Programação em Python - fisica.uc.ptfisica.uc.pt/data/20042005/apontamentos/apnt_1251_1.pdf · 1...

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Programação em Python

Duas formas de executar instruções Python

l Interactivamente: A instrução a executar é introduzida em frente ao prompt e após <Enter> ela é interpretada

Exemplo : >>> dia=“Quarta-feira”>>> print diaQuarta-feira

l Scripts: Cria-se ficheiro com as instruções a executar (script) e invoca-se intérprete sobre script.

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No caso anterior o conteúdo do ficheiro programa (script) seria:

dia=“Quarta-feira”print dia

que ao ser executado produziria

Quarta-feira

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Um script mais complexo...

# # Autor : Luis Cruz# Data : 18 Setembro 2003# #cidade="Coimbra" # Cria uma cadeia de caracteresnome=raw_input("Qual o seu nome ? ") # Le uma cadeia de caracteresprint "Olá "+nome+" de "+cidade # Imprime uma saudação

personalizada


Comentário

Criação de objecto “Coimbra”E atribuição de nome cidade

Instrução de entrada de dados.Espera entrada via teclado de uma cadeirade caracteres, cria objecto comconteúdo lido e atribui-lhe nome nome

Instrução de saída. Escreve no écran.

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Objectos e NomesQue acontece quando o intérprete encontra a instrução cidade=“Coimbra” ?

1.É criado um objecto num determinado local da memória, que consiste na sequência de valores ASCII relativos aos caracteres C,o,i,m,b,r,a

2.É criado um identificador (um nome) cidade que passa a referir o objecto criado em 1.

Daqui para a frente sempre que se faça referência a cidadeestaremos a referir-nos ao objecto criado em 1.

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Nomes - Regras

1. O primeiro caracter tem de ser uma letra ou underscore(_), podendo os seguintes ser quaisquer caracteres alfanuméricos. Ou seja:• dois_pontos, _pontos são nomes válidos mas,• 2_pontos não é um nome válido

2. Notar que Dois_pontos e dois_pontos são nomes diferentes (case sensitive)

3. Há palavras reservadas que não podem ser utilizadas como nomes:and, assert, break, class, continue, def, del, elif, else, except, exec, finally, for, from, global, if, import, in, is, lambda, not, or, pass, print, raise, return, try, while

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Dados – Tipos Suportados

Básicos

lNúmeros inteiroslNúmeros em vírgula flutuantelNúmeros complexoslCadeias de caracteres

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Inteiros

Permitem representar números inteiros com os seguintes limites :

lNormal (32 bits)– Valores de -231=-2147483648 a 231-1= 2147483647

lLongos

– Gama de valores sem limite

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InteirosRepresentação de literais inteiros : são permitidos digítosdecimais, hexadecimais ou octais.

Exemplos :>>> 123 # Literal decimal123>>> 0xBABA # Literal hexadecimal começa por 0x ou 0X (zero X)47802>>> 077 # Literal Octal; começa por 0 (zero) 63>>> 078File "<stdin>", line 1

078^

SyntaxError: invalid token

Python converteu valor para decimal antes de imprimir

Python converteu valor para decimal antes de imprimir

} Erro !

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Inteiros

Função type() devolve tipo de dado. No caso de inteiros...

>>> type(1)<type ínt´>>>> a=2>>> type(a)<type ínt´>>>> type(0xff)<type ínt´>>>> type(“0xff”) # ?<type ´string´>

Porquê ?

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Operações sobre Inteiros

Os inteiros suportam as operações aritméticas usuais...

Adição (+) e Subtracção (-) >>> 3+25

Multiplicação (*) >>> 3*26

Divisão (/) >>> 6/23>>> 5/22>>> -1/2-1

Divisão de inteirosResultado é quociente

Atenção !

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Operações sobre Inteirose outras...

Potenciação (**) >>> 3**2 # Três ao quadrado9

Resto de Divisão (%) >>> 3%21

Divisão com Quociente e Resto >>> divmod(5,2)

(2,1)>>> divmod(-1,2)(-1,1)

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Vírgula Flutuante

Permitem representar reais de acordo com a norma IEEE 754, em precisão dupla (64 bits), que como vimos já, suporta valores com magnitude de 2.2e-308 a 1.8e308.

Os literais em vírgula flutuante seguem o formato +/-{mmm}e{exp}, +/-{mmm}E{exp} ou simplesmente ddd.ddd

Exemplos: >>> 1.2345e412345.0>>> 1e-20.01>>> 1.51.5

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Vírgula FlutuanteA função type() devolve neste caso <type ´float´>.

Exemplo: >>> pi_apr=3.1415926>>> type(pi_apr)<type 'float'>>>> type(1.0)<type 'float'>

As operações suportadas pelos número em vírgula flutuante são as usuais; adição, subtracção, multiplicação e divisão. No entanto...

>>> 5.0/2.02.5 Divisão Real

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Números Complexos

Números complexos a+jb introduzidos usando a forma a+bj , a+bJ ou complex(a,b).

Exemplos: >>> 1+2j(1+2j)>>> complexo=3+4J>>> print complexo(3+4j)>>> complexo_2=complex(-1,1)>>> print complexo_2(-1+1j)>>> complexo_3=complex(-1,0)>>> print complexo_3(-1+0j)

Parte real e parte imaginária representadas com 64 bits de precisão.

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Números Complexos

Para extrair a parte real ou imaginária de um complexo usam-se as instruções <nome_do_complexo>.real e <nome_do_complexo>.imag

Exemplos:>>> compl=3+4J>>> compl.real3.0>>> compl.imag4.0>>>compl.real**2+compl.imag**2 # Quadrado do

módulo25.0

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Números Complexos

O módulo (valor absoluto) obtém-se fazendo abs(<complexo>), e claro que pode somar (+), subtrair (-), multiplicar (*) e dividir (/) complexos.

Exemplos:>>> complexo=3+4J>>> abs(complexo) # Modulo5.0>>> complexo*(1+1j)(-1+7j)>>> complexo+(2+3j)(5+7j)>>> complexo/(0+2j)(2-1.5j)

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Cadeias de Caracteres (Strings)São (em geral) pequenas sequências de caracteres alfanuméricos, que representam pedaços de texto.

Exemplos :

>>> cadeia_longa=“Uma cadeia de 27 caracteres”>>> cadeia_curta="outra so com 15“>>> cadeia_vazia="">>> print cadeia_vazia

>>> cadeia_multi_linha="""Esta cadeia comeca na linha 1continua na linha 2 etermina na linha 3""">>> print cadeia_multi_linhaEsta cadeia comeca na linha 1continua na linha 2 etermina na linha 3>>>

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Cadeias de Caracteres (Strings)Os marcadores de início e fim da cadeia podem ser aspas (“) ou pelicas (´).

Quando pretendemos utilizar aspas (ou pelicas) como um dos caracteres da cadeia temos de o fazer usando uma sequência de escape que consiste na barra (\) seguida da aspa (ou pelica).

Exemplos : >>> cadeia=“Ele disse \”Terminei\” antes do fim”>>> print cadeiaEle disse “Terminei" antes do fim>>> cadeia_pel=‘Cadeia com pelica (\’) dentro‘>>> print cadeia_pelCadeia com pelica (') dentro

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Cadeias de Caracteres (Strings) –Concatenação

Podem juntar-se várias cadeias de caracteres para formar uma cadeia maior: operação de concatenação.

Exemplos: >>> titulo=“Dr.”>>> nome=“Egas”>>> sobrenome=“Moniz”>>> completo=titulo+nome+sobrenome>>> print completoDr.EgasMoniz>>> completo=titulo+” “+nome+” “+sobrenome>>> print completoDr. Egas Moniz

Oops... Faltam os espaços !

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Cadeias de Caracteres (Strings) -Fatiagem

É também possível retirar (ou aceder) a uma parte da cadeia de caracteres: operação de fatiagem (slicing em Inglês).

A expressão <nome_da_cadeia>[primeiro:ultimo+1] designa a secção desde o caracter na posição primeiroaté ao caracter na posição ultimo. O primeiro caracter tem índice 0.

Exemplos: >>> cadeia=“abcdef”>>> print cadeia[0:3]abc>>> print cadeia[3:6]+cadeia[0:3]defabc

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Para determinar o número de caracteres da cadeia usa-se a função len().

Exemplo:>>> cadeia=“abcdef”>>> len(cadeia)6

Há ainda formas particulares da especificação das fatias:

l <nome_cadeia>[posicao] com posicao designa o caracter que se encontra na posicao posicao a contar do início (a partir de 0). Se posicao for negativo, designa o caracter que se encontra na posicaoposicao a contar do fim,

l <nome_cadeia>[:ultimo+1] designa todos os elementos desde o início até ao de índice ultimo,

l <nome_cadeia>[primeiro:] designa todos os elementos desde o de índice primeiro até ao fim da cadeia,

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Exemplos:>>> cadeia=“0123456789”>>> len(cadeia)10>>> print cadeia[0]0>>> print cadeia[:5]01234>>> print cadeia[5:len(cadeia)]56789>>> print cadeia[-1]9>>> print cadeia[-5:-1]5678>>> print cadeia[-5:]56789

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Sequências - Tuplasl Sequência de valores separados por vírgulas.l Elementos podem ser de vários tipos.l Endereçáveis, com índice 0 para o primeiro elemento

Exemplos :>>> tupla="Computadores e Programacao", \

"Semestral", \1,\50 # Nome, tipo, semestre, alunos

>>> tupla('Computadores e Programacao', 'Semestral', 1, 50)>>> nome=tupla[0] # Exemplo de acesso ao primeiro elemento>>> print nomeComputadores e Programacao>>> len(tupla) # Numero de elementos4

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Sequências - Tuplasl Podem ser introduzidas com ou sem parênteses.l É possível introduzir tuplas com ZERO e UM elementos

Exemplos :

>>> tupla_dupla=("Primeiro","Segundo")>>> len(tupla_dupla)2>>> tupla_simples=("Um só",) # Virgula é obrigatória>>> len(tupla_simples)1>>> tupla_vazia=()>>> len(tupla_vazia)0

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Sequências - Tuplas

l Tuplas são imutáveis, i.e., após criada uma tupla, não épossível alterar os seus elementos

Exemplos :

>>> tupla_dupla=("Primeiro","Segundo")>>> tupla_dupla[0]="Um"

Traceback (most recent call last):File "<pyshell#36>", line 1, in -toplevel-tupla_dupla[0]="Um"

TypeError: object doesn't support item assignment>>>

Erro !

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Sequências - Tuplasl É possível desagregar uma tupla sem aceder aos seus

elementos um a um.

Exemplos :

>>> quadriga="Ein","Zwei","Drei","Vier">>> um,dois,tres,quatro=quadriga # Desagregar tupla>>> print umEin>>> print doisZwei>>> print tresDrei>>> print quatroVier

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Sequências – Tuplas - Operações

val in tupla devolve 1 (True) se val faz parte de tupla ou 0 (False) caso contrário.

Exemplo :>>> tupla="Um", 1, 1.0, 2, "Dois", 1+2j>>> 1+2j in tuplaTrue>>> 1.5 in tuplaFalse>>> 2 in tuplaTrue>>> "dois" in tuplaFalse

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tupla_1 + tupla_2 resulta numa tupla que é a concatenação de tupla_1 e tupla_2

Exemplo :

>>> tupla="Um", 1, 1.0, 2, "Dois", 1+2j>>> tupla_2=“abc”,(1,2) # Tupla com sub-tupla !>>> tupla_concat=tupla+tupla_2>>> print tupla_concat('Um', 1, 1.0, 2, 'Dois', (1+2j), 'abc', (1, 2))

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tupla * numero resulta numa tupla que é a repetição detupla numero vezes

Exemplo :

>>> tupla=“abc”,(1,2) # Tupla com sub-tupla !>>> tupla*2('abc', (1, 2), 'abc', (1, 2))>>> 3*tupla('abc', (1, 2), 'abc', (1, 2), 'abc', (1, 2))>>> 0*tupla()

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min(tupla) devolve o valor mínimo presente na tuplamax(tupla) devolve o valor máximo presente na tupla

Exemplos :

>>> tupla=1,3,-1,0,1001>>> min(tupla)-1>>> max(tupla)1001

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Sequências - Listasl Sequências de valores separados por vírgulas e delimitadas por

parênteses rectos.l Elementos podem ser de vários tipos.l Endereçáveis, com índice 0 para o primeiro elemento.

Exemplos :

>>>lista_mista=["Pao","fiambre","queijo",1,3.14,3+4j]>>>lista_de_listas=[["uma","lista"],["outra","lista"]]>>> lista_de_listas[0]

['uma', 'lista']>>> lista_de_listas[0][1]

'lista'

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Sequências - Listas

l Pode criar-se uma lista vazia...

>>> lista_vazia=[]>>> len(lista_vazia)0

l Ao contrário das tuplas, as listas são mutáveis...>>> lista_mista=["Pao","fiambre","queijo",1,3.0,3+4j]>>> lista_mista[3]="alface">>> lista_mista['Pao', 'fiambre', 'queijo', 'alface', 3.0, (3+4j)]

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Sequências - Listas

Suportam operações fatiagem de forma idêntica às cadeias de caracteres.

Exemplos :

>>> lista_mista=["Pao","fiambre","queijo","alface","tomate"]>>> lista_mista[2:4]['queijo', 'alface']>>> lista_mista[-2:]['alface', 'tomate']>>> lista_mista[0::2]['Pao', 'queijo', 'tomate']>>> lista_mista[0:5:2]['Pao', 'queijo', 'tomate']>>> lista_mista[0::2]['Pao', 'queijo', 'tomate']>>> lista_mista[1:3]=["salame","manteiga"]>>> lista_mista['Pao', 'salame', 'manteiga', 'alface', 'tomate']

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Sequências – Listas - Operações

Também as listas podem ser desagregadas ou desempacotadas...

>>> lista_mista['Pao', 'salame', 'manteiga', 'alface', 'tomate']>>> x,y,z,w,v=lista_mista>>> x'Pao'>>> y'salame'>>> z'manteiga'>>> w'alface'>>> v'tomate'

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val in lista devolve 1 (True) se val faz parte de listaou 0 (False) caso contrário.

Exemplo :>>> lista=["Um", 1, 1.0, 2, "Dois", 1+2j]>>> 1+2j in listaTrue>>> 1.5 in listaFalse>>> 2 in listaTrue>>> "dois" in listaFalse

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lista_1 + lista_2 resulta numa lista que é a concatenação de lista_1 e lista_2

Exemplo :

>>> lista_1=["Joao","Maria","Antonio"]>>> lista_2=["Vasilyev",“Irina","William"]>>> lista_conc=lista_1+lista_2>>> lista_conc['Joao', 'Maria', 'Antonio', 'Vasilyev', 'Irina', 'William']

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lista * numero resulta numa lista que é a repetição de lista numero vezes

Exemplos :>>> telefones=["936464464","239444444"]>>> telefones*2 # 2 vezes['936464464', '239444444', '936464464', '239444444']>>> telefones*0 # 0 vezes[]>>> telefones*-1[]

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min(lista) devolve o valor mínimo presente nalistamax(lista) devolve o valor máximo presente nalista

Exemplos :

>>> lista=[1,3,-1,0,1001]>>> min(lista)-1>>> max(lista)1001

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Sequências – Listas - Operaçõeslista.pop() remove o último elemento da listaultimo = lista.pop() devolve o último elementoda lista, retirando-o da mesma

Exemplos :

>>> lista=[1,2,3,4]>>> lista.pop()4>>> lista[1, 2, 3]>>> b=lista.pop()>>> lista[1, 2]>>> b3

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Sequências – Listas - Operaçõeslista.remove(item) remove o elemento da listaque contém item (caso exista).

Exemplos :

>>> lista=[1,2,3,"texto",4,5,6]>>> lista.remove(3)>>> lista[1, 2, 'texto', 4, 5, 6]>>> lista.remove("TEXTO")

Traceback (most recent call last):File "<pyshell#34>", line 1, in -toplevel-

lista.remove("TEXTO")ValueError: list.remove(x): x not in list>>> lista.remove("texto")>>> lista[1, 2, 4, 5, 6]

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Outra forma de remover elementos, usando fatiagem:

>>> lista=[1,2,3,"texto",4,5,6]>>> lista[3:4]=[]>>> lista[1, 2, 3, 4, 5, 6]

Para as listas a função len() devolve o número de elementos da lista:

>>> lista=[1,2,3,"texto",4,5,6]>>> len(lista)7

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Podemos acrescentar elementos a uma lista assim:

>>> lista=["um",2,"III"]>>> lista.append("5-1") # acrescenta ao fim>>> lista['um', 2, 'III', '5-1']

ou assim:

>>> lista=[1,2,4,5]>>> lista[2:2]=[3] # Insere na posição 2>>> lista[1, 2, 3, 4, 5]

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Mapeamentos - Dicionários

l Permitem armazenar pares de valores do tipo chave:informação,

l Criam-se delimitando com chavetas um conjunto de pares chave:informação separados por vírgulas.

Exemplo:

>>> classificacoes={"Maria":12,"Carlos":14,"Julio":18}

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l Acesso é feito através de valores da chave.

Exemplo:>>> classificacao={"Maria":12,"Carlos":14,"Julio":18}>>> classificacao[“Julio”]18

l Número de elementos (pares) obtido por len().

Exemplo:

>>> classificacao={"Maria":12,"Carlos":14,"Julio":18}>>> len(classificacao)3

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l Inserção de elementos

dicionario[nova_chave]=nova_informação

Exemplo:

>>> classificacao={"Maria":12,"Carlos":14,"Julio":18}>>> classificacao{'Julio': 18, 'Carlos': 14, 'Maria': 12}>>> classificacao["Joana"]=18>>> classificacao{'Julio': 18, 'Joana': 18, 'Carlos': 14, 'Maria': 12}

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l Substituição de informação de um par

dicionario[chave]=nova_informação

Exemplo:>>> classificacao={"Maria":12,"Carlos":14,"Julio":18}>>> classificacao{'Julio': 18, 'Carlos': 14, 'Maria': 12}>>> classificacao["Carlos"]=16 # Melhoria funcionou ☺>>> classificacao{'Julio': 18, 'Carlos': 16, 'Maria': 12}

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l Remoção de um par conhecida a chave

del dicionario[chave]

Exemplo:

>>> classificacao={"Maria":12,"Carlos":14,"Julio":18}>>> del classificacao[“Maria”]>>> classificacao{'Julio': 18, 'Carlos': 14}

© Luís Cruz - 2004 100


l Apagar o conteúdo do dicionário

dicionario.clear() # Usar com cuidado!

Nota : Não é o mesmo que del dicionário.

Exemplo:

>>> classificacao={"Maria":12,"Carlos":14,"Julio":18}>>> classificacao.clear()>>> classificacao{}

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l Listagem de todas as chaves

dicionario.keys()

Exemplo:

>>> classificacao={"Maria":12,"Carlos":14,"Julio":18}>>> classificacao.keys()['Julio', 'Carlos', 'Maria']

© Luís Cruz - 2004 102


l Listagem de todos os campos de informação

dicionario.values()

Exemplo:

>>> classificacao={"Maria":12,"Carlos":14,"Julio":18}>>> classificacao.values()[18, 14, 12]

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Mapeamentos - Dicionáriosl Procura de uma chave

dicionario.has_key(chave_que_se_procura)

Nota : É equivalente a chave_que_se_procura indicionario

Exemplo:>>> classificacao={"Maria":12,"Carlos":14,"Julio":18}>>> classificacao.has_key(“Julio”)True>>> classificacao.has_key(“Diana”)False

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Operações Lógicas (ou Booleanas)

Valores Lógicos

Verdadeiro :True, ou qualquer valor diferente de 0Falso :False ou 0

Operações Lógicas Comuns (Prioridade Crescente)

x or y : verdadeiro se x ou y são verdadeirosx and y: verdadeiro se x e y são verdadeirosnot x : verdadeiro se x falso e v.v.

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Operações Lógicas (ou Booleanas)

Operadores Lógicos em Python (Prioridade Crescente)

x or y : se x é Falso resultado é y caso contrário xx and y : se x é Falso resultado é x caso contrário ynot x : se x é Falso resultado é Verdadeiro e v.v.

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Operadores Relacionais

a < b : resultado True se a é menor que ba > b : resultado True se a é maior que ba <= b : resultado True se a é menor ou igual que ba >= b : resultado True se a é maior ou igual que ba == b : resultado True se a é igual a ba != b : resultado True se a é diferente de ba <> b : resultado True se a é diferente de ba < b < c: resultado True se a é menor que b e b

menor que c

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Controlo de fluxo - if

Execução Condicional

if (exp_log_1):bloco de instruções 1 # exp_log_1 é

verdadeiraelif (exp_log_2):bloco de instruções 2 # exp_log_2 é

verdadeiraelse:bloco de instruções 3 # casos restantes

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Controlo de fluxo - ifExemplos

if chuva==False:print “Esta um dia óptimo! Vou sem casaco.”

else:print “Bolas, tenho que levar o guarda-chuva!”

if euros_no_bolso >= 20:print “Vamos ao pub. Pago uma rodada.”

elif euros_no_bolso >= 10:print “Vamos ao cinema. Pago as pipocas.”

elif euros_no_bolso >= 5:print “Vou ao cinema. Sozinho...”

else:print “Não me queres pagar o jantar ?”

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Controlo de fluxo - for

Execução repetida de instruções consegue-se com for

Sintaxe

for <var_ciclo> in <sequência>:bloco de instruções

else:bloco de instruçõesa executar se ciclo terminar

© Luís Cruz - 2004 110

Controlo de fluxo - for

Exemplos

autores=(“Camões”,”Pessoa”,”Torga”) # Tuplafor autor in autores:print autor,”foi um grande escritor!”

inteiros_de_0_ate_10=range(11) # Listafor numero in inteiros_de_0_ate_10:print numero

cadeia=“Programação”for caracter in cadeia:print caracter

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© Luís Cruz - 2004 111

Controlo de fluxo – break, continue, pass

break - se executado dentro de um ciclo (for, while) termina a execução deste, passando-se àinstrução seguinte,

continue - se executado dentro de um ciclo (for, while), passa à iteração seguinte do ciclo,

pass – não faz nada, podendo ser útil em certos casos

© Luís Cruz - 2004 112

Controlo de fluxo – break, continue, pass

Exemplos (com for)

for numero in range(1,31):if numero%3==0: continue # Salta multiplosde 3print numero

lista_nomes=[“Julio”,”Marcelo”,”Inês”,”Antonio”]

for nome in lista_nomes:if nome==“César”: break

else:print “\”Cesar\” não faz parte da lista”

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Listas de numeros – range() e xrange()

Ø range(num) devolve uma lista de num inteiros com início em 0

Ø range(prim,ultim+1) devolve uma lista de inteiros seguidos de prim a ultim+1 (excluído)

Ø range(prim,ultim+1,passo) devolve uma lista de inteiros de prim a ultim+1 (excluído) espaçados de passo unidades

Ø xrange tem comportamento idêntico a range, sendo indicado para utilização em ciclos, quando a lista a gerar contém muitos elementos, pois vai gerando os números pretendidos à medida que estes vão sendo “consumidos” pela iteração.

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