01. Introdução ao Python, Variáveis e Operações Matemáticas

O Python

O nome Python teve a sua origem no grupo humorístico britânico Monty Python (se tiver curiosidade, é possível encontrar alguns títulos no Netflix).

A linguagem Python foi desenvolvida por Guido van Rossum no início da década de 1990. Apesar de ser uma linguagem relativamente antiga, o seu uso apresentou um crescimento significativo nos últimos anos e é hoje uma das linguagens de programação mais populares no mundo, sendo amplamente utilizada por grandes empresas como Google, Netflix, Nasa, Dropbox, e muitos outros.

Neste primeiro handout vamos desenvolver nossos primeiros programas em Python, utilizando os seguintes conceitos básicos de programação: operações matemáticas, variáveis e funções.

Instalação

Existem diversas formas de instalar o Python. Recomendamos a instalação através do Anaconda, que já inclui o Python e alguns módulos adicionais que serão úteis em outras disciplinas. Para isso, acesse o link de instalação referente ao seu sistema operacional:

• Windows: https://docs.anaconda.com/anaconda/install/windows/
• macOS: https://docs.anaconda.com/anaconda/install/mac-os/
• Linux: https://docs.anaconda.com/anaconda/install/linux/

Para escrever e editar o nosso código será necessário utilizarmos um editor de código. Existem diversas alternativas, mas nesta disciplina focaremos no Visual Studio Code (VS Code), um dos editores mais populares atualmente. Veremos que o código é essencialmente texto, então poderíamos utilizar qualquer editor de texto disponível, mas editores como o VS Code possuem diversas ferramentas que facilitam o desenvolvimento.

É provável que o VS Code já tenha sido instalado juntamente com o Anaconda. Para verificar, abra o Anaconda Navigator (um programa instalado com o Anaconda), procure pelo VS Code e clique em Launch. Se ele mostrar a opção de instalar, você pode instalá-lo pelo próprio Anaconda Navigator. Caso contrário, você pode fazer o download no seguinte link: https://code.visualstudio.com/Download

Olá Mundo!

Quando vamos aprender uma nova linguagem de programação é comum escrevermos um primeiro programa que, ao ser executado, mostra na tela o texto Hello, world! ("Olá, mundo!"). Apesar de ser um programa muito simples, ele já nos permite começar a compreender dois aspectos da linguagem:

1. Qual é a "cara" da linguagem, ou seja, qual é a estrutura básica do código.
2. Como executar um programa escrito nessa linguagem.

Então mãos à obra!

Entendendo nosso primeiro programa

Nosso código possui apenas uma linha, mas já contém diversos conceitos importantes. Não se preocupe se não entender toda a explicação a seguir, tudo ficará mais claro conforme formos aprendendo mais. A linha print('Hello, world!') pode ser lida como: "Python, por favor, mostre na tela o texto Hello, world!. Vamos por partes.

Comecemos pela a função print. Essa função é utilizada para mostrar texto no terminal. Podemos entender uma função como um comando do Python, ou seja, estamos dizendo para o Python fazer algo. A ação de mostrar algo na tela depende de uma informação adicional: o que deve ser mostrado. Essa informação da qual a ação depende é chamada de argumento da função. No nosso exemplo, o argumento da função print é o texto 'Hello, world!'.

Um último detalhe importante é o uso das aspas. Para indicar que Hello, world! é um texto nós utilizamos aspas, que podem ser simples ou duplas. Isso é muito importante, pois o que estiver entre aspas será considerado pelo Python como texto (que chamamos de string) e não como um comando (por exemplo a função print).

"""
Programa que escreve "Hello, world!" no console.
Serve para verificar se conseguimos usar o Python pela primeira vez.

@author: Profs. Design de Software
"""

print('Hello, world!')

Operações matemáticas

Queremos usar o Python para fazer algo além de só mostrar um texto na tela. Para isso vamos começar aprendendo sobre como realizar operações matemáticas.

print('Usando alguns operadores numéricos:')
print(2 + 3)
print(2 - 3)
print(2 * 3)
print(2 ** 3)

print(7 / 3)
print(7 // 3)
print(7 % 3)

print((1 + 2) * (-3 - 2))

"""
Programa para demonstrar alguns operadores numéricos.

@author: Profs. Design de Software
"""

print('Usando alguns operadores numéricos:')
print(2 + 3)  # Soma.
print(2 - 3)  # Subtração.
print(2 * 3)  # Multiplicação.
print(2 ** 3)  # Potenciação ou exponenciação.

# Operadores de divisão
print(7 / 3)  # Divisão.
print(7 // 3)  # Divisão inteira: quociente.
print(7 % 3)  # Resto da divisão inteira.

# É possível utilizar parênteses para modificar a ordem
# de aplicação das operações.
print((1 + 2) * (-3 - 2))  # Parênteses.

A ordem de prioridade dos operadores em Python segue a convenção matemática do PEMDAS:

• Parênteses têm a maior prioridade e pode ser usado para forçar uma expressão a ser avaliada na ordem que você quiser.
• Exponenciação tem a próxima precedência mais alta.
• Multiplicação e
• Divisão têm a mesma precedência, que é maior do que a
• Adição e
• Subtração.

Além disso, as operações de mesma prioridade são avaliadas da esquerda para a direita.

Variáveis

Podemos armazenar valores ou resultados de expressões matemáticas em variáveis. Uma variável é como se fosse uma caixa com uma etiqueta com o seu nome. O conteúdo armazenado na caixa pode ser acessado a partir do nome em sua etiqueta. Considere o exemplo a seguir:

x = 5
print(x)

Devemos ler a primeira linha como: "a variável x recebe o valor 5". É como se disséssemos: "interpretador Python, por favor, crie na memória do computador uma caixa chamada x e guarde lá dentro o valor 5."

A linha seguinte pede para o Python imprimir o conteúdo da variável x, nesse caso, 5. Assim, o Python vai escrever 5 no terminal.

Podemos usar variáveis dentro de outras expressões. Por exemplo:

x = 3
y = 4
z = x * y

print('O retângulo de lados {0} e {1} tem área {2}'.format(x, y, z))