world"

titled_string = my_string.title() 

print(my_string) # >>> hello world

print(titled_string) # >>> Hello World

Método upper()​

'''
Esse método torna toda a string em maiúscula;
'''

my_string = "hello world"

upper_string = my_string.upper()

print(my_string) # >>> hello world

print(upper_string) # >>> HELLO WORLD

Método lower()​

'''
Esse método torna toda a string em minúscula;
'''

my_string = "HELLO WORLD"

upper_string = my_string.lower()

print(my_string) # >>> HELLO WORLD

print(upper_string) # >>> hello world

Método strip()​

'''
Esse método limpa a string, isto é, remove os espaços em branco dos dois lados;
'''

my_string = "          i love cookies            "

clean_string = my_string.strip()

print(my_string) # >>>           i love cookies            

print(clean_string) # >>> i love cookies

'''
Também pode ser usado somente na direita ou na esquerda, com:
'''

left_spaced_string = my_string.rstrip()

print(left_spaced_string) # >>>           i love cookies

right_spaced_string = my_string.lstrip()

print(right_spaced_string) # >>> i love cookies

Uma característica muito útil desse método é a possibilidade de especificar um caractere de limpeza, isto é, o método strip() aceita que você escolha o caractere que quer limpar, ou seja, remover.

Veja:

dirty_string = ";;;bnb;;;;;Hello Word;;;;;aaa;;;;"

clean_string = my_string.strip(";bna")

print(dirty_string) # >>> ;;;bnb;;;;;Hello Word;;;;;aaa;;;;

print(clean_string) # >>> Hello_World

Para aprender mais sobre métodos de strings em Python, clique aqui.

Tipos de Dados​

Em Python, existem alguns tipos de dados com os quais podemos trabalhar. Veja:

Inteiros e Floats​

Em Python, podemos tratar números de 2 formas: como float ou como int. Se você está aqui, já deve saber a diferença. Porém, para recapitular, sabemos que o tipo inteiro engloba os números negativos e positivos, não incluindo números com vírgula.

Já o tipo ponto flutuante trata de números racionais, ou com vírgula. O Interpretador irá inferir o tipo de acordo com as operações.

# Exemplo 

inteiro = 10
ponto_flutuante = 9.999
Ponto x Vírgula

Perceba que Python segue o padrão de escrita de números americanos com floats, onde no lugar da vírgula, que geralmente usamos (como 3,14), é usado o ponto (.), então tome cuidado para não receber um TypeError ou algo diferente.

Um ponto importante é a divisão inteira: em muitas linguagens, quando se efetua uma divisão entre dois inteiros, mesmo que o resultado seja um número fracionário, o resultado se dá somente com o número inteiro, sem vírgula. Em Python, o operador / já efetua uma divisão fracionária automaticamente, mesmo que os operandos sejam inteiros. Para utilizar a divisão inteira, faça desse modo:

#Veja:

ponto_flutuante = 11/4 # = 2,75

#Basta usar duas barras:
inteiro = 11//4 # = 2

Ao imprimir um float na tela, você poderá ver algo como:

#Veja:

preco_da_passagem = 110,1
gastos = 3 * preco_da_passagem
print(gastos)

# Output: 330.29999999999995

Isso é por conta da imprecisão do float. Vamos cobrir formas melhores e mais complexas de trabalhar com floats eventualmente, mas por agora, se contente com a função round(), que já vem implementada em Python. Para informações sobre a função, cheque a documentação de Python.

Strings​

Como já mencionado, strings são cadeias de caracteres.

Booleans​

Os valores booleanos são um tipo de dado em Python. São dois: True e False, respectivamente verdadeiro e falso, ou 1 e 0. São usados em determinações de expressões lógicas, retorno de funções, checadores de condições. Possuem, assim como os outros tipos, inúmeras aplicações.

Veja um exemplo:

dogs_are_cool = True

cats_are_ugly = False

expression = dogs_are_cool and cats_are_ugly # >>> False

Python tem diversos outros tipos de dados, mas não convém ao momento.

Entradas e Saídas de Dados (I/O)​

Existem duas funções clássicas para entrada e saída de dados. São básicas, mas poderosas.

Veja:

Função print()​

'''
Veja o funcionamento básico dessa função;
'''
cool_number = 33

print(cool_number) # >>> 33

'''
Você pode concatenar com uma mensagem, mas não esqueça de converter o dado para uma string;
'''

print("Meu número favorito é " + str(cool_number) + ".") # >>> Meu número favorito é 33.

A função print() já acompanha uma quebra de linha (\n) automaticamente. Para desabilitar a quebra de linha, faça:

print("Hello World", end="")
Curiosidade

Caso queira imprimir um texto colorido no terminal, você pode usar o padrão de representação cores ANSI, veja como:

print("\033[1;32m Hello World!") # >>> Hello World! em verde claro
'''
Veja: \033 é o caractere de escape. É o mesmo para todas as cores;
      1 para o estilo: normal;
      32 para a cor: verde claro
'''

Você pode trocar de cor para qualquer cor que quiser. Basta saber o código da cor.

Função input()​

Para receber uma entrada do usuário pelo terminal, podemos usar a função input(). Tem algumas coisas que precisamos saber sobre essa função antes de demonstrar.

Essa função recebe qualquer entrada como uma string automaticamente, mesmo se for um inteiro, um float ou um bool. Portanto, para utilizar um dado inserido, deve-se convertê-lo no tipo de dado que quer utilizar. Pode ser interessante checar também se o usuário deu uma entrada correta.

idade = input("Digite sua idade: ")
# Supondo que eu digitei 18:

idade_futura = int(idade) + 20

print("Em 20 anos você vai ter {idade_futura}!".format(idade_futura=idade_futura))
# >>> Em 20 anos você vai ter 38 anos!

Não se preocupe com a formatação usada nesse exemplo. Vamos falar desse método nas próximas seções.

Conclusão 🎑​

Bom, essa seção termina aqui. Caso tenha alguma dúvida que não conseguiu encontrar online, envie para raphaelsoaresbrasil@gmail.com. Obrigado pela atenção, e bons estudos.