Skip to content

Introducció

1. Què és Python?

logo de python

Python és un llenguatge de propòsit general, al igual que Java o C. El seu ús ha augmentat durant els últims temps gràcies a:

  • La seua flexibilitat i simplicitat, que el fan fàcil d'aprendre
  • El seu ús extens en camps com el "Data Science", la IA i l'aprenentatge de programació.
  • Llenguatge d'scripting d'alt nivell.
  • Multiplataforma.
  • Gran quantitat i varietat de llibreries. Web frameworks, clients correu, gestors de contingut, concurrència, generació de documents, gràfics, intel·ligència artificial, ...
  • Lliure!! Mantés per la Python Software Foundation

1.1. Execució de Python

execució_python

1.2. Perquè Python

El llenguatge de programació Python és una opció cada vegada més utilitzada per principiants com per desenvolupadors experimentats. Flexible i versàtil, Python té punts forts en scripts, automatització, anàlisi de dades, aprenentatge automàtic i desenvolupament de back-end. Publicat per primera vegada el 1991 amb un nom inspirat en el grup de comèdia britànic Monty Python, l’equip de desenvolupament volia fer de Python un llenguatge divertit d’utilitzar.

C és el llenguatge de programació més popular a l’índex TIOBE, mentre que Python és el llenguatge més buscat a l’índex PYPL. Python i Java segueixen de prop a C al TIOBE. A PYPL, la diferència és més gran, ja que Python, que ocupa el primer lloc, supera en un 12% a Java, que ocupa el segon lloc.

Aquest curs, aprendrem a utilitzar Python i el framework Qt per desenvolupar aplicacions amb interfície d'usuari.

2. Instal·lació de Python 3

2.1. Instal·lar Python 3

Abans de començar a treballar amb venv, assegura't de tenir Python 3 instal·lat al teu ordinador. Aquí tens els passos per instal·lar-lo segons el sistema operatiu.

  1. Ves a https://www.python.org/downloads/ i descarrega l'última versió de Python 3.
  2. Durant la instal·lació, assegura't de seleccionar l'opció "Add Python to PATH".
  3. Un cop instal·lat, obre un terminal i comprova la versió amb:
    Bash
    1
    python --version
  1. Si tens Homebrew instal·lat, pots instal·lar Python 3 amb:
    Bash
    1
    brew install python
  2. Després de la instal·lació, comprova que funciona:
    Bash
    1
    python3 --version
  1. Obre el terminal i executa:
    Bash
    1
2
    sudo apt update
sudo apt install python3 python3-venv python3-pip
  2. Comprova la instal·lació amb:
    Bash
    1
    python3 --version

2.2. Introducció a venv: Creació d'entorns virtuals a Python

2.2.1. Què és un entorn virtual?

Un entorn virtual és una carpeta especial que conté una còpia de Python i de totes les biblioteques que utilitzarem en un projecte. D'aquesta manera, mantenim els nostres projectes aïllats, evitant problemes de compatibilitat entre versions de Python i biblioteques.

2.2.2. Com crear un entorn virtual amb venv

  1. Crear l'entorn virtual:

Navega fins a la carpeta del projecte i crea l'entorn virtual amb:

Bash
1
python3 -m venv nom_entorn

nom_entorn és el nom que donaràs a l'entorn (pots posar, per exemple, .venv o env).

  1. Activar l'entorn virtual:
Bash
1
.\nom_entorn\Scripts\activate

File cannot be loaded because running scripts is disabled on this system.

Si apareix un error semblant a aquest, has de canviar la política de seguretat de Windows per a que deixe executar Scripts: - Obre PowerShell com a Administrador. - Executa la següent ordre per permetre l'execució d'scripts:

PowerShell
1
Set-ExecutionPolicy RemoteSigned
- Quan et pregunten si vols canviar la política, respon amb Y (Yes). - Tanca la finestra de PowerShell i obre'n una de nova per aplicar el canvi.
Bash
1
source nom_entorn/bin/activate

Quan l'entorn estigui actiu, veuràs el nom de l'entorn entre parèntesis abans del teu prompt.

  1. Instal·lar paquets dins l'entorn:

    Ara que tens l'entorn activat, pots instal·lar paquets amb pip que només s'instal·laran dins l'entorn:

    Bash
    1
    pip install nom_del_paquet

  2. Desactivar l'entorn virtual:

    Quan hagis acabat de treballar, pots desactivar l'entorn amb:

    Bash
    1
    deactivate

2.2.3. Beneficis d'utilitzar entorns virtuals:

  • Separar les dependències entre projectes.
  • Evitar problemes de compatibilitat entre versions de Python i paquets.
  • Facilitar la reproducció d'entorns en altres màquines.

2.2.4. Exemple pràctic:

  1. Crear un projecte nou:

    Bash
    1
2
3
    mkdir projecte
cd projecte
python3 -m venv env

  2. Activar l'entorn:

    Bash
    1
    source env/bin/activate  # O \env\Scripts\activate a Windows

  3. Instal·lar un paquet, com ara requests:

    Bash
    1
    pip install requests

  4. Desactivar l'entorn quan acabis:

    Bash
    1
    deactivate

3. Modes d'execució

  1. Interactiva a través de l'intèrpret

    Bash
    1
2
3
4
5
    ~$ python3
Python 3.7.3 (default, Jul 25 2020, 13:03:44) 
[GCC 8.3.0] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

  2. Execució d'un fitxer Python

    Bash
    1
2
    ~$ python3 hola_mon.py
Hola món

  3. Execució d'un script

    Bash
    1
2
3
4
5
6
7
8
9
    hola_mon.py
---
#!/usr/bin/env python3
print("Hola món")
---

~$ chmod u+x hola_mon.py
~$ ./hola_mon.py
Hola món

  4. Des d'un Entorn de Desenvolupament IDE:

    En el cas de l'entorn de desenvolupament es recomana utilitzar Visual Studio Code. Instal·leu també l'extensió Python de Microsoft, que inclou autocompletat, depuració, formatació automàtica, proves...

3.1. Activitat 1

Implementa el "Hola món!" i executa-lo de les quatre formes possibles.

4. Paraules reservades i identificadors

4.1. Paraules reservades

No es poden utilitzar coma identificador de variables ni nom de funcions, ja que s'utilitzen per a definir la sintaxi i l'estructura d'un programa. Les paraules reservades són:
False await else import pass
None break except in raise
True class finally is return
and continue for lambda try
as def from nonlocal while
assert del global not with
async elif if or yield

Per a obtindre la llista completa des de l'intèrpret:

Python
1
2
>>> import keyword
>>> print(keyword.kwlist)

4.2. Identificadors

Per convenció, els noms de les variables i funcions han de ser:

  • combinacions de lletres minúscules i números
  • començar per lletra
  • descriptius (excepte en bucles o se sol utilitzar i i j)
  • amb paraules separades per guió baix

Per exemple: nom_usuari, numero_telefon, cognom1, sumar(), ...

Recorda que Python és un llenguatge case sensitive. Per tant Var i var no són el mateix identificador.

5. Instruccions i sagnat

5.1. Instruccions

L'intèrpret de Python va executant línia a línia cada instrucció. Si volem que una instrucció ocupe diverses línies ho hem d'indicar amb el caràcter \.

Per exemple:

Python
1
2
3
4
5
>>> a = 1 + 2 + 3 + \
...     4 + 5 + 6 + \
...     7 + 8 + 9
>>> print(a)
45

La continuació de línia és implicita dins de parèntesis (), corxets [] i claus {}.

Python
1
2
3
colors = ['red',
          'blue',
          'green']

També podem posar diverses sentències en una línia:

Python
1
a = 1; b = 2; c = 3

5.2. Sagnat

La majoria de llenguatges de programació utilitzen les claus {} per a definir blocs de codi. En canvi, Python utilitza el sagnat (identation).

Un bloc de codi (cos d'una funció, bucle, etc.) comença amb sagnat i acaba amb la primera línia sense sagnat. Depèn de vosaltres la quantitat de sagnat, però ha de ser coherent en tot el bloc. Generalment, s’utilitzen quatre espais en blanc per a sagnat i es prefereixen a les tabulacions. El resultat és un codi net i clar. Exemple:

Python
1
2
3
4
for i in range(1,11):
    print(i)
    if i == 5:
        break

Un sagnat incorrecte llança un IndentationError.

5.3. Comentaris

Els comentaris són molt importants en escriure un programa. Descriuen el que passa dins d’un programa, de manera que una persona que mira el codi font no tinga dificultats per entendre'l. A més, és possible que oblideu els detalls clau d'implementació del programa que acabeu d’escriure. Per tant, invertir temps per explicar aquests conceptes en forma de comentaris sempre és fructífer.

A Python, fem servir el símbol coixinet (#) per començar a escriure un comentari. S'estén fins al caràcter de línia nova. No cal que el comentari estiga a principi de línia, pot estar en mig.

Per fer comentaris multilínia, podem utilitzar el coixinet a principi de cada línia. També podem fer servir les cometes dobles o simples tres vegades.

Exemple:

Python
1
2
''' Comentari
multilínia'''

5.4. Docstrings

Una docstring és una abreviatura de text de documentació.

La documentació de Python són els textos que apareixen just després de la definició d'una funció, mètode, classe o mòdul.

S'utilitzen cometes triples durant l'escriptura de la documentació.

Per exemple:

Python
1
2
3
def doble (num):
    """Funció per duplicar el valor"""
    return 2 * num

La documentació s’associa a l’objecte com a atribut doc.

Per tant, podem accedir a la documentació de la funció anterior amb les següents línies de codi:

Python
1
2
3
4
def doble (num):
    """Funció per duplicar el valor"""
    return 2 * num
print(doble.__ doc__)
Python
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
def suma_binaria(a, b):
    '''
    Torna la suma de dos enters en binari.

            Paràmetres:
                    a (int): Un enter
                    b (int): Altre enter

            Torna:
                    suma_binaria (str): String amb els digits binaris de la suma
    '''
    suma_binaria = bin(a+b)[2:]
    return suma_binaria


print(suma_binaria.__doc__)

6. Variables, constants i tipus

6.1. Variables

En Python, quan declarem una variable i li assignem un valor, realment estem creant un objecte i assignant un valor per referència.

Python
1
2
3
4
5
6
>>> num = 10
>>> type(num)
<class 'int'>
>>> num = 10.0
>>> type(num)
<class 'float'>

Podem inicialitzar múltiples variables en una mateixa línia, ja siga amb el mateix valor o diferent.

Python
1
2
a, b, c = 5, 3.2, "Hola"
x = y = z = "iguals"

6.2. Constants

A Python no existeixen les constants a l'estil de static final de Java, sinó que simplement es defineix una variable que no es modifica el valor. Normalment es definixen en un mòdul a banda, utilitzant majúscules i guió baix si és necessari, que s'importa a l'arxiu principal.

Python
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
constants.py
---
PI = 3.14

main.py
---
import constants.py
radi = 5
perimetre = 2 * constants.PI * radi
print(perimetre)

6.3. Tipus

L'assignació de tipus és dinàmica i pot canviar, per això no declarem els tipus de les variables. Per determinar el tipus d'un objecte, fem servir el mètode type(). Els tipus d'objecte definits a Python3 són: 1. Numèrics:

1.1. Integer

Python
1
2
3
4
    a = 0b1010 #Binary
    b = 100 #Decimal 
    c = 0o310 #Octal
    d = 0x12c #Hexadecimal

1.2. Float

Python
1
2
    float_1 = 10.5 
    float_2 = 1.5e2

1.3. Complex

Python
1
    x = 3 + 4j
  1. Strings
Python
1
    nom = 'Ferran Cunyat'

Els principals mètodes sobre un string són capitalize(), count(), find(), format(), lower(), replace(), split(), title(), translate(), upper().

  1. Boolean
Python
1
2
3
4
    x = (1 == True) # True pren el valor numèric 1, mentre que False el 0
    y = (1 == False)
    a = True + 4
    b = False + 10
  1. Especials (None)

S'utilitza per no donar-li valor a una variable.

Python
1
2
3
>>> x = None
>>> type(x)
<class 'NoneType'>

  1. Col·leccions

  2. Llista

    Són una seqüència d'elements, no necessàriament del mateix tipus, encara que normalment si que ho són. Es definix amb corxets i els elements separats per comes. Podem accedir a un element o un rang i és mutable.

    Python
    1
2
3
4
5
6
        >>> a = [5,10,15,20,25,30,45,40]
    >>> print(a)
    [5, 10, 15, 20, 25, 30, 45, 40]
    >>> a[3] = "Ferran"
    >>> print(a[:4])
    [5, 10, 15, 'Ferran']

    Algunes de les principals funcions que podem aplicar sobre llistes són apend(), clear(), copy(), extend(), insert(), remove(), reverse().

  3. Tupla

    Són una seqüència d'elements, no necessàriament del mateix tipus, però esta vegada immutable.

    Python
    1
2
3
4
5
        >>> tupla = (2,'hola')
    >>> tupla[1] = 'clavel'
    Traceback (most recent call last):
    File "<stdin>", line 1, in <module>
    TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
    1. Rang

    Seqüència immutable de números, generalment utilitzada per a iterar sobre for o generar llistes ràpidament.

    Python
    1
2
        >>> list(range(0, 30, 5))
    [0, 5, 10, 15, 20, 25]

    3

    . Conjunt (Set)

    Col·lecció desordenada d'elements únics. Ja que és una llista desordenada, no la podem indexar i per tant accedir als elements segons la seua posició.

    Python
    1
2
3
4
5
6
7
8
    >>> a = {2,2,5,5,4,10,1,0}
>>> print(a)
{0, 1, 2, 4, 5, 10}
>>> a[1]
Traceback (most recent call last):
File "<string>", line 301, in runcode
File "<interactive input>", line 1, in <module>
TypeError: 'set' object does not support indexing
    1. Diccionari

    Diccionari és una col·lecció no ordenada de parells valor-clau.

    Generalment s’utilitza quan tenim una gran quantitat de dades. Els diccionaris estan optimitzats per recuperar dades. Hem de conèixer la clau per recuperar el valor.

    A Python, els diccionaris es defineixen entre claus {} i cada element és un parell que adopta la forma de clau:valor. La clau i el valor poden ser de qualsevol tipus.

    Python
     1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
        >>> d = {1:'valor','clau':2}
    >>> print(type(d))
    <class 'dict'>
    >>> print("d[1] = ", d[1]);
    d[1] =  valor
    >>> print("d['clau'] = ", d['clau']);
    d['clau'] =  2
    >>> print("d[2] = ", d[2]);
    Traceback (most recent call last):
    File "<stdin>", line 2, in <module>
    KeyError: 2

6.4. Activitat 2

Fixa't en el següent fragment de codi:

Python
1
2
3
4
5
6
7
8
9
>>> s = [1,2]
>>> r = s[:]
>>> s[0]=2
>>> print(s)
[2, 2]
>>> print(r)
???
>>> print(s)
???
Quina serà l'eixida? Per qué?

Python
1
2
3
4
5
6
>>> r = s
>>> s[0]= 5
>>> print(r)
???
>>> print(s)
???
I ara? Per qué?

6.5. Conversió entre tipus

6.5.1. Conversió implícita

Són conversions que fa el mateix llenguatge automàticament. Per exemple:

Python
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
num_int = 123
num_flo = 1.23

num_nou = num_int + num_flo

print("num_int és de tipus:",type(num_int))
print("num_flo és de tipus:",type(num_flo))

print("Valor de num_nou:",num_nou)
print("num_nou és de tipus:",type(num_nou))

6.6. Conversió explícita

Utilitzem funcions predefinides per a forçar la conversió int(), float(), str(), ....

6.7. Activitat 3

Quin és el resultat d'executar el següent fragment de codi?

Python
1
2
3
>>> enter = 123
>>> cadena = "456"
>>> suma = enter + cadena

Definix dues variables, una per a fer la suma entera (579) i l'altra per a concatrenar com a text (123456).

7. Entrada, eixida i import

7.1. Entrada

Ja hem vist que per a introduir informació per teclat utilitzem la funció input([prompt]).

7.2. Eixida

Per a imprimir per ella utilitzarem la funció print(). Moltes vegades s'utilitza en combinació amb la funció format() dels strings.

Python
1
2
3
4
5
6
7
8
x = 5; y = 10
print(f'El valor d\'x és {x} i el de y és {y}')
# El valor d'x és 5 i el de y és 10
# Fixeu-se que hem escapat el caracter '
salutacio = 'Bon dia'
nom = 'Pau'
print(f'Hola {nom}, {salutacio}')
# Hola Pau, Bon dia

7.2.1. Activitat 4

Implementa el programa "Hola món" utilitzant la funció format.

7.3. Import

Quan volem fer ús del codi d'un altre mòdul (.py), l'hem d'importar al programa actual amb import.

Python
1
2
>>> import math
>>> print(math.pi)

També podem importar sols alguna de les funcions o atributs amb from

Python
1
>>> from math import pi

En importar un mòdul, Python analitza diversos llocs definits a sys.path. És una llista de les ubicacions on buscar el mòdul.

Python
1
2
3
>>> import sys
>>> sys.path
['', '/usr/lib/python37.zip', '/usr/lib/python3.7', '/usr/lib/python3.7/lib-dynload', '/home/ferran/.local/lib/python3.7/site-packages', '/usr/local/lib/python3.7/dist-packages', '/usr/lib/python3/dist-packages']

Per a importar d'una altra carpeta, ho fem amb from paquet import modul. Pots posar ubicacions absolutes o relatives. Si volem importar un codi d'una ubicació que no està al path.

Python
1
2
>>> import sys
>>> sys.path.append('/path/a/la/carpeta')

8. Espai de noms i àmbit de variables

8.1. Noms

En Python, tot són objectes, inclús les funcions. Un nom és la forma d'accedir als objectes, i amb la funció id() podem veure la seua ubicació en memòria. Per exemple:

Python
1
2
3
4
5
>>> a = 2
>>>print('id(2) =', id(2))
id(2) = 9062656
>>>print('id(a) =', id(a))
d(a) = 9062656

8.1.1. Activitat 5

Quin creus que serà el resultat a l'executar el següent fragment de codi?

Python
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
>>> a = 2
>>> print('id(a) =', id(a))

>>> a = a+1
>>> print('id(a) =', id(a))
>>> print('id(3) =', id(3))

>>> b = 2
>>> print('id(b) =', id(b))
>>> print('id(2) =', id(2))

8.2. Espais de noms (namespaces)

Els espais de noms a Python, són una col·lecció de noms.

Diferents espais de noms poden coexistir, però estan completament aïllats.

Quan iniciem Python, es crea un espai de noms amb totes les funcions que l'intèrpret reconeix, espai de noms predefinit. Aquesta és la raó per la qual funcions integrades com id (), print () etc. sempre estan disponibles per a nosaltres des de qualsevol part del programa.

En canvi, cada mòdul crea el seu propi espai de noms global. Aquests espais de noms estan aïllats entre ells. Per tant, podem donar el mateix nom a objectes de mòduls diferents sense que entren en conflicte.

Els mòduls poden contindre funcions i classes. Quan es crida una funció, es crea un espai de noms local que té noms propis definits. Similar, és el cas de la classe. El següent diagrama pot ajudar a aclarir aquest concepte.

namespaces

8.3. Àmbit de les variables

Tot i que hi ha diversos espais de noms definits, és possible que no puguem accedir a tots ells des de totes les parts del programa. El concepte d’àmbit entra en joc.

Sempre hi ha almenys tres àmbits definits.

  1. Àmbit local a la funció amb nom locals
  2. Àmbit del mòdul que té noms globals
  3. Àmbit més extern que té noms predefinits

Quan es fa una referència dins d'una funció, el nom es busca a l'espai de noms local, després a l'espai de noms global i finalment a l'espai de noms predefinit.

Si hi ha una funció dins d’una altra funció, s’anida un nou àmbit dins de l'àmbit local.

8.3.1. Activitat 6

Quin serà el resultat mostrat per consola a l'executar el següent fragment de codi?

Python
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
def funcio_externa():
    a = 20

    def funcio_interna():
        a = 30
        print('a =', a)

    funcio_interna()
    print('a =', a)


a = 10
funcio_externa()
print('a =', a)

8.3.2. Activitat 7

Quin serà el resultat mostrat per consola a l'executar el següent fragment de codi?

Python
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
def funcio_externa():
    global a
    a = 20

    def funcio_interna():
        global a
        a = 30
        print('a =', a)

    funcio_interna()
    print('a =', a)


a = 10
funcio_externa()
print('a =', a)