Apprendre à programmer avec Python

Sauf mention explicite, les instructions d'un programme s'exécutent les unes après les autres, dans l'ordre où elles ont été écrites à l'intérieur du script.

Le « chemin » suivi par Python à travers un programme est appelé un flux d'instructions, et les constructions qui le modifient sont appelées des instructions de contrôle de flux.

Python exécute normalement les instructions de la première à la dernière, sauf lorsqu'il rencontre une instruction conditionnelle comme l'instruction if décrite ci-après (nous en rencontrerons d'autres plus loin, notamment à propos des boucles de répétition). Une telle instruction va permettre au programme de suivre différents chemins suivant les circonstances.

10 Tel qu'il est utilisé ici, le terme de séquence désigne donc une série d'instructions qui se suivent. Nous préférerons dans la suite de cet ouvrage réserver ce terme à un concept Python précis, lequel englobe les chaînes de caractères, les tuples et les listes (voir plus loin).

Si nous voulons pouvoir écrire des applications véritablement utiles, il nous faut des techniques permettant d'aiguiller le déroulement du programme dans différentes directions, en fonction des circonstances rencontrées. Pour ce faire, nous devons disposer d'instructions capables de tester une certaine condition et de modifier le comportement du programme en conséquence.

La plus simple de ces instructions conditionnelles est l'instruction if. Pour expérimenter son fonctionnement, veuillez entrer dans votre éditeur Python les deux lignes suivantes :

>>> a = 150
>>> if (a > 100):
...

La première commande affecte la valeur 150 à la variable a. Jusqu'ici rien de nouveau.
Lorsque vous finissez d'entrer la seconde ligne, par contre, vous constatez que Python réagit d'une nouvelle manière. En effet, et à moins que vous n'ayez oublié le caractère « : » à la fin de la ligne, vous constatez que le prompt principal (>>>) est maintenant remplacé par un prompt secondaire constitué de trois points¹¹.

Si votre éditeur ne le fait pas automatiquement, vous devez à présent effectuer une tabulation (ou entrer 4 espaces) avant d'entrer la ligne suivante, de manière à ce que celle-ci soit indentée (c'est-àdire en retrait) par rapport à la précédente. Votre écran devrait se présenter maintenant comme suit :

>>> a = 150
>>> if (a > 100):
...     print "a dépasse la centaine"
...

Frappez encore une fois <Enter>. Le programme s'exécute, et vous obtenez :

a dépasse la centaine

Recommencez le même exercice, mais avec a = 20 en guise de première ligne : cette fois Python n'affiche plus rien du tout.

L'expression que vous avez placée entre parenthèses est ce que nous appellerons désormais une condition. L'instruction if permet de tester la validité de cette condition. Si la condition est vraie, alors l'instruction que nous avons indentée après le « : » est exécutée. Si la condition est fausse, rien ne se passe. Notez que les parenthèses utilisées ici sont optionnelles sous Python. Nous les avons utilisées pour améliorer la lisibilité. Dans d'autres langages, il se peut qu'elles soient obligatoires.

Recommencez encore, en ajoutant deux lignes comme indiqué ci-dessous. Veillez bien à ce que la quatrième ligne débute tout à fait à gauche (pas d'indentation), mais que la cinquième soit à nouveau indentée (de préférence avec un retrait identique à celui de la troisième) :

>>> a = 20
>>> if (a > 100):
...     print "a dépasse la centaine"
... else:
...     print "a ne dépasse pas cent"
...

Frappez <Enter> encore une fois. Le programme s'exécute, et affiche cette fois :

a ne dépasse pas cent

Comme vous l'aurez certainement déjà compris, l'instruction else (« sinon », en anglais) permet de programmer une exécution alternative, dans laquelle le programme doit choisir entre deux possibilités. On peut faire mieux encore en utilisant aussi l'instruction elif (contraction de « else if ») :

>>> a = 0
>>> if a > 0 :
...     print "a est positif"
... elif a < 0 :
...     print "a est négatif"
... else:
...     print "a est nul"
...

11 Dans certaines versions de l'éditeur Python pour Windows, le prompt secondaire n'apparaît pas.

La condition évaluée après l'instruction if peut contenir les opérateurs de comparaison suivants :

x == y 				# x est égal à y
x != y 				# x est différent de y
x > y 				# x est plus grand que y
x < y 				# x est plus petit que y
x >= y 				# x est plus grand que, ou égal à y
x <= y 				# x est plus petit que, ou égal à y

Exemple :

>>> a = 7
>>> if (a % 2 == 0):
...     print "a est pair"
...     print "parce que le reste de sa division par 2 est nul"
... else:
...     print "a est impair"
...

Notez bien que l'opérateur de comparaison pour l'égalité de deux valeurs est constitué de deux signes « égale » et non d'un seul¹². (Le signe « égale » utilisé seul est un opérateur d'affectation, et non un opérateur de comparaison. Vous retrouverez le même symbolisme en C++ et en Java).

12 Rappel : l'opérateur % est l'opérateur modulo : il calcule le reste d'une division entière. Ainsi par exemple, a % 2 fournit le reste de la division de a par 2.

La construction que vous avez utilisée avec l'instruction if est votre premier exemple d'instruction composée. Vous en rencontrerez bientôt d'autres. Sous Python, toutes les instructions composées ont toujours la même structure : une ligne d'en-tête terminée par un double point, suivie d'une ou de plusieurs instructions indentées sous cette ligne d'en-tête. Exemple :

Ligne d'en-tête:
    première instruction du bloc
    ... ...
    ... ...
    dernière instruction du bloc

S'il y a plusieurs instructions indentées sous la ligne d'en-tête, elles doivent l'être exactement au même niveau (comptez un décalage de 4 caractères, par exemple). Ces instructions indentées constituent ce que nous appellerons désormais un bloc d'instructions. Un bloc d'instructions est une suite d'instructions formant un ensemble logique, qui n'est exécuté que dans certaines conditions définies dans la ligne d'en-tête. Dans l'exemple du paragraphe précédent, les deux lignes d'instructions indentées sous la ligne contenant l'instruction if constituent un même bloc logique : ces deux lignes ne sont exécutées - toutes les deux - que si la condition testée avec l'instruction if se révèle vraie, c'est-à-dire si le reste de la division de a par 2 est nul.

Il est parfaitement possible d'imbriquer les unes dans les autres plusieurs instructions composées, de manière à réaliser des structures de décision complexes. Exemple :

if embranchement == "vertébrés":                    # 1
    if classe == "mammifères":                      # 2
        if ordre == "carnivores":                   # 3
            if famille == "félins":                 # 4
                print "c'est peut-être un chat"     # 5
        print "c'est en tous cas un mammifère"      # 6
    elif classe == 'oiseaux':                       # 7
        print "c'est peut-être un canari"           # 8
print"la classification des animaux est complexe"   # 9

Analysez cet exemple. Ce fragment de programme n'imprime la phrase « c'est peut-être un chat » que dans le cas où les quatre premières conditions testées sont vraies.

Pour que la phrase « c'est en tous cas un mammifère » soit affichée, il faut et il suffit que les deux premières conditions soient vraies. L'instruction d'affichage de cette phrase (ligne 4) se trouve en effet au même niveau d'indentation que l'instruction : if ordre == "carnivores": (ligne 3). Les deux font donc partie d'un même bloc, lequel est entièrement exécuté si les conditions testées aux lignes 1 & 2 sont vraies.

Pour que la phrase « c'est peut-être un canari » soit affichée, il faut que la variable embranchement contienne « vertébrés », et que la variable classe contienne « oiseaux ».

Quant à la phrase de la ligne 9, elle est affichée dans tous les cas, parce qu'elle fait partie du même bloc d'instructions que la ligne 1.

Tout ce qui précède nous amène à faire le point sur quelques règles de syntaxe :

3-6-1. Les limites des instructions et des blocs sont définies par la mise en page▲

3-6-2. Instruction composée = En-tête , double point , bloc d'instructions indenté▲

Nous aurons de nombreuses occasions d'approfondir le concept de « bloc d'instructions » et de faire des exercices à ce sujet, dès le chapitre suivant.

Le schéma ci-contre en résume le principe.

Les blocs d'instructions sont toujours associés à une ligne d'en-tête contenant une instruction bien spécifique (if, elif, else, while, def, ...) se terminant par un double point. Les blocs sont délimités par l'indentation : toutes les lignes d'un même bloc doivent être indentées exactement de la même manière (c'est-à-dire décalées vers la droite d'un même nombre d'espaces14). Le nombre d'espaces à utiliser pour l'indentation est quelconque, mais la plupart des programmeurs utilisent des multiples de 4. Notez que le code du bloc le plus externe (bloc 1) ne peut pas lui-même être écarté de la marge de gauche (Il n'est imbriqué dans rien).

14 Vous pouvez aussi indenter à l'aide de tabulations, mais alors vous devrez faire très attention à ne pas utiliser tantôt des espaces, tantôt des tabulations pour indenter les lignes d'un même bloc. En effet, et même si le résultat paraît identique à l'écran, espaces et tabulations sont des codes binaires distincts : Python considérera donc que ces lignes indentées différemment font partie de blocs différents. Il peut en résulter des erreurs difficiles à déboguer. En conséquence, la plupart des programmeurs préfèrent se passer des tabulations. Si vous utilisez un éditeur "intelligent", vous pouvez escamoter le problème en activant l'option "Remplacer les tabulations par des espaces".

3-6-3. Les espaces et les commentaires sont normalement ignorés▲