VARIÁVEIS, OPERADORES ARITMÉTICOS E LISTAS

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1 Computadores e Programação Engª Biomédica Departamento de Física Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra Ano Lectivo 2005/2006 FICHA 3 VARIÁVEIS, OPERADORES ARITMÉTICOS E LISTAS 3.1. Objectivos Objectivos que o aluno deverá atingir com esta ficha: Consolidar o conceito de variável; Compreender o conceito de identidade e tipo de um objecto Python bem como o conceito de mutabilidade; Consolidar o conhecimento de operações aritméticas e operações sobre cadeias de caracteres; Complementar e consolidar conhecimentos sobre listas Tipo e identidade de objectos (variáveis) Como teve oportunidade de verificar durante o estudo da ficha anterior, uma instrução Python, como por exemplo a seguinte >>> dois_ao_quadrado=4 cria um objecto destinado a armazenar informação. Neste caso é criada em memória uma variável, que vai conter um valor (4) do tipo inteiro, sendo essa variável etiquetada com o nome dois_ao_quadrado. É possível determinar a identidade da variável, recorrendo ao comando id(), como se ilustra na caixa seguinte * * Tenha em atenção que os valores devolvidos pela função id() ao executar os exemplos serão quase seguramente diferentes dos apresentados na folha. (Porquê?) Computadores e Programação Engª Biomédica 2005/06 Ficha 3 Página 1 de 10

2 >>> var1=100 >>> var2=200 >>> id(var1) >>> id(var2) O valor devolvido pelo comando não é mais (na versão 2.3 do Python) que o endereço de memória em que a variável se encontra armazenada. Particularmente interessante, é verificar que uma atribuição múltipla cria nomes diferentes a que corresponde a mesma identidade. >>> ca=cb= Cadeia exemplo >>> id(ca) >>> id(cb) Este comportamento não é de forma alguma inesperado, já que tanto ca como cb são referências à cadeia de caracteres criada na instrução inicial. Note que se um dos nomes for reutilizado para referenciar uma outra qualquer variável, o valor devolvido por id() será diferente; >>> ca=cb= Cadeia exemplo >>> id(ca) >>> id(cb) >>> cb= >>> id(cb) >>> ca Cadeia exemplo >>> cb Nos exemplos anteriores, é imediato determinar qual o tipo de uma determinada variável; dois_ao_quadrado por exemplo, é um inteiro. Em situações mais complicadas, em que o tipo de determinada variável não é evidente, caso haja necessidade, pode determinar-se este recorrendo ao comando type(<variável>). Estude os exemplos seguintes Computadores e Programação Engª Biomédica 2005/06 Ficha 3 Página 2 de 10

3 >>> var_1=100;var_2=1.5;var_3= Uma cadeia de caracteres ;var_4=1+1j >>> type(var_1) <type int > >>> type(var_2) <type float > >>> type(var_3) <type str > >>> type(var_4) <type complex > >>> fim_de_semana=[ Sabado, Domingo ] >>> type(fim_de_semana) <type list > >>> id(fim_de_semana) >>> ingles_portugues={"cat": gato,"house": casa, car : carro } >>> id(ingles_portugues) >>> type(ingles_portugues) <type 'dict'> Ainda relativamente à identidade de um objecto, se for necessário verificar se duas (ou mais) referências (i.e. nomes) se referem ao mesmo objecto, pode usar-se o operador is que devolve o valor True ou False para indicar se o objecto referido é ou não o mesmo. Veja o exemplo seguinte >>> ia=ib=100 >>> ia is ib True >>> ia=101 >>> ia is ib False 3.3. Mutabilidade Os objectos Python podem ser classificados de acordo com a possibilidade ou impossibilidade de serem alterados após a sua criação, sendo os primeiros ditos mutáveis e os segundos imutáveis. Entre os segundos contam-se para além dos literais numéricos (obviamente), as cadeias de caracteres e as tuplas. Vejamos alguns exercícios práticos que se destinam a evidenciar a imutabilidade de algumas variáveis... Computadores e Programação Engª Biomédica 2005/06 Ficha 3 Página 3 de 10

4 >>> cadeia="mais uma cadeia," >>> print cadeia[-1], >>> cadeia[-1]="." # Vamos tentar substituir a virgula por um ponto Traceback (most recent call last): File "<pyshell#7>", line 1, in -toplevelcadeia[-1]="." # Vamos tentar substituir a virgula por um ponto TypeError: object doesn't support item assignment >>> O que correu mal? Lendo a mensagem de erro produzida pelo intérprete, TypeError: object doesn't support item assignment confirmamos que, tal como esperávamos, não é possível alterar o conteúdo da cadeia de caracteres, pois esse tipo de dado (cadeia de caracteres) não suporta atribuições (assignment), pois é imutável. Com excepção dos casos referidos e de alguns outros mais avançados, os objectos são mutáveis, ou seja, é possível alterar o seu conteúdo, sendo esta característica fundamental para as tarefas de programação. Afinal, uma variável deve ser isso mesmo, variável ou dito de outra forma, alterável, tal como se ilustra de seguida. >>> total_parcial=1 >>> parcela=2 >>> total_parcial=total_parcial+parcela #Actualiza total_parcial >>> total_parcial 3 >>> total_parcial=0 # Coloca total_parcial a zero 3.4. Destruição de Objectos (Variáveis) Por vezes, é necessário destruir (apagar) explicitamente um objecto. Em Python existe um comando del para esse fim. Seguem-se alguns exemplos da sua utilização; >>> va="ola" >>> print va Ola >>> del va >>> print va Traceback (most recent call last): File "<pyshell#3>", line 1, in -toplevelprint va NameError: name 'va' is not defined Computadores e Programação Engª Biomédica 2005/06 Ficha 3 Página 4 de 10

5 Note que após a execução do comando de aniquilação do objecto, uma tentativa de aceder ao mesmo resulta numa mensagem de erro. No caso de haver mais do que uma referência ao objecto, o efeito é diferente, >>> vb=va="ola" >>> print va Ola >>> print vb Ola >>> del va >>> print va Traceback (most recent call last): File "<pyshell#23>", line 1, in -toplevelprint va NameError: name 'va' is not defined >>> print vb Ola >>> del vb >>> print vb Traceback (most recent call last): File "<pyshell#26>", line 1, in -toplevelprint vb NameError: name 'vb' is not defined >>> tente perceber o que ocorreu Operações Aritméticas A tabela seguinte sumaria as operações aritméticas mais simples suportadas pelos dados primitivos de Python, Operador Operação Dados Suportados + Adição Inteiros, Reais, Complexos - Subtracção Inteiros, Reais, Complexos * Multiplicação Inteiros, Reais, Complexos / Divisão Inteiros, Reais, Complexos // Divisão com arredondamento para Inteiros, Reais, Complexos o valor integral imediatamente inferior divmod(,) Calcula quociente e resto de divisão Inteiros % Resto de divisão Inteiros ** Potenciação Inteiros, Reais Computadores e Programação Engª Biomédica 2005/06 Ficha 3 Página 5 de 10

6 Existem ainda os chamados operadores aritméticos aumentados tais como +=, -=, *= e /= que são essencialmente operadores abreviados para combinações operação-atribuição comuns. Tomando para exemplo o operador += o resultado da sua aplicação em x += 1 é idêntico ao resultado conseguido executando x = x+1 sendo o funcionamento dos restantes operadores aumentados idêntico, tal como ilustrado na caixa que segue, >>> x=1 >>> x+=1 # resultado idêntico ao obtido com x=x+1 >>> print x 2 >>> y=4 >>> y-=3 # resultado idêntico ao obtido com y=y-3 >>> print y 1 >>> z=3 >>> z*=11 # resultado idêntico ao obtido com z=z*11 >>> print z 33 >>> w=99 >>> w/=3 # resultado idêntico ao obtido com w=w/3 >>> print w Conversões entre tipos numéricos Dentro de determinados limites, e por vezes com perda de precisão, é possível converter entre valores numéricos inteiros e em vírgula flutuante. Uma forma de efectuar estas conversões consiste em utilizar as funções int()e float(). Repare nos seguintes exemplos >>> f=1.75 >>> i=int(f) >>> i 1 >>> i=10000 >>> f=float(i) >>> f Computadores e Programação Engª Biomédica 2005/06 Ficha 3 Página 6 de 10

7 3.7. Operações sobre cadeias de caracteres As cadeias de caracteres suportam entre outras, as operações de concatenação e fatiagem. A concatenação de cadeias de caracteres consiste na colagem de várias cadeias para formar uma cadeia mais longa, sendo o operador respectivo o +. Veja o exemplo >>> cadeia_1= O principio, >>> cadeia_2= e o fim. >>> cadeia_total=cadeia_1+ o meio, +cadeia_2 >>> cadeia_total O principio, o meio, e o fim. É possível aceder a qualquer caracter de uma cadeia, usando a expressão <nome>[indice] em que indice pode ir de 0 (primeiro elemento) até <comprimento da cadeia>-1 (último elemento) ou -1 a -comprimento sendo neste caso a indexação relativa ao fim da cadeia (isto é, o elemento com índice -1 é o último da cadeia). Alternativamente podemos especificar uma fatia ou sub-cadeia da cadeia, usando a notação <nome>[inicio:fim] que designa a fatia que engloba os elementos desde o índice inicio até ao de índice fim-1. Também nesta situação, pode usar índices negativos para referenciar os elementos ao fim da cadeia. São exemplos >>> cadeia_exemplo=" " >>> print cadeia_exemplo[10] 8 >>> cadeia_exemplo=" " >>> print cadeia_exemplo[9] 9 >>> print cadeia_exemplo[0:5] >>> print cadeia_exemplo[-1] 1 >>> print cadeia_exemplo[-9:-5] 9876 >>> 3.8. Operações sobre Listas Adição de Elementos Computadores e Programação Engª Biomédica 2005/06 Ficha 3 Página 7 de 10

8 Na ficha anterior viu como criar, aceder e destruir listas e seus elementos. Uma das operações que não foi mencionada foi a adição de elementos. Tal operação pode efectuar-se recorrendo ao método append que é invocado segundo a sintaxe <lista>.append(<elemento a acrescentar>) ou usando o operador + tal como se ilustra a seguir para o caso de uma lista de cadeias de caracteres. =["Domingo","Segunda"].append("Terca") ['Domingo', 'Segunda', 'Terca'] +="Quarta" ['Domingo', 'Segunda', 'Terca', 'Q', 'u', 'a', 'r', 't', 'a'] >>> del lista[3:9] ['Domingo', 'Segunda', 'Terca'] +=["Quarta"] ['Domingo', 'Segunda', 'Terca', 'Quarta'] >>> Neste caso os elementos adicionados foram colocados no fim da lista. Para adicionar um elemento numa posição arbitrária da lista deve usar-se uma instrução com a forma lista[pos:pos]=[elemento_a_inserir] onde pos indica a posição do elemento inserido após a inserção, tal como ilustrado na caixa seguinte; =["Domingo","Terca"] [1:1]=["Segunda"] ['Domingo', 'Segunda', 'Terca'] >>> Remoção de Elementos A Remoção de um elemento de uma lista pode ser efectuada de várias formas; se o elemento a remover for o último, basta executar lista.pop() para o eliminar, como pode observar no exemplo seguinte =["Domingo","Terca"].pop() Computadores e Programação Engª Biomédica 2005/06 Ficha 3 Página 8 de 10

9 'Terca' ['Domingo'] Repare que o valor removido é devolvido pela função pop() podendo ser atribuído a outro objecto, se necessário, como em =["Domingo","Terca"] >>> removido=lista.pop() >>> removido 'Terca' É também possível eliminar um elemento da lista usando a instrução del seguida de indicação do elemento da lista a ser removido, tal como em =["Domingo","Segunda","Terca"] >>> del lista[1] ['Domingo', 'Terca'] Outra forma de eliminação consiste em substituir a fatia que contém o elemento que se pretende eliminar por uma lista vazia, =["Domingo","Segunda","Terca"] [1:2]=[] ['Domingo', 'Terca'] este método permite eliminar mais de um elemento com uma só instrução, como em =["Domingo","Segunda","Terca","Quarta","Quinta","Sexta","Sabado"] [2:4]=[] ['Domingo', 'Segunda', 'Quinta', 'Sexta', 'Sabado'] Outras Operações Um método particularmente útil que permite ordenar os elementos de uma lista, é invocado na forma lista.sort() ordenando a lista por ordem crescente, como pode verificar no exemplo seguinte >>> numeros=[12,55,0,-1,5.4,100] >>> numeros.sort() >>> numeros Computadores e Programação Engª Biomédica 2005/06 Ficha 3 Página 9 de 10

10 [-1, 0, , 12, 55, 100] Se pretender inverter a ordem dos elementos na lista, pode fazê-lo com o método reverse() como demonstrado no exemplo >>> uma_lista=[1, 3, "eheh",3+5j,0] >>> uma_lista.reverse() >>> uma_lista [0, (3+5j), 'eheh', 3, 1] 3.9. Exercícios 1. Crie um programa que peça ao utilizador para introduzir o título (Licenciado, Eng., Dr., etc), o nome e o sobrenome relativos a uma determinada pessoa, armazene cada um desses dados em cadeias de caracteres diferentes e de seguida imprima no écran uma mensagem de saudação sob a forma Bom dia, <título> <nome> <sobrenome>.. Grave o programa no seu directório sob o nome de prob_4_1.py 2. Desenvolva um programa que peça ao utilizador para introduzir os meses do ano, e os vá guardando numa lista. Pode usar apenas uma variável auxiliar. (Nota: Terá de repetir um determinado conjunto de instruções doze vezes. Mais tarde veremos como fazer isso de uma forma simples, através de ciclos). 3. Crie um script Python que peça ao utilizador para introduzir os dias da semana, um a um, em duas línguas diferentes (por exemplo português e inglês) e crie um dicionário com esses dados. Pode usar no máximo duas variáveis auxiliares. 4. Implemente um programa que peça ao utilizador para introduzir os dias do ano em que o aluno terá de realizar frequências na forma mes: dia e <nome_da_disciplina> (simule com valores aleatórios). A introdução deverá obrigatoriamente guardar os dados num dicionário, em que a chave é o mes (assim, o aluno poderá pesquisar o dicionário para conhecer os exames que tem de realizar num determinado mês). 5. Implemente um programa que peça ao utilizador um número inteiro (não uma string) com exactamente com 5 algarismos e que armazene os seus algarismos na lista DECOMP (com um algarismo em cada posição da lista). Computadores e Programação Engª Biomédica 2005/06 Ficha 3 Página 10 de 10