3. Uma introdução informal ao Python

Nos exemplos seguintes, pode-se distinguir entrada e saída pela presença ou ausência dos prompts (>>> e …): para repetir o exemplo, você deve digitar tudo após o prompt, quando o mesmo aparece; linhas que não começarem com um prompt são na verdade as saídas geradas pelo interpretador. Observe que quando aparece uma linha contendo apenas o prompt secundário você deve digitar uma linha em branco; é assim que se encerra um comando de múltiplas linhas.

Muitos dos exemplos neste manual, até mesmo aqueles digitados interativamente, incluem comentários. Comentários em Python são iniciados pelo caractere #, e se estendem até o final da linha física. Um comentário pode aparecer no início da linha, depois de um espaço em branco ou código, mas nunca dentro de uma string literal. O caractere # em uma string literal não passa de um caractere #. Uma vez que os comentários são usados apenas para explicar o código e não são interpretados pelo Python, eles podem ser omitidos ao digitar os exemplos.

Alguns exemplos:

# this is the first comment
spam = 1  # and this is the second comment
          # ... and now a third!
text = "# This is not a comment because it's inside quotes."

3.1. Usando Python como uma calculadora

Vamos experimentar alguns comandos simples em Python. Inicie o interpretador e aguarde o prompt primário, >>>. (Não deve demorar muito.)

3.1.1. Números

O interpretador funciona como uma calculadora bem simples: você pode digitar uma expressão e o resultado será apresentado. A sintaxe de expressões é a usual: operadores +, -, * e / funcionam da mesma forma que em outras linguagens tradicionais (por exemplo, Pascal ou C); parênteses (()) podem ser usados para agrupar expressões. Por exemplo:

>>> 2 + 2
4
>>> 50 - 5*6
20
>>> (50 - 5.0*6) / 4
5.0
>>> 8 / 5.0
1.6

Os números inteiros (ex. 2, 4, 20) são do tipo int, aqueles com parte fracionária (ex. 5.0, 1.6) são do tipo float. Veremos mais sobre tipos numéricos posteriormente neste tutorial.

The return type of a division (/) operation depends on its operands. If both operands are of type int, floor division is performed and an int is returned. If either operand is a float, classic division is performed and a float is returned. The // operator is also provided for doing floor division no matter what the operands are. The remainder can be calculated with the % operator:

>>> 17 / 3  # int / int -> int
5
>>> 17 / 3.0  # int / float -> float
5.666666666666667
>>> 17 // 3.0  # explicit floor division discards the fractional part
5.0
>>> 17 % 3  # the % operator returns the remainder of the division
2
>>> 5 * 3 + 2  # result * divisor + remainder
17

Com Python, podemos usar o operador ** para calcular potências 1:

>>> 5 ** 2  # 5 squared
25
>>> 2 ** 7  # 2 to the power of 7
128

O sinal de igual ('=') é usado para atribuir um valor a uma variável. Depois de uma atribuição, nenhum resultado é exibido antes do próximo prompt:

>>> width = 20
>>> height = 5 * 9
>>> width * height
900

Se uma variável não é “definida” (não tem um valor atribuído), tentar utilizá-la gerará um erro:

>>> n  # try to access an undefined variable
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'n' is not defined

Há suporte completo para ponto flutuante (float); operadores com operandos de diferentes tipos convertem o inteiro para ponto flutuante:

>>> 3 * 3.75 / 1.5
7.5
>>> 7.0 / 2
3.5

No modo interativo, o valor da última expressão exibida é atribuída a variável _. Assim, ao utilizar Python como uma calculadora, fica mais fácil prosseguir com os cálculos, por exemplo:

>>> tax = 12.5 / 100
>>> price = 100.50
>>> price * tax
12.5625
>>> price + _
113.0625
>>> round(_, 2)
113.06

Essa variável especial deve ser tratada como somente para leitura pelo usuário. Nunca lhe atribua explicitamente um valor — do contrário, estaria criando uma outra variável (homônima) independente, que mascararia a variável especial com seu comportamento mágico.

Além de int e float, o Python suporta outros tipos de números, tais como Decimal e Fraction. O Python também possui suporte nativo a números complexos, e usa os sufixos j ou J para indicar a parte imaginária (por exemplo, 3+5j).

3.1.2. Strings

Além de números, Python também pode manipular strings (sequências de caracteres), que podem ser expressas de diversas formas. Elas podem ser delimitadas por aspas simples ('...') ou duplas ("...") e teremos o mesmo resultado 2. \ pode ser usada para escapar aspas:

>>> 'spam eggs'  # single quotes
'spam eggs'
>>> 'doesn\'t'  # use \' to escape the single quote...
"doesn't"
>>> "doesn't"  # ...or use double quotes instead
"doesn't"
>>> '"Yes," they said.'
'"Yes," they said.'
>>> "\"Yes,\" they said."
'"Yes," they said.'
>>> '"Isn\'t," they said.'
'"Isn\'t," they said.'

In the interactive interpreter, the output string is enclosed in quotes and special characters are escaped with backslashes. While this might sometimes look different from the input (the enclosing quotes could change), the two strings are equivalent. The string is enclosed in double quotes if the string contains a single quote and no double quotes, otherwise it is enclosed in single quotes. The print statement produces a more readable output, by omitting the enclosing quotes and by printing escaped and special characters:

>>> '"Isn\'t," they said.'
'"Isn\'t," they said.'
>>> print '"Isn\'t," they said.'
"Isn't," they said.
>>> s = 'First line.\nSecond line.'  # \n means newline
>>> s  # without print, \n is included in the output
'First line.\nSecond line.'
>>> print s  # with print, \n produces a new line
First line.
Second line.

Se não quiseres que os caracteres sejam precedidos por \ para serem interpretados como caracteres especiais, poderás usar strings raw (N.d.T: “crua” ou sem processamento de caracteres de escape) adicionando um r antes da primeira aspa:

>>> print 'C:\some\name'  # here \n means newline!
C:\some
ame
>>> print r'C:\some\name'  # note the r before the quote
C:\some\name

As strings literais podem abranger várias linhas. Uma maneira é usar as aspas triplas: """...""" ou '''...'''. O fim das linhas é incluído automaticamente na string, mas é possível evitar isso adicionando uma \ no final. O seguinte exemplo:

print """\
Usage: thingy [OPTIONS]
     -h                        Display this usage message
     -H hostname               Hostname to connect to
"""

produz a seguinte saída (observe que a linha inicial não está incluída):

Usage: thingy [OPTIONS]
     -h                        Display this usage message
     -H hostname               Hostname to connect to

Strings podem ser concatenadas (coladas) com o operador +, e repetidas com *:

>>> # 3 times 'un', followed by 'ium'
>>> 3 * 'un' + 'ium'
'unununium'

Duas ou mais strings literais (ou seja, entre aspas) ao lado da outra são automaticamente concatenados.

>>> 'Py' 'thon'
'Python'

Esse recurso é particularmente útil quando você quer quebrar strings longas:

>>> text = ('Put several strings within parentheses '
...         'to have them joined together.')
>>> text
'Put several strings within parentheses to have them joined together.'

Isso só funciona com duas strings literais, não com variáveis ou expressões:

>>> prefix = 'Py'
>>> prefix 'thon'  # can't concatenate a variable and a string literal
  ...
SyntaxError: invalid syntax
>>> ('un' * 3) 'ium'
  ...
SyntaxError: invalid syntax

Se você quiser concatenar variáveis ou uma variável e uma literal, use +:

>>> prefix + 'thon'
'Python'

As strings podem ser indexadas (subscritas), com o primeiro caractere como índice 0. Não existe um tipo específico para caracteres; um caractere é simplesmente uma string cujo tamanho é 1:

>>> word = 'Python'
>>> word[0]  # character in position 0
'P'
>>> word[5]  # character in position 5
'n'

Índices também podem ser números negativos para iniciar a contagem pela direita:

>>> word[-1]  # last character
'n'
>>> word[-2]  # second-last character
'o'
>>> word[-6]
'P'

Note que dado que -0 é o mesmo que 0, índices negativos começam em -1.

In addition to indexing, slicing is also supported. While indexing is used to obtain individual characters, slicing allows you to obtain a substring:

>>> word[0:2]  # characters from position 0 (included) to 2 (excluded)
'Py'
>>> word[2:5]  # characters from position 2 (included) to 5 (excluded)
'tho'

Observe como o início sempre está incluído, e o fim sempre é excluído. Isso garante que s[:i] + s[i:] seja sempre igual a s:

>>> word[:2] + word[2:]
'Python'
>>> word[:4] + word[4:]
'Python'

Os índices do fatiamento possuem padrões úteis; um primeiro índice omitido padrão é zero, um segundo índice omitido é por padrão o tamanho da string sendo fatiada:

>>> word[:2]   # character from the beginning to position 2 (excluded)
'Py'
>>> word[4:]   # characters from position 4 (included) to the end
'on'
>>> word[-2:]  # characters from the second-last (included) to the end
'on'

Uma maneira de lembrar como fatias funcionam é pensar que os índices indicam posições entre caracteres, onde a borda esquerda do primeiro caractere é 0. Assim, a borda direita do último caractere de uma string de comprimento n tem índice n, por exemplo:

 +---+---+---+---+---+---+
 | P | y | t | h | o | n |
 +---+---+---+---+---+---+
 0   1   2   3   4   5   6
-6  -5  -4  -3  -2  -1

A primeira fileira de números indica a posição dos índices 0…6 na string; a segunda fileira indica a posição dos respectivos índices negativos. Uma fatia de i a j consiste em todos os caracteres entre as bordas i e j, respectivamente.

Para índices positivos, o comprimento da fatia é a diferença entre os índices, se ambos estão dentro dos limites da string. Por exemplo, o comprimento de word[1:3] é 2.

A tentativa de usar um índice que seja muito grande resultará em um erro:

>>> word[42]  # the word only has 6 characters
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: string index out of range

No entanto, os índices de fatiamento fora do alcance são tratados graciosamente (N.d.T: o termo original “gracefully” indica robustez no tratamento de erros) quando usados para fatiamento. Um índice maior que o comprimento é trocado pelo comprimento, um limite superior menor que o limite inferior produz uma string vazia:

>>> word[4:42]
'on'
>>> word[42:]
''

As strings do Python não podem ser alteradas — uma string é imutável. Portanto, atribuir a uma posição indexada na sequência resulta em um erro:

>>> word[0] = 'J'
  ...
TypeError: 'str' object does not support item assignment
>>> word[2:] = 'py'
  ...
TypeError: 'str' object does not support item assignment

Se você precisar de uma string diferente, deverá criar uma nova:

>>> 'J' + word[1:]
'Jython'
>>> word[:2] + 'py'
'Pypy'

A função embutida len() devolve o comprimento de uma string:

>>> s = 'supercalifragilisticexpialidocious'
>>> len(s)
34

Ver também

Sequence Types — str, unicode, list, tuple, bytearray, buffer, xrange

Strings, and the Unicode strings described in the next section, are examples of sequence types, and support the common operations supported by such types.

Métodos de string

Both strings and Unicode strings support a large number of methods for basic transformations and searching.

Format String Syntax

Informações sobre formatação de string com o método str.format().

String Formatting Operations

The old formatting operations invoked when strings and Unicode strings are the left operand of the % operator are described in more detail here.

3.1.3. Unicode Strings

Starting with Python 2.0 a new data type for storing text data is available to the programmer: the Unicode object. It can be used to store and manipulate Unicode data (see http://www.unicode.org/) and integrates well with the existing string objects, providing auto-conversions where necessary.

Unicode has the advantage of providing one ordinal for every character in every script used in modern and ancient texts. Previously, there were only 256 possible ordinals for script characters. Texts were typically bound to a code page which mapped the ordinals to script characters. This lead to very much confusion especially with respect to internationalization (usually written as i18n — 'i' + 18 characters + 'n') of software. Unicode solves these problems by defining one code page for all scripts.

Creating Unicode strings in Python is just as simple as creating normal strings:

>>> u'Hello World !'
u'Hello World !'

The small 'u' in front of the quote indicates that a Unicode string is supposed to be created. If you want to include special characters in the string, you can do so by using the Python Unicode-Escape encoding. The following example shows how:

>>> u'Hello\u0020World !'
u'Hello World !'

The escape sequence \u0020 indicates to insert the Unicode character with the ordinal value 0x0020 (the space character) at the given position.

Other characters are interpreted by using their respective ordinal values directly as Unicode ordinals. If you have literal strings in the standard Latin-1 encoding that is used in many Western countries, you will find it convenient that the lower 256 characters of Unicode are the same as the 256 characters of Latin-1.

For experts, there is also a raw mode just like the one for normal strings. You have to prefix the opening quote with ‘ur’ to have Python use the Raw-Unicode-Escape encoding. It will only apply the above \uXXXX conversion if there is an uneven number of backslashes in front of the small ‘u’.

>>> ur'Hello\u0020World !'
u'Hello World !'
>>> ur'Hello\\u0020World !'
u'Hello\\\\u0020World !'

The raw mode is most useful when you have to enter lots of backslashes, as can be necessary in regular expressions.

Apart from these standard encodings, Python provides a whole set of other ways of creating Unicode strings on the basis of a known encoding.

The built-in function unicode() provides access to all registered Unicode codecs (COders and DECoders). Some of the more well known encodings which these codecs can convert are Latin-1, ASCII, UTF-8, and UTF-16. The latter two are variable-length encodings that store each Unicode character in one or more bytes. The default encoding is normally set to ASCII, which passes through characters in the range 0 to 127 and rejects any other characters with an error. When a Unicode string is printed, written to a file, or converted with str(), conversion takes place using this default encoding.

>>> u"abc"
u'abc'
>>> str(u"abc")
'abc'
>>> u"äöü"
u'\xe4\xf6\xfc'
>>> str(u"äöü")
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in ?
UnicodeEncodeError: 'ascii' codec can't encode characters in position 0-2: ordinal not in range(128)

To convert a Unicode string into an 8-bit string using a specific encoding, Unicode objects provide an encode() method that takes one argument, the name of the encoding. Lowercase names for encodings are preferred.

>>> u"äöü".encode('utf-8')
'\xc3\xa4\xc3\xb6\xc3\xbc'

If you have data in a specific encoding and want to produce a corresponding Unicode string from it, you can use the unicode() function with the encoding name as the second argument.

>>> unicode('\xc3\xa4\xc3\xb6\xc3\xbc', 'utf-8')
u'\xe4\xf6\xfc'

3.1.4. Listas

Python inclui diversas estruturas de dados compostas, usadas para agrupar outros valores. A mais versátil é list (lista), que pode ser escrita como uma lista de valores (itens) separados por vírgula, entre colchetes. Os valores contidos na lista não precisam ser todos do mesmo tipo.

>>> squares = [1, 4, 9, 16, 25]
>>> squares
[1, 4, 9, 16, 25]

Like strings (and all other built-in sequence type), lists can be indexed and sliced:

>>> squares[0]  # indexing returns the item
1
>>> squares[-1]
25
>>> squares[-3:]  # slicing returns a new list
[9, 16, 25]

All slice operations return a new list containing the requested elements. This means that the following slice returns a new (shallow) copy of the list:

>>> squares[:]
[1, 4, 9, 16, 25]

Lists also supports operations like concatenation:

>>> squares + [36, 49, 64, 81, 100]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

Diferentemente de strings, que são imutáveis, listas são mutáveis, ou seja, é possível alterar elementos individuais de uma lista:

>>> cubes = [1, 8, 27, 65, 125]  # something's wrong here
>>> 4 ** 3  # the cube of 4 is 64, not 65!
64
>>> cubes[3] = 64  # replace the wrong value
>>> cubes
[1, 8, 27, 64, 125]

Você também pode adicionar novos itens no final da lista, usando o método append() (estudaremos mais a respeito dos métodos posteriormente):

>>> cubes.append(216)  # add the cube of 6
>>> cubes.append(7 ** 3)  # and the cube of 7
>>> cubes
[1, 8, 27, 64, 125, 216, 343]

Atribuição a fatias também é possível, e isso pode até alterar o tamanho da lista ou remover todos os itens dela:

>>> letters = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g']
>>> letters
['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g']
>>> # replace some values
>>> letters[2:5] = ['C', 'D', 'E']
>>> letters
['a', 'b', 'C', 'D', 'E', 'f', 'g']
>>> # now remove them
>>> letters[2:5] = []
>>> letters
['a', 'b', 'f', 'g']
>>> # clear the list by replacing all the elements with an empty list
>>> letters[:] = []
>>> letters
[]

A função embutida len() também se aplica a listas:

>>> letters = ['a', 'b', 'c', 'd']
>>> len(letters)
4

É possível aninhar listas (criar listas contendo outras listas), por exemplo:

>>> a = ['a', 'b', 'c']
>>> n = [1, 2, 3]
>>> x = [a, n]
>>> x
[['a', 'b', 'c'], [1, 2, 3]]
>>> x[0]
['a', 'b', 'c']
>>> x[0][1]
'b'

3.2. Primeiros passos para a programação

Of course, we can use Python for more complicated tasks than adding two and two together. For instance, we can write an initial sub-sequence of the Fibonacci series as follows:

>>> # Fibonacci series:
... # the sum of two elements defines the next
... a, b = 0, 1
>>> while b < 10:
...     print b
...     a, b = b, a+b
...
1
1
2
3
5
8

Este exemplo introduz diversas características ainda não mencionadas.

• A primeira linha contém uma atribuição múltipla: as variáveis a e b recebem simultaneamente os novos valores 0 e 1. Na última linha há outro exemplo de atribuição múltipla demonstrando que expressões do lado direito são sempre avaliadas primeiro, antes da atribuição. As expressões do lado direito são avaliadas da esquerda para a direita.

• The while loop executes as long as the condition (here: b < 10) remains true. In Python, like in C, any non-zero integer value is true; zero is false. The condition may also be a string or list value, in fact any sequence; anything with a non-zero length is true, empty sequences are false. The test used in the example is a simple comparison. The standard comparison operators are written the same as in C: < (less than), > (greater than), == (equal to), <= (less than or equal to), >= (greater than or equal to) and != (not equal to).

• O corpo do laço é indentado: indentação em Python é a maneira de agrupar comandos em blocos. No console interativo padrão você terá que digitar tab ou espaços para indentar cada linha. Na prática você vai preparar scripts Python mais complicados em um editor de texto; a maioria dos editores de texto tem facilidades de indentação automática. Quando um comando composto é digitado interativamente, deve ser finalizado por uma linha em branco (já que o interpretador não tem como adivinhar qual é a última linha do comando). Observe que toda linha de um mesmo bloco de comandos deve ter a mesma indentação.

• The print statement writes the value of the expression(s) it is given. It differs from just writing the expression you want to write (as we did earlier in the calculator examples) in the way it handles multiple expressions and strings. Strings are printed without quotes, and a space is inserted between items, so you can format things nicely, like this:

  >>> i = 256*256
  >>> print 'The value of i is', i
  The value of i is 65536
  

  A trailing comma avoids the newline after the output:

  >>> a, b = 0, 1
  >>> while b < 1000:
  ...     print b,
  ...     a, b = b, a+b
  ...
  1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987
  

  Note that the interpreter inserts a newline before it prints the next prompt if the last line was not completed.

Notas de rodapé

1

Uma vez que ** tem precedência mais alta que -, -3**2 será interpretado como -(3**2) e assim resultará em -9. Para evitar isso e obter 9, você pode usar (-3)**2.

2

Ao contrário de outras linguagens, caracteres especiais como \n têm o mesmo significado com as aspas simples ('...') e duplas ("...") . A única diferença entre as duas é que, dentro de aspas simples, você não precisa escapar o " (mas você deve escapar a \') e vice-versa.