Programmation Python/Modules

Fonctions

Exercices sur les bases du langage

Programmation Python

Partie 1 - Introduction

Partie 2 - Le langage

Partie 3 - Les bibliothèques

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Fonctions

Exercices sur les bases du langage

Définition

Vous avez déjà rencontré des fonctions intégrées au langage lui-même, comme la fonction len(), par exemple, qui permet de connaître la longueur d'une chaîne de caractères. Les fonctions intégrées au langage sont relativement peu nombreuses : ce sont seulement celles qui sont susceptibles d'être utilisées très fréquemment. Les autres sont regroupées dans des fichiers séparés que l'on appelle des modules.

Les modules sont donc des fichiers qui regroupent des ensembles de fonctions. En effet, il peut être commode de découper un programme important en plusieurs fichiers de taille modeste pour en faciliter la maintenance et le travail collectif. Une application Python typique sera alors constituée d'un programme principal accompagné de un ou plusieurs modules contenant chacun les définitions d'un certain nombre de fonctions accessoires.

Il existe un grand nombre de modules pré-programmés qui sont fournis d'office avec Python. Vous pouvez en trouver d'autres chez divers fournisseurs. Souvent on essaie de regrouper dans un même module des ensembles de fonctions apparentées que l'on appelle des bibliothèques.

Un module peut être appelé depuis plusieurs programmes, il s'agit d'un fichier .py commençant par son identité (qui ne contient pas de point).

N'importe quel fichier .py peut donc être appelé depuis un autre comme un module^[1]. Il peut contenir :

du script

des fonctions

des classes

...

Importer un module

Pour utiliser des fonctions de modules dans un programme, il faut au début du fichier importer ceux-ci.

Pour ce faire, utiliser la commande "import" :

import os
import codecs

Sur la même ligne (syntaxe déconseillée^[2]) :

import os, codecs

Ou encore en sélectionnant certains ou tous les éléments d'un fichier :

from pywikibot import *

À noter : cette dernière méthode est dangereuse, car des objets du module portant le même nom que des objets du programme peuvent s'écraser l'un l'autre. Mieux vaut donc les nommer explicitement :

from pywikibot import pagegenerators

Le module math, par exemple, est fournit avec Python, et contient les définitions de nombreuses fonctions mathématiques telles que sinus, cosinus, tangente, racine carrée, etc. Pour pouvoir utiliser ces fonctions, il vous suffit d'incorporer la ligne suivante au début de votre script :

from math import *

Dans le corps du script lui-même, vous écrirez par exemple :

racine = sqrt(nombre) pour assigner à la variable "racine" la racine carrée de nombre, sinusx = sin(angle) pour assigner à la variable "sinusx" le sinus de angle (en radians !), etc.

Modules personnalisés

Pour créer son propre module et l'importer dans un autre fichier, il faut :

Soit que le module existe sous la forme d'un fichier .py situé dans le même dossier que le fichier qui l'importe. Exemple :

import Fichier1
Fichier1.fonction1()

Pour changer le préfixe :

import Fichier1 as F1
F1.fonction1()

Pour supprimer le préfixe :

from Fichier1 import *
fonction1()

Soit qu'il soit dans un autre dossier du programme, contenant un fichier __init__.py joutant le rôle de relais en important tous fichiers situés à côté de lui, ce qui permettra à toutes les fonctions de ce dossier d'être accessibles par le nom du dossier. Exemple dans un dossier "lib" :

from Fichier1 import *
from Fichier2 import *
from Fichier3 import *

__all__ = ["Fichier1", "Fichier2", "Fichier3"]

Dans le dossier parent :

import lib
fonction1()

Liste des modules standards

Les modules standards les plus importants sont^[3] :

cgi
math
os
pickle
random
re
socket
sys
time
urllib

Exemple du module "math"

# Démo : utilisation des fonctions du module <math>

from math import *

nombre = 121
angle = pi/6	# soit 30° (la bibliothèque math inclut aussi la définition de pi) 
print 'racine carrée de', nombre, '=', sqrt(nombre)
print 'sinus de', angle, 'radians', '=', sin(angle)

L'exécution de ce script provoque l'affichage suivant :

racine carrée de 121 = 11.0
sinus de 0.523598775598 radians = 0.5

Ce court exemple illustre déjà fort bien quelques caractéristiques importantes des fonctions :

une fonction apparaît sous la forme d'un nom quelconque associé à des parenthèses. Exemple : sqrt()
dans les parenthèses, on transmet à la fonction un ou plusieurs arguments. Exemple : sqrt(121)
la fonction fournit une valeur de retour (on dira aussi qu'elle « renvoie » une valeur). Exemple : 11.0

Nous allons développer tout ceci dans les pages suivantes. Veuillez noter au passage que les fonctions mathématiques utilisées ici ne représentent qu'un tout premier exemple. Un simple coup d'œil dans la documentation des bibliothèques Python vous permettra de constater que de très nombreuses fonctions sont d'ores et déjà disponibles pour réaliser une multitude de tâches, y compris des algorithmes mathématiques très complexes (Python est couramment utilisé dans les universités pour la résolution de problèmes scientifiques de haut niveau). Il est donc hors de question de fournir ici une liste détaillée. Une telle liste est aisément accessible dans le système d'aide de Python :

Documentation HTML ® Python documentation ® Modules index ® math

Au chapitre suivant, nous apprendrons comment créer nous-mêmes de nouvelles fonctions.

Exercices

(Note : Dans tous ces exercices, utilisez la fonction raw_input() pour l'entrée des données)

Écrivez un programme qui convertisse en mètres par seconde et en km/h une vitesse fournie par l'utilisateur en miles/heure. (Rappel : 1 mile = 1609 mètres)
Écrivez un programme qui calcule le périmètre et l'aire d'un triangle quelconque dont l'utilisateur fournit les 3 côtés. (Rappel : l'aire d'un triangle quelconque se calcule à l'aide de la formule :
$S={\sqrt {d\times (d-a)\times (d-b)\times (d-c)}}$ dans laquelle d désigne la longueur du demi-périmètre, et a, b, c celles des trois côtés).
Écrivez un programme qui calcule la période d'un pendule simple de longueur donnée. La formule qui permet de calculer la période d'un pendule simple est $T=2\pi {\sqrt {\frac {l}{g}}}$ , l représentant la longueur du pendule et g la valeur de l'accélération de la pesanteur au lieu d'expérience.
Écrivez un programme qui permette d'encoder des valeurs dans une liste. Ce programme devrait fonctionner en boucle, l'utilisateur étant invité à entrer sans cesse de nouvelles valeurs, jusqu'à ce qu'il décide de terminer en frappant <enter> en guise d'entrée. Le programme se terminerait alors par l'affichage de la liste. Exemple de fonctionnement :
```
Veuillez entrer une valeur : 25
Veuillez entrer une valeur : 18
Veuillez entrer une valeur : 6284
Veuillez entrer une valeur :
[25, 18, 6284]
```

Solution

# Conversion de miles/heure en km/h et m/s

print "Veuillez entrer le nombre de miles parcourus en une heure : ",
ch = raw_input()            # en général préférable à input()
mph = float(ch)             # conversion de la chaîne entrée en nombre réel
mps = mph * 1609 / 3600     # conversion en mètres par seconde
kmph = mph * 1.609          # conversion en km/h
# affichage :
print mph, "miles/heure =", kmph, "km/h, ou encore", mps, "m/s"

# Périmètre et Aire d'un triangle quelconque

from math import sqrt

print "Veuillez entrer le côté a : "
a = float(raw_input())
print "Veuillez entrer le côté b : "
b = float(raw_input())
print "Veuillez entrer le côté c : "
c = float(raw_input())
d = (a + b + c)/2                # demi-périmètre
s = sqrt(d*(d-a)*(d-b)*(d-c))    # aire (suivant formule)

print "Longueur des côtés =", a, b, c
print "Périmètre =", d*2, "Aire =", s

Réfléchissez !

# Entrée d'éléments dans une liste

tt = []             # Liste à compléter (vide au départ)
ch = "start"        # valeur quelconque (mais non nulle) 
while ch != "":
    print "Veuillez entrer une valeur : "
    ch = raw_input()
    if ch != "":
        tt.append(float(ch))        # variante : tt.append(ch)    

# affichage de la liste :
print tt

Références

[1] (anglais) http://docs.python.org/2/tutorial/modules.html

[2] ttps://www.python.org/dev/peps/pep-0008/#imports

[3] ttp://www.python.org/doc/

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