Les types de base: numériques, string, booléens

En python, les objets natifs de base ont pour type:

• nombre entier: integer ou int en Python
• nombre réel décimal: float
• chaine de caractères: str
• les valeurs logiques: booléen bool

Lorsque l’on présente une valeur dans le programme, le langage s’adapte selon le type, comme on le verra plus loin.

Pour vérifier le type d’un objet, on utilise la fonction type

Exemples

> type(12)
int
> type(12.0)
float

Les nombres entiers et décimaux

Un entier: type int C’est un nombre qui n’a pas de point décimal. Les algorithmes utilisent en général des entiers, ce qui est avantageux pour les opérations de comparaison comme == ou !=.

valeurs possibles: 1, 2492042932330932, -23,...

expressions possibles: 13+3928, 34*2+10//3, 12%5, 2**8, ...

Un entier peut avoir une valeur aussi grande que celle que la machine peut stocker. Pour un nombre entier non signé, stocké sur 32 bits, cette valeur maximale vaut $2^{32}-1$

un nombre entier négatif: type int s’écrit avec un $-$ devant: $-10$ par exemple. Les entiers signés, codés sur 32 bits ont des valeurs qui s’étendent entre $[-2^{31},2^{31}-1]$

un nombre décimal: type float s’écrit avec un point comme séparateur, comme par exemple: 6.02

Les nombres exprimés avec l’opérateur e (puissance de 10), sont aussi des float, des décimaux:

> a = 12e3 # a vaut 12000
> print(a)
12000.0
> type(a)
float

Les float en Python ont une précision limité. Ils sont généralement codés sur 15 chiffres significatifs et encodés sur 53 bits.

Chaine de caractère

C’est une séquence constituée d’un ou plusieurs caractères, entourés de guillemets simples ou doubles.

Notez que des chiffres mis entre guillemets sont des chaines de caractères et ne peuvent pas être manipulés comme des nombres (voir plus loin).

Exemples

"Bonjour"
'Hello'
"18"
"Un longue chaine de caractères"
'une autre chaine'

Certains caractères spéciaux ne sont pas affichés, mais permettent la mise en forme:

• Par exemple, les caractères \n:

> citation_python = 'je disais, "être ou ne pas être,\ntelle est la question"'
> print(citation_python)
# affiche
être ou ne pas être,
telle est la question

• L’addition de chaines se fait avec l’opérateur +

> print("Bonjour"+"Hello")
BonjourHello

• Ou bien avec des accolades {} dans une expression formatée. Exemple:

m = 100
Ec = 1200
resultat = "Pour le systeme m = {} et E = {}".format(m,Ec)
print(resultat)
# affiche
# Pour le systeme m = 100 et E = 1200

Les valeurs logiques

Ce sont les valeurs True et False. On peut les combiner dans des formules logiques avec les opérateurs not, and, or.

Une opération de comparaison, utilisant les signes ==, ‘!=’, >, >=, <, <= retourne un booléen True ou `False.

Expressions possibles: 0 == 0, 8+1 == 2 * 3, 13 >= a, ...

Le booléen permet un branchement dans un algorithme (voir les structures conditionnelles). Exemples:

if True:
  # instruction 1
else:
  # instruction 2

# execution du bloc d'instruction 1

if False:
  # instruction 1
else:
  # instruction 2

# execution du bloc d'instruction 2

On peut souhaiter executer infiniment le même bloc d’instructions:

while True:
  # bloc d'instructions

Les opérations de base

1. Un langage informatique permet de réaliser des opérations sur des valeurs. L’écriture de ces opérations peut différer de ce que l’on écrit avec la calculatrice. Voici la liste des opérateurs en Python:

2. Ces opérateurs peuvent aussi être appliqués sur des chaines de caractères.

3. Un nombre ne peut pas être ajouté à une chaine de caractères:

10 + "x"
# retourne
...
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str' )

4. Opérations logiques Une opération logique consiste à comparer 2 valeurs et tester si celles-ci sont égales, ou s’il y a une relation d’ordre entre elles. Le résultat d’une opération logique ne peut être que True ou False:

ainsi, pour tester l’égalité entre 3 et 1+2, on peut écrire en python:

3 == 1+2
# retourne 
True
3 == 1+1
# retourne
False
3 > 1+1
# retourne 
True

Remarque: Le test de l’égalité n’est pas adapté pour les nombres réels. Seulement pour les nombres entiers. Ainsi, en Python, l’opération 0.1*3 == 0.3 renvoie … False!

Travaux pratiques

Au choix:

• Ouvrir une console python dans winpython > python QTConsole

• Ouvrir un shell python: dans Pyzo ou Spyder par exemple.

Opérations avec des nombres

Tester les opérations suivantes dans l’editeur Python et répondez aux questions:

• Question a: Quel est le rôle pour chacun de ces opérateurs? Que donne N%2 pour N pair; pour N impair?
• Question b: Calculer à l’aide de la console le résultat de: $11,27 \times \tfrac{9.10^{21}}{10^4}$. Ecrivez sur votre cahier l’expression utilisée en python pour effectuer ce calcul, ainsi que le résultat, exprimé en langage mathématique.
• Question c: Quelles sont les différentes manières d’écrire $9.10^{21}$ en python?

Opérations de comparaisons

à tester dans l’éditeur Python:

• Question d: Quel opérateur est prioritaire entre / et +? Comme par exemple dans le calcul 2*(50/2+3)
• Question e: Quel résultat donne 0.1 == 0.3/3? Expliquer.

Opérations sur les chaines de caractères

à tester dans l’éditeur Python:

• Question f: à partir des exemples proposés, expliquer ce que réalisent les opérateurs + et * avec les chaines de caractères.

On peut aussi réaliser les opérations de comparaison >, <, ==, !=sur les chaines. Et aussi le test d’appartenance in, not in. Ces opérations retournent un booléen.

• comparaison d’ordre: "A" < "B" vaut True, "Ab" < "A" vaut False.
• d’égalité: "HA" == "ha" vaut False

L’opérateur in permet de tester si une suite de caractères se trouve dans un chaine:

• "ou" in "jour" vaut True

• "ou" not in "jour" vaut False

• Question g: que valent chacune des opérations:

  • "A" == "a"
  • "Ab" > "Ac"
  • "Ab" > "A"
  • "Books" > "Money"
  • "Bo" in "Books"
  • "Bk" in "Books"

• Question h: Quelle erreur est retournée par l’opération "bonjour tous les " +2? (relever la fin du Traceback à partir de TypeError…)

Opérations logiques

à tester dans l’éditeur Python:

• Question i: Que vaut not True and False? Et not (True and False)? Pourquoi?

Portfolio

• Quels sont les types primitifs vus dans cette leçon? Faire un tableau avec le symbole de tous les opérateurs vus pour chacun de ces types.
• Que donne l’instruction: type(123e3)
• Quelle valeur maximale peut prendre un entier signé codé sur 32 bits?
• Pour les entiers, donner un exemple d’utilisation de l’opérateur // et de l’opérateur %
• Que donne x%2 si x est pair? Si x est impair?
• Pour les chaines de caractères, qu’est-ce qu’une concaténation?
• Donner un exemple d’utilisation du mot clé in
• Donner un exemple de comparaison d’ordre lexicographique entre chaines de caractères.
• Soit l’opération logique ci-contre:

S and not P

S peut prendre l’une des 2 valeurs logiques True ou False. De même que P.

Evaluer cette expression pour chaque combinaison de valeurs pour S et P. Par exemple, pour S = True et P = True, cette expression devient True and not True, qui est alors evaluée à False.

Résumer dans un tableau.

• Donner la valeur de S et de P pour représenter l’information suivante:

le temps est ensoleillée (S) et il n’y a pas de pluie (P)

• Donner alors la valeur retournée par l’opération logique S and not P

Liens

• TP1 sur les opérations et types de base
• TP2 sur les variables
• cours: structures conditionnelles
• TP3 conditions et fonctions
• TP4 Boucles non bornées - while