TP-0 - C. Les celulles Code et le langange Python.

import sys #only needed to determine Python version number
print('Python version ' + sys.version)

%reset -f
%autosave 300

Python version 3.10.12 (main, Nov 20 2023, 15:14:05) [GCC 11.4.0]
Autosaving every 300 seconds

1 Les cellules Codes

Lorsqu’on ouvre un terminal, un programme interpréteur de commandes système est lancé et attend les commandes pour les exécuter. De la même façon, en arrière-plan d’un notebook, un interpréteur de code a été lancé et attend lui aussi qu’on lui donne du code. Dans le coin supérieur droit vous pouvez voir qu’il s’agit ici de l’interpréteur Python 3.

Un notebook est constitué de cellules successives. Les cellules pour écrire du code sont repérables par le prompt In[ ]. Essayons :

2/3

0.6666666666666666

Le texte 2 / 3 a été transmis à l’interpréteur Python 3. Il s’agit d’une expression Python 3 valide. L’interpréteur a donc pu l’évaluer. La valeur de l’expression (dont le type est ici un nombre flottant) est alors récupérée et représentée sous la forme du texte affiché à droite du prompt de sortie.

N’oubliez pas que vous êtes dans un notebook. Vous pouvez donc modifier l’expression ci-dessus et la ré-exécuter en appuyant sur [Shift-ENTER]. Le numéro entre crochet est un compteur. Il est incrémenté à chaque sollicitation de l’interpréteur.

h = 2+2

L’exécution de l’instruction ci-dessus n’a produit aucun résultat en sortie. Cette instruction a cependant eu un effet. Elle a modifié l’état de l’interpréteur. En interne, l’interpréteur a associé la valeur de l’expression 2+2 (c’est-à-dire le type entier 4) au nom hauteur.

On peut alors exécuter :

h = 2*h
h

8

Lorsque vous ouvrez un notebook vous le visualisez tel qu’il a été sauvegardé. Vous voyez en particulier les résultats des séquences de code qui ont été exécutées. Cependant, à l’ouverture du notebook, un nouvel interpréteur tout neuf est lancé. Vous devez donc exécuter à nouveau les cellules. Mais dans quel ordre? La réponse naturelle est “dans l’ordre où apparaissent les cellules”… mais cela suppose que la personne qui a réalisé le notebook a fait correctement les choses.

Pour commenter une ou plusieurs lignes, les selectionner et appuyer sur [Ctrl-/]:

1.1 Python

Le polycopié d’initiation à la programmation informatique avec Python de notre L1 Mathématiques est disponible sur Moodle à l’adresse suivante :

https://moodle.univ-tln.fr/course/view.php?id=4968

1.2 IPython

IPython est un environnement interactif de programmation en Python. Il est plus complet que l’interpréteur Python standard.

1.3 Les exceptions

Dans certaines situations, l’interpréteur peut s’interrompre en levant une exception. On en rencontre souvent, en particulier lorsque l’on commet des erreurs de programmation.

T = [18, 5, 3]
# T[3] # Décommenter la ligne pour voir l'exception

Pour comprendre ce qui a produit l’exception il faut :

• identifier le nom de l’exception, ici IndexError,
• lire le message associé, ici 'list index of range',
• identifier l’instruction qui l’a provoqué, ici l’évaluation de T[3] à la ligne 2.

Il se peut aussi que le code que l’on exécute ne se termine pas :

k = 1
# while k > 0:   # Décommenter pour voir l'exception
#     k = k + 1

Lorqu’une cellule de code s’exécute le prompt comporte une étoile In[ *]. Pour interrompre l’interpréteur, il suffit d’appuyer deux fois sur la touche I. Si cela s’avère nécessaire, il est également possible de redémarrer l’interpréteur. Pour cela il faut appuyer deux fois sur la touche 0. L’interpréteur se retrouve alors dans son état initial.

1.4 Entrée et sortie standard

Dans un programme Python la fonction print permet d’écrire sur la sortie standard.

print("Accueil s'écrit :")
for x in "accueil":
    print(x)

Accueil s'écrit :
a
c
c
u
e
i
l

Remarquez que l’exécution du code ci-dessus n’a retourné aucune valeur. Il n’y a pas de prompt Out[ ]. Remarquez aussi que chaque fonction print a également envoyé un caractère saut de ligne sur la sortie standard.

1.5 L’aide en ligne IPython

• L’auto-complétion Lorsque vous commencez à saisir un nom connu de l’interpréteur, l’appui sur la touche [TAB] complète le nom automatiquement. Si plusieurs noms sont possibles un menu contextuel vous propose de choisir. Ceci économise de la frappe tout en évitant les erreurs d’orthographe dans les noms des variables.
• Les infobulles Lorsque le curseur de saisie est sur un nom connu de l’interpréteur (ou immédiatement à droite), l’appui sur [Shift-TAB] affiche une infobulle qui donne un descriptif succinct de l’objet désigné par ce nom. C’est un moyen rapide de vérifier par exemple quels sont les arguments qui sont attendus par une fonction.
• Documentation en ligne Pour lire la documentation en ligne concernant un objet python (module, fonction, classe, etc), il suffit d’ajouter un ? juste après le nom et d’appuyer sur la touche [Enter]. Un pager s’ouvre alors avec la dite documentation.

?abs

Signature: abs(x, /)
Docstring: Return the absolute value of the argument.
Type:      builtin_function_or_method

1.6 Les commandes systèmes

Lorsque le texte de la cellule débute par un ! alors IPython en déduit que le reste du texte n’est pas du code python mais une commande système qui doit être exécutée par le Shell. Autrement dit IPython peut se substituer au terminal.

# Liste le contenu du dossier courant
!ls -l

total 96
drwxr-xr-x 2 minnolina minnolina  4096 déc.  12  2019 Images
-rw-rw-r-- 1 minnolina minnolina 18450 mars  18  2020 run_code_cell_image.png
-rw-r--r-- 1 minnolina minnolina 11839 mars  22 09:59 TP0-A-Notebook.ipynb
-rw-rw-r-- 1 minnolina minnolina 31280 mars  22 10:03 TP0-B-Markdown.ipynb
-rw-r--r-- 1 minnolina minnolina 27419 mars  22 10:04 TP0-C-Python.ipynb

1.7 Les commandes magiques de IPython

Les commandes magiques sont un ensemble de commandes spécifiques aux notebook précédées de %.

Voici quelque commande magique qu’on utilisera pour nos notebook.

1.7.1 Les commandes %matplotlib inline & %matplotlib notebook

Si la commande magique %matplotlib est appelée sans argument, la sortie d’une commande de traçage est affichée à l’aide du backend matplotlib par défaut dans une fenêtre séparée.

Alternativement, le backend peut être explicitement demandé en utilisant, par exemple:

• %matplotlib inline : la sortie est affichée directement sous la cellule de code qui l’a produite,
• %matplotlib notebook : la sortie est affichée directement sous la cellule de code qui l’a produite et, de plus, permet des figures interactives.

%matplotlib inline

from matplotlib.pyplot import plot
plot([1,2],[3,4]);

1.7.2 %autosave 300

Sauvegarde automatiquement le notebook tous les 300 secondes (=5 minues)

1.7.3 %who, %whos et %reset

• %who, %whos affichent la liste les variables en mémoire pour la session courante et des variables et objets persistants.
• %reset efface les variables définies;
• %reset -f efface les variables définies sans demander confirmation.

%who

T    h   k   plot    x   

%reset -f

%who

Interactive namespace is empty.

1.8 Références

• https://jupyter-notebook.readthedocs.io/en/stable/examples/Notebook/examples_index.html
• Ce qu’on peut écrire en Markdown et en \(\LaTeX\) dans les notebooks Jupyter et ce qu’on peut faire dans les cellules de code dans cette
• https://github.com/adam-p/markdown-here/wiki/Markdown-Here-Cheatsheet