Le Coin Wiki
d'Olivier Dalle
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Systmes d’Exploitation - TP1

Pour commencer se familiariser avec la programmation du systme Unix, nous allons utiliser un langage de programmation plus facile prendre en main que le langage Unix: le langage Python. Durant cette sance notre objectif est donc de matriser les rudiments de ce nouveau langage.

Pour ceux qui veulent utiliser python sous Windows: tlcharger python sur http://www.python.org/ puis installer un environement de programmation, par exemple WingIDE

Remerciements

Ces exercices sont trs fortement inspirs de la feuille d’exercices prpare par Bob Cordeau , l’IUT d’Orsay (l’auteur du Cours python).

1.  Premiers pas

Contraitrement au language C, les instructions du language Python peuvent tre excuts directement par l’interprteur Python, au fur et mesure qu’on les excute. Essayons cela. Dans une fentre IDLE, tapez la commande suivante:

~> python
Python 2.5.1 (r251:54863, Apr 15 2008, 22:57:26)
[GCC 4.0.1 (Apple Inc. build 5465)] on darwin
Type “help”, “copyright”, “credits” or “license” for more information.
>>>

Et voil, l’interpeteur python est prt, il attend vos commandes. Essayons par exemple de lui faire afficher bonjour:

>>> print “bonjour”
bonjour
>>>

Remarquez la prsence des 3 suprieurs (>>>). C’est le prompt de python. Il indique que l’interprteur Python est prt pour une nouvelle commande. A l’inverse, quand le prompt ne s’affiche pas, c’est que la commande prcdente n’est pas termine. Regardez par exemple ce qui se passe avec la commande print '''bonjour sans refermer les triples quotes.

>>> print ’’’bonjour

Essayez maintenant les deux commandes suivantes, et dduisez-en le rle des caractres , (virgule) et + (plus).

>>> print “bonjour”,”ca”,”va”
>>> print “bonjour”+”ca”+”va”

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2.  Obtenir de l’aide

Une premire faon d’obtenir de l’aide c’est d’utiliser l’aide de l’interprteur Python:

>>> help()

Welcome to Python 2.5! This is the online help utility.

If this is your first time using Python, you should definitely check out the tutorial on the Internet at http://www.python.org/doc/tut/.

Enter the name of any module, keyword, or topic to get help on writing Python programs and using Python modules. To quit this help utility and return to the interpreter, just type “quit”.

To get a list of available modules, keywords, or topics, type “modules”, “keywords”, or “topics”. Each module also comes with a one-line summary of what it does; to list the modules whose summaries contain a given word such as “spam”, type “modules spam”.

help>

Nanmoins, cette forme d’aide est plutot rserve aux utilisateurs avertis. Pour commencer, il vaut mieux nous tourner vers les formes d’aides destines aux dbutants que l’on trouve en ligne (pensez les ajouter dans vos bookmarks):

http://docs.python.org/tut/node1.html
le tutoriel de Python. Un excellent moyen de se familiariser avec Python. Pensez le faire par vous mme en dehors des cours.
http://docs.python.org/ref/ref.html
le manuel de rfrence Python. Il contient la documentation complte du langage. Essayez de trouver le temps de le parcourir d’ici quelques temps lorsque vous aurez un peu progress. On y dcouvre toujours des choses intressantes.
http://docs.python.org/library/index.html
la bibliothque standard de Python. Elle contient toutes les fonctions utilitaires dont on a besoin couramment. Essayez aussi d’en faire le tour quand vous avez un moment.

Remarquez la prsence de la fentre de recherche dans les pages d’aide en ligne du manuel et de la librairie Python. Trs pratique pour retrouver une fonction ou un module dont on sait qu’il/elle existe mais dont on sait plus comment s’en servir.

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3.  La calculette python

Essayez et commentez le rsultat des commandes suivantes:

>>> 1 * 1000
>>> _ * 1000
>>> 2.18 * 3.4567e-1
>>> 20.0 / 3
>>> 20.0 // 3
>>> 20 /3
>>> 20/ 3.0
>>> 20 // 3.0

Exprimentez quelques oprateurs:

>>> 20 % 3
>>> 2.0 ** 10
>>> 5 ** 2 % 3 # Dduisez-en la priorit des oprateurs
>>> 5 % 2 ** 3 # ici aussi

Essayons de consruire quelques variables, mai attention au choix de leur nom. Essayez et commentez ce qui suit:

>>> a = 2
>>> 2a = 2*a
>>> uneVariable = 5
>>> try = 2

Maintenant, essayons diffrents types d’affectations de variables:

>>> a = 7 # Affectation d’un entier
>>> msg = “Quoi de neuf ?” # Une chaine de caracteres
>>> msg # un moyen simple de vrifier le contenu d’une variable
>>> print msg # un autre moyen
>>>
msg = “”“Une chaine qui s’tend
sur plusieurs
lignes
“”“
>>> msg # Quelle diffrence entre cette faon
>>> print msg # et celle-ci ?

Quelques oprations sur les chanes:

>>> c1 = ‘abc’
>>> len(c1) # longueur
>>> c2 = ‘defg’
>>> c3 = c1 + c2 # concatenation
>>> c4 = ‘Fi!’
>>> c5 = c4 * 3 # Affichez c5
>>> c6 = (c1 + c4) * 3 # Afichez c6
>>> c7 = c1 + c4 * 3 # affichez c7

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4.  Squences, indiage et extraction

Les chanes de caractres sont stockes sous forme de tableaux de caractres. Intressons-nous de plus prs aux oprations sur les tableaux.

Souvenez-vous que l’indice du premier lment est toujours 0. Pour le vrifier essayez ceci:

>>> c2 = ‘abcdefg’ # un tableau de caracteres
>>> c2[0]
>>> c2[1]
>>> c2[−1] # on peut aussi compter par la fin …
>>> c2[−3]

Malheureusement, les chaines ne sont pas modifiables. En revanche on peut en utiliser des parties pour en construire d’autres. Essayez par exemple ce qui suit:

>>> s = ‘spam & eggs’ # A la place, on voudrait : ‘Spam & Eggs’
>>> s[0] = ‘S’

Comme la mthode consistant remplacer directement une partie de la chaine ne fonctionne pas. Essayons autrement, en fabriquant une nouvelle chaine avec des morceaux de l’ancienne. Entrainons-nous un peu d’abord (expliquez les resultats obtenus):

>>> s2 = “abcdefghijk”
>>> s2[1:3]
>>> s2[1:]
>>> s2[:1]
>>> s2[:]
>>> s2[::2]
>>> s2[3:6]

Vous avez compris? Tres bien alors trouvez la solution pour ecrire 'Spam & Eggs' a partir de 'spam & eggs'.

En fait, les chaines de caractres sont l’une des 3 formes de sequence proposes par Python:

  1. Les chaines: tableaux de caractres, non modifiables
  2. Les listes: tableaux d’objets quelconques, modifiables
  3. Les tuples: tableaux d’objets quelconques, non modifiables (mais plus rapides que les listes)

Essayons donc les deux dernires formes:

>>> liste_vide = []
>>> len(liste_vide) # pour verifier
>>> couleurs = [‘bleu’, ‘rouge’, ‘vert’]
>>> couleurs[1] # indicage
>>> couleurs[0:1] # decoupage
>>> couleurs[1] = ‘jaune’ # une liste est modifiable
>>> couleurs[2] = 1.414 # et peut contenir des types differents…
>>> c = [1, 3, couleurs] # … comme des listes par exemple!
>>> a = [0,1,2]
>>> b = [3,4,5]
>>> c = [a,b]
>>> c[0][2]
>>> c[1][0]
>>> c[1][3] # Quel est le probleme ici ?

Passons aux tuples maintenant:

>>> monTuple = (‘bleu’, ‘blanc’, ‘rouge’)
>>> monTuple[0]
>>> monTuple[0] = ‘vert’ # expliquez

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5.  Ecriture de programmes (modules)

Un module python est un simple fichier contenant des instructions en python. A l’exception du module module main dcrit ci-aprs, le nom du module correspond au nom du fichier. Ainsi le module de nom “toto” correspond simplement au contenu du fichier de nom “toto.py” (ou “toto.pyc”, sa version prcompile). Un module python peut en inclure en un autre. Pour a, deux solutions:

>>> import math # solution 1: importe tout le contenu du module math
>>> math.sin(0) # il faut donner le nom du module en prefixe
>>> from math import sin # solution 2: importe selectivement un symbole
>>> sin(0) # grace a la solution 2, plus besoin de prefixe

Le module main reprsente le module principal d’un programme python. Autrement dit celui que l’on demande python d’excuter en premier, et qui comporte un module principal, appel main. Contrairement aux autres modules, il n’y a pas de lien entre le nom du module main et le fichier qui le contient.

La faon la plus simple d’crire un programme python est donc d’utiliser son diteur favori et d’y insrer les instructions du programme. Faites un essai, en sauvant les instruction suivantes dans un fichier de nom prog.py:


# Mon premier programme python, quelle aventure !
print "Hello, world!"
 

Ensuite, vous pouvez excuter ce programme de la faon suivante, depuis un shell Unix:

~> python prog.py
Hello, world!
~>

En fait, tout module python peut se transformer en module principal. C’est mme fortement recommand, afin de tester que le programme ne comporte pas d’erreur (en gnie logiciel on appelle cela des tests unitaires). Pour cela, l’astuce consiste a insrer une section d’autotest, qui n’est excute que lorsque le module est excut en tant que programme principal:

# ici on suppose que le fichier contient les instructions
# qui forment le code du module
# par exemple la fonction suivante:

def ma_func(x):
   """Une fonction qui calcule y=x+1"""
   return x+1

# Si ces instructions sont placees dans le fichier toto.py
# alors dans un autre module python, on peut utiliser la fonction
# ma_func a l'aide de l'instrcution 'import toto'
# ou 'from toto import ma_func

# Mais on peut aussi transformer ce module 'toto' en module main
# en inserant une section d'auto-test:

if __name__ == "__main__":
  # Je peux mettre ici les instructions a executer quand le module
  # est utilise en tant que module main
  print "Je test ma_func avec x=3:", ma_func(3)

Et donc, en supposant que vous avez sauv le code prcdent dans le fichier de nom toto.py, vous pouvez tester son excution de la faon suivante:

>>> python toto.py
Je test ma_func avec x=3: 4
>>>

Mais je peux aussi utiliser mon module normalement depuis un autre programme principal:


# J'importe d'abord le module (facon 1)
import toto

# Ensuite j'utilise la fonction
print "Le resultat est:", toto.ma_func(10)

Puis, en supposant que le code suivant a t sauv dans le fichier appel_toto.py:

~> python appel_toto.py
Le resultat est: 11
~>

Mais on peut aussi charger un module directement dans l’interprteur python utilis de faon interactive:

~> python
>>> import toto
>>> toto.ma_func(11)
12
>>> help(toto) # pratique non ?

On peut aussi ecommencer les oprations prcdentes avec la deuxime forme d’import:

~> python
>>> from toto import ma_func
>>> ma_func(11)
12

On peut aussi combiner les avantages (et incovnients) des deux mthodes:

~> python
>>> from toto import * # TOUT le contenu du module toto
>>> ma_func(11)
12

Dans ce dernier cas, attention au problmes de masquage et de porte (expliquez).

Pour faire des programmes qui fonctionnent aussi bien sous linux que sous windows, il suffit d’insrer le commentaire suivant sur la premire ligne du fichier: #!/bin/env python
(A condition d’avoir dfini la variable d’environnement python)

Exemple d’en-tte typique que l’on trouve dans un module python:

#!/bin/env python
# -*- coding: Latin-1 -*-
""" La description generale du module"""
# fichier : module.py
# auteur : Olivier Dalle

from math import sin
from toto import *

...

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6.  Tutorial

Si vous avez termin, vous pouvez commencer a suivre le tutorial en ligne de Python, trs instructif…

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