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 exemplos neste manual, mesmo aqueles inscritos na linha de
comando interativa, incluem comentários. Comentários em Python começam
com o caractere cerquilha "#" e estende até o final da linha. Um
comentário pode aparecer no inicio da linha ou após espaço em branco
ou código, mas não dentro de uma string literal. O caractere cerquilha
dentro de uma string literal é apenas uma cerquilha. Como os
comentários são para esclarecer o código e não são interpretados pelo
Python, eles podem ser omitidos ao digitar 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*6) / 4
   5.0
   >>> 8 / 5  # division always returns a floating point number
   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.

Divisão ("/") sempre retorna ponto flutuante (float). Para fazer uma
*divisão pelo piso* e receber um inteiro como resultado (descartando a
parte fracionária) você pode usar o operador "//"; para calcular o
resto você pode usar o "%":

   >>> 17 / 3  # classic division returns a float
   5.666666666666667
   >>>
   >>> 17 // 3  # floor division discards the fractional part
   5
   >>> 17 % 3  # the % operator returns the remainder of the division
   2
   >>> 5 * 3 + 2  # floored quotient * divisor + remainder
   17

Com Python, é possível 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:

   >>> 4 * 3.75 - 1
   14.0

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.'

Na interpretação interativa, a string de saída é delimitada com aspas
e caracteres especiais são escapados com barras invertidas. Embora
isso possa às vezes parecer diferente da entrada (as aspas podem
mudar), as duas strings são equivalentes. A string é delimitada com
aspas duplas se a string contiver uma única aspa simples e nenhuma
aspa dupla, caso contrário, ela é delimitada com aspas simples. A
função "print()" produz uma saída mais legível, ao omitir as aspas e
ao imprimir caracteres escapados e especiais:

   >>> '"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: “bruta” 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
     File "<stdin>", line 1
       prefix 'thon'
                   ^
   SyntaxError: invalid syntax
   >>> ('un' * 3) 'ium'
     File "<stdin>", line 1
       ('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.

Além da indexação, o *fatiamento* também é permitido. Enquanto a
indexação seja usada para obter caracteres individuais, *fatiar*
permite que você obtenha uma 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'

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'

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'

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'
   Traceback (most recent call last):
     File "<stdin>", line 1, in <module>
   TypeError: 'str' object does not support item assignment
   >>> word[2:] = 'py'
   Traceback (most recent call last):
     File "<stdin>", line 1, in <module>
   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:

  Tipo sequência de texto --- str
     As strings são exemplos de *tipos de sequências* e suportam as
     operações comumente suportadas por esses tipos.

  String Methods
     As strings suportam uma grande quantidade de métodos para
     transformações básicas e busca.

  Literais de string formatados
     Strings literais que possuem expressões embutidas.

  Sintaxe das strings de formato
     Informações sobre formatação de string com o método
     "str.format()".

  Formatação de string no estilo printf
     As antigas operações de formatação invocadas quando as strings
     são o operando esquerdo do operador "%" são descritas com mais
     detalhes aqui.


3.1.3. 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]

Como strings (e todos os tipos embutidos de *sequência*), listas pode
ser indexados e fatiados:

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

Todas as operações de fatiamento devolvem uma nova lista contendo os
elementos solicitados. Isso significa que o seguinte fatiamento
devolve uma cópia rasa da lista:

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

As listas também suportam operações como concatenação:

   >>> 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
========================================

Claro, podemos usar o Python para tarefas mais complicadas do que
somar 2+2. Por exemplo, podemos escrever o início da sequência de
Fibonacci assim:

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

* O laço de repetição "while" executa enquanto a condição (aqui: "a <
  10") permanece verdadeira. Em Python, como em C, qualquer valor
  inteiro que não seja zero é considerado verdadeiro; zero é
  considerado falso. A condição pode também ser uma cadeia de
  caracteres ou uma lista, ou qualquer sequência; qualquer coisa com
  um tamanho maior que zero é verdadeiro, enquanto sequências vazias
  são falsas. O teste usado no exemplo é uma comparação simples. Os
  operadores padrões de comparação são os mesmos de C: "<" (menor
  que), ">" (maior que), "==" (igual), "<=" (menor ou igual), ">="
  (maior ou igual) e "!=" (diferente).

* 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.

* A função "print()" escreve o valor dos argumentos fornecidos. É
  diferente de apenas escrever a expressão no interpretador (como
  fizemos anteriormente nos exemplos da calculadora) pela forma como
  lida com múltiplos argumentos, quantidades de ponto flutuante e
  strings. As strings são impressas sem aspas, e um espaço é inserido
  entre os itens, assim você pode formatar bem o resultado, dessa
  forma:

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

  O argumento nomeado *end* pode ser usado para evitar uma nova linha
  após a saída ou finalizar a saída com uma string diferente:

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

-[ 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.
