Começando com a linguagem Python

Criando um jogo para aprender os recursos fundamentais do Python 3.

1. Instalação do Python 3
2. Lidando com a entrada do usuário
3. Testando valores
4. A sequência do jogo
5. Iterando de maneira diferente
6. Gerando números aleatórios
7. Nível e Pontuação
8. Organizando ainda melhor o nosso código
9. Comparando Python com C

Saiba mais sobre o curso aqui ou acompanhe minhas anotações abaixo. ⬇️

1. Instalação do Python 3

Instalação do Python no Windows

Acessar a página do Python aqui e fazer o download
Marcar a opção Add Python to PATH antes de instalar
Verificar instalação e versão a partir do cmd com python --version

Função print e variáveis

A função print do Python funciona de forma semelhante ao document.write do JavaScript. Serve para imprimir (mostrar) uma mensagem na tela.

print("Olá, mundo!")

A função print pode receber valores diversos, entre eles:

value o valor ou valores, propriamente ditos, separados por vírgula
sep o separador de valores, sendo o padrão um espaço em branco sep=' '
end o finalizador da função, tendo como padrão uma quebra de linha end='\n'

Ao declarar uma variável é possível verificar o tipo de valor que foi utilizado, com a função type(). Nos casos abaixo, teremos uma string e um número inteiro.

pais = "Itália"
type(pais)      # str = string

titulos = 4
type(titulos)   # int = inteiro

O Python trabalha com tipagem dinâmica, pois não é necessário dizer que existe uma variável. Basta dizer o nome e o valor da variável e ele já reconhece o tipo automaticamente. Sendo possível reatribuir valores de maneira dinâmica.

pais = "Brasil" # type(pais) >>> <class 'str'>
pais = 55       # type(pais) >>> <class 'int'>
pais = 7.9      # type(pais) >>> <class 'float'>

Diferente do JavaScript que utiliza o camelCase como padrão de escrita. O Python utiliza por convenção o padrão snake_case para nomes de variáveis e identificadores.

idade_esposa = 20
perfil_vip = 'Flávio Almeida'
recibos_em_atraso = 30

2. Lidando com a entrada do usuário

Comparando variáveis

Assim como no JavaScript, o Python utiliza funções de comparação para fazer uma solicitação ou confirmação com o usuário. É o caso do input e do if/else.

numero_secreto = 8
chute = input("Chute um número de 1 a 10", chute)

if(numero_secreto == chute):
  print("Você acertou")
else:
  print("Você errou")

Porém, o Python não converte texto para número sozinho. É preciso fazer essa conversão manualmente, utilizando a função int

numero_secreto = 42

chute_str = input("Digite o seu número: ")  # chute como string

print("Você digitou ", chute_str)

chute = int(chute_str)                      # conversão

if numero_secreto == chute:                 # chute como número
    print("Você acertou!")
else:
    print("Você errou!")

O uso de parênteses no Python é opcional para as funções if, while e for. Uma vez que os parênteses ajudam na leitura e entendimento do código, seu uso se faz importante. Sendo necessário sempre manter os parênteses nos casos de operações aritméticas para controle da ordem de execução dos cálculos.

if numero_secreto == chute:

# é o mesmo que

if(numero_secreto == chute):

O Python não faz conversão de texto em número, então é necessário converter manualmente as somas realizadas. Porém, ele realiza uma multiplicação de forma diferente, veja:

numero1 = 10
numero2 = "20"
produto = numero1 * numero2

print(produto)

# o resultado é 20202020202020202020

Existe um termo para o resultado acima, é o syntax sugar. ao invés de escrever o número 20, 10 vezes. Podemos simplificar e escrever 10 * "20". Isso simplifica algo trabalhoso, mas não muda a característica de conversão de texto para número.

3. Testando valores

A condição elif

O comando elif realiza a verificação de outra expressão, caso a primeira validação seja falsa. Sendo ele uma junção do else com o if. Podendo, também, aninhar em outros comandos.

if(acertou):
  print("Você acertou")
else:
  if(chute > numero_secreto):
    print("O chute foi maior")
  elif(chute < numero_secreto):
    print("O chute foi menor")

4. A sequência do jogo

O laço com while

O while é uma função que executa uma rotina. Ele possui uma condição de entrada e executa um bloco enquanto a condição declarada nele for verdadeira.

numero_secreto = 42
total_tentativas = 3
rodada = 1

while(rodada <= total_tentativas):
  print("Tentativa", rodada, "de", total_tentativas)

  chute_str = input("Digite o seu número: ")
  print("Você digitou ", chute_str)
  chute = int(chute_str)

  acertou = chute == numero_secreto
  maior   = chute  > numero_secreto
  menor   = chute  < numero_secreto

  if (acertou):
    print("Você acertou!")
  else:
    if (maior):
      print("Você errou! O seu chute foi maior do que o número secreto.")
    elif (menor):
      print("Você errou! O seu chute foi menor do que o número secreto.")

  rodada = rodada + 1

Formatação de strings

A expressão str.format() é utilizada para formatar strings para que seja melhor visualizado o que se pede. A string não é dividida ao meio para inserir uma variável, mas é sinalizado com "{}" que existe algo ali. Posteriormente, declarado no método format.

quantidade = 6
print("Você ganhou", quantidade, "troféus.")

# utilizando format
print("Você ganhou {} troféus".format(quantidade))

Um número nas chaves pode ser usado para referenciar a posição do objeto passado no format. Outro nome para essa formatação é interpolação.

5. Iterando de maneira diferente

O laço for

Outra função de repetição é chamada de for. Nela é possível definir os valores manualmente ou utilizar a função range(start, stop, step) para reduzir o código (o step é opcional). Tendo cuidado com o range, pois a posição final é não-inclusiva, ou seja, para que ele conte ade 1 até 10, usa-se o 11 como posição final.

for rodada in [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

# com o range
for rodada in range(1, 11)

#incrementando o range de 2 em 2
for rodada in range(1, 11, 2)

Assim como em outras linguagens, para forçar a parada do laço no caso de acerto, pode-se utilizar a função break. Ao contrário do break, a função continue faz com que a rotina continue ou se repita a partir de um determinado ponto, caso o usuário não digite o que foi solicitado.

print("Digite um número de 1 a 10")

if(chute < 1 or chute > 10):
  print("Digite um número de 1 a 10")
  continue

if(acertou):
  print("Você acertou")
  break

Formatação de strings 2

Com a função .format() também é possível preencher caracteres em branco para alinhar dados numéricos em formato float. Float é o formato equivalente a números decimais, contudo é possível formatar inteiros também.

"R$ {:f}".format(1.59)      # imprime "R$ 1.590000"
"R$ {:.2f}".format(1.59)    # imprime "R$ 1.59"
"R$ {:.2f}".format(1.5)     # imprime "R$ 1.50"
"R$ {:7.2f}".format(1234,5) # imprime "R$ 1234.50"
"R$ {:7.2f}".format(4,5)    # imprime "R$    4.50"
"R$ {:07.2f}".format(4,5)   # imprime "R$ 0004.50"
"R$ {:08.3f}".format(4,5)   # imprime "R$ 00004.500"
"R$ {:07d}".format(4,5)     # imprime "R$ 0000004"
"R$ {:07d}".format(46)      # imprime "R$ 0000046"
"R$ {:7d}".format(46)       # imprime "R$      46"

# formatando datas
"Data {:2d}/{:2d}".format(9, 4)     # imprime "Data  9/ 4"
"Data {:02d}/{:02d}".format(9, 4)   # imprime "Data 09/04"
"Data {:02d}/{:02d}".format(19, 11) # imprime "Data 19/11"

Com o .format(), podemos especificar a ordem em que os parâmetros aparecem na string, basta apenas colocar entre as chaves {} da string formatada qual parâmetro você quer exibir. É válido lembrar também, que o primeiro parâmetro é o zero, pois tradicionalmente na computação começamos contando de zero.

Formatted strings literals

Quando colocamos a letra f antes das aspas, informamos ao Python que estamos utilizando uma f-string. Dessa forma o Python consegue, em tempo de execução, captar a expressão que está entre chaves {} e avaliá-la. Além de variáveis, podemos passar também de funções e métodos:

>>> nome = 'Matheus'
>>> print(f'Meu nome é {nome}')

# imprime "Meu nome é Matheus"

nome = 'Matheus'
print(f'Meu nome é {nome.lower()}')

# imprime "Meu nome é matheus"

6. Gerando números aleatórios

Gerando e arredondando números aleatórios

O módulo random é utilizado para gerar números pseudo-aleatórios. Também pode-se selecionar os elementos de uma lista de forma aleatória ou exibir o seu resultado embaralhado. Ele é formado por diversas funções que utilizam dados gerados a partir de um algoritmo de um dado original e produz um resultado aleatório com base nesse valor.

random.seed()                       # inicializa o gerador de número aleatório
random.random()                     # retorna um decimal aleatório entre 0.0 e 1.0
random.randrange(start, stop, step) # retorna um número decimal aleatórios com passos
random.randint(start, stop)         # retorna um número inteiro aleatório
random.choice()                     # cria uma sequencia de números aleatórios
random.shuffle()                    # embaralha a sequência de números aleatórios

Porém, antes de utilizar o random é necessário importar ele como uma biblioteca, através do import random. Ele não está automaticamente disponível antes da importação.

7. Nível e Pontuação

Definindo uma pontuação para o usuário

É possível definir um nível de dificuldade, o número de tentativas e calcular o resultado para o usuário obter uma pontuação ao final do jogo.

Contudo, se o resultado for negativo, pode-se utilizar a função abs(), que trata o número como absoluto. Então se a subtração retornar um número negativo, será mostrado apenas os pontos do usuário, sem sinal.

pontos_perdidos = abs(numero_secreto - chute)

# O usuário tem 40 pontos e perde 60, o resultado seria -20
# Mas com a declaração de número absoluto, o resultado é 20

Funções built-in

As funções built-in fazem parte da biblioteca padrão do Python e podem ser chamadas a qualquer momento, em todos os lugares. A documentação possui uma lista dessas funções. Segue alguns exemplos já visto nas aulas:

abs()
float()
format()
input()
int()
print()
range()
round()
str()
sum()

A versão 3 do Python sempre retorna um número inteiro (tipo int) ao utilizar a função round() para arredondar um número decimal. No entanto, quando um valor é igualmente próximo de dois números, eles são arredondados para o número PAR mais próximo, veja:

round(3.5)  # resultado 4
round(4.5)  # resultado 4 também

round(2.5)  # resultado 2

Divisão de float e integer

O operador de divisão sempre retorna um valor decimal float, mesmo quando não for necessário. Contudo, existe outro operador semelhante que retorna uma divisão como int sem arredondar.

3 / 2   # resultado 1.5
2 / 2   # resultado 1.0

3 // 2  # resultado 1

8. Organizando ainda melhor o nosso código

Criando funções para os nossos jogos

É possível criar funções, atribuindo um código a ela e depois importando em outro arquivo. Para isso, escreve-se def nome_da_funcao(): e todo o código precisa ser indentado para depois ser importado import nome_da_funcao e executado nome_da_funcao() no outro arquivo. Além disso, uma função também pode receber parâmetros e retornar algum valor:

def soma(a, b):
  return a + b

s = soma(3, 4)

Diferenciando um arquivo executado de um importado

Ao definir uma função e importar ela num arquivo diferente do original, ao rodar o original não temos o resultado esperado, pois agora ele só executa dentro da função criada. Para resolver isso, cria-se uma condição no arquivo original, com uma variável, para que ele execute o código sem chamar a função.

# adivinhacao.py
import random
def jogar():
    # código omitido
if (__name__ == "__main__"):
    jogar()

# forca.py
def jogar():
    # código omitido
if (__name__ == "__main__"):
    jogar()

# jogos.py
if (__name__ == "__main__"):
    escolhe_jogo()

No exemplo acima, temos 2 jogos que são importados em um terceiro arquivo, para que se escolha qual jogar. Contudo, sem a condição declarada no if o código só é executado quando importado, com a condição declarada, ambos os arquivos podem executar os códigos com ou sem import.

9. Comparando Python com C

Python vs C

Analisando o código e percebendo as diferenças entre as linguagens:

A primeira diferença que vemos é que no C precisamos importar mais bibliotecas, isso porque algumas funções no C não são built-in, como a de imprimir (printf) e a de capturar entrada do usuário (scanf), por isso para utilizá-las é necessário importar algumas bibliotecas.
Outra diferença é que no C somos obrigados a definir a função main, que é considerada o início de qualquer programa, sem ela nada vai funcionar. Ao contrário do Python, já que nós só criamos a função jogar() quando precisamos importar o arquivo em outro, mas antes nós conseguíamos executar diretamente o jogo sem problemas.
No capítulo 1 falamos sobre tipagem de variáveis, e o C é uma linguagem que possui a tipagem estática, ou seja, quando declaramos uma variável, precisamos dizer qual será o tipo dela e esse tipo nunca mudará. O Python, como já sabemos, é uma linguagem que possui a tipagem dinâmica, já que o tipo da variável varia de acordo com o valor que ela recebe, por isso que em Python não podemos declarar variáveis vazias, só definindo o seu nome, porque se não atribuirmos um valor a uma variável, o Python não saberá o seu tipo.
O resto do código é bem parecido, com algumas diferenças de sintaxe e nomenclatura, como por exemplo a sintaxe dos blocos, para definir um bloco no C devemos colocá-lo entre chaves e a indentação não é obrigatório, apesar de todos os desenvolvedores utilizarem por conta da formatação do código, já no Python só precisamos colocar os dois pontos e indentar o código do bloco; o C também te obriga a colocar ponto e vírgula ao final das instruções.
O ambiente do C exige que primeiramente devemos passar o código fonte (o arquivo .c) para um compilador. O compilador (gcc) lê o código fonte e faz uma análise da sintaxe, se esquecemos algum ponto e vírgula, ou de tipar alguma variável, etc. E feita essa análise, o compilador cria um outro arquivo, e é esse arquivo que podemos executar.

gcc adivinhacao.c o adivinhacao

ou

gcc -std=c99 adivinhacao.c -o adivinhacao

/*
  Esse comando compila o arquivo adivinhacao.c
  Se tudo estiver correto, criará o arquivo executável adivinhacao.
  Agora é só executar o arquivo gerado.
*/

./adivinhacao

Em Python, conseguimos executar um arquivo em qualquer sistema operacional, basta ter o Python 3 instalado. Já o arquivo executável do C, gerado pelo compilador, não é executável em um sistema operacional diferente. É preciso compilar novamente o código fonte no sistema operacional desejado, para ter um executável funcional. Logo, o Python tem uma portabilidade maior que o C.
Podemos executar o arquivo jogos.py e reparar na pasta que é criada dentro do diretório, a pycache. Se formos ver o que tem dentro da sua pasta, vemos que há dois arquivos referentes aos módulos importados no jogos.py, ou seja, um arquivo referente à adivinhacao e outro à forca.
O que o Python faz ao vivo é ler os módulos importados e os compila para bytecode. Esse código foi criado ao mesmo tempo em que executamos o arquivo jogos.py. Apesar do Python ter um ambiente de interpretação, ele compila os módulos importados para melhorar o desempenho, a execução do ambiente, mesmo que não tenha esse processo de compilação explícito.

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