Premiers pas

• L'essentiel du travail effectué par un programme d'ordinateur consiste à manipuler des données.

• Ces données peuvent être très diverses (tout ce qui est numérisable, en fait), mais dans la mémoire de l'ordinateur elles se ramènent toujours en définitive à une suite finie de nombres binaires.

• Pour pouvoir accéder aux données, le programme d'ordinateur (quel que soit le langage dans lequel il est écrit) fait abondamment usage d'un grand nombre de variables de différents types.

• Une variable apparaît dans un langage de programmation sous un nom à peu près quelconque, mais pour l'ordinateur il s'agit d'une référence désignant une adresse mémoire, c'est-à-dire un emplacement précis dans la mémoire vive.

• À cet emplacement est stockée une valeur bien déterminée. C'est la donnée proprement dite, qui est donc stockée sous la forme d'une suite de nombres binaires.

• Cela peut être en fait à peu près n'importe quel « objet » :

  • un nombre entier,

  • un nombre réel,

  • un nombre complexe,

  • un vecteur,

  • une chaîne de caractères typographiques,

  • un tableau,

  • une fonction,

  • etc.

• Pour distinguer ces divers contenus possibles les uns des autres, le langage de programmation fait usage de différents types de variables (le type entier, le type réel, le type chaîne de caractères, le type liste, etc.).

• Les termes « affecter une valeur » ou « assigner une valeur » à une variable sont équivalents.

• Ils désignent l'opération par laquelle on établit un lien entre le nom de la variable et sa valeur (son contenu).

• En Python comme dans de nombreux autres langages, l'opération d'affectation est représentée par le signe égal : =

• Cela correspond à plusieurs opérations dans la mémoire de l'ordinateur :

  • créer et mémoriser un nom de variable,

  • lui attribuer un type bien déterminé,

  • créer et mémoriser une valeur particulière,

  • établir un lien (par un système interne de pointeurs) entre le nom de la variable et l'emplacement mémoire de la valeur correspondante.

• Les trois noms de variables sont des références, mémorisées dans une zone particulière de la mémoire que l'on appelle espace de noms, alors que les valeurs correspondantes sont situées ailleurs, dans des emplacements parfois fort éloignés les uns des autres.

• Nous disposons donc des trois variables n, msg et pi.

• Pour afficher leur valeur à l'écran, il existe deux possibilités :

  • la première consiste à entrer au clavier le nom de la variable, puis <Enter>. Python répond en affichant la valeur correspondante :

    >>> n

    7

    >>> msg

    'Quoi de neuf ?'

    >>> pi

    3.14159

  Il s'agit cependant là d'une fonctionnalité secondaire de l'interpréteur, qui est destinée à vous faciliter la vie lorsque vous faites de simples exercices à la ligne de commande.

  • À l'intérieur d'un programme, vous utiliserez toujours la fonction print() :

    >>> print(msg)

    Quoi de neuf ?

    >>> print(n)

    7

  Remarquez la subtile différence dans les affichages obtenus avec chacune des deux méthodes :

  • la fonction print() n'affiche strictement que la valeur de la variable, telle qu'elle a été encodée,

  • l'autre méthode (celle qui consiste à entrer seulement le nom de la variable) affiche aussi des apostrophes afin de vous rappeler que la variable traitée est du type « chaîne de caractères ».

• Sous Python, il n'est pas nécessaire d'écrire des lignes de programme spécifiques pour définir le type des variables avant de pouvoir les utiliser.

• Il vous suffit en effet d'assigner une valeur à un nom de variable pour que celle-ci soit automatiquement créée avec le type qui correspond au mieux à la valeur fournie.

• Dans l'exercice précédent, par exemple, les variables n, msg et pi ont été créées automatiquement chacune avec un type différent (« nombre entier » pour n, « chaîne de caractères » pour msg, « nombre à virgule flottante » (ou « float », en anglais) pour pi).

• Ceci constitue une particularité intéressante de Python, qui le rattache à une famille particulière de langages où l'on trouve aussi par exemple Lisp, Scheme, et quelques autres :

  • on dira à ce sujet que le typage des variables sous Python est un typage dynamique,

  • par opposition au typage statique qui est de règle par exemple en C++ ou en Java. Dans ces langages, il faut toujours – par des instructions distinctes – d'abord déclarer (définir) le nom et le type des variables, et ensuite seulement leur assigner un contenu, lequel doit bien entendu être compatible avec le type déclaré.

  • le typage statique est préférable dans le cas des langages compilés, parce qu'il permet d'optimiser l'opération de compilation (dont le résultat est un code binaire « figé »),

  • le typage dynamique quant à lui permet d'écrire plus aisément des constructions logiques de niveau élevé (métaprogrammation, réflexivité), en particulier dans le contexte de la programmation orientée objet (polymorphisme). Il facilite également l'utilisation de structures de données très riches telles que les listes et les dictionnaires.

Sous Python, on peut assigner une valeur à plusieurs variables simultanément :

On peut aussi effectuer des affectations parallèles à l'aide d'un seul opérateur :

On manipule les valeurs et les variables qui les référencent en les combinant avec des opérateurs pour former des expressions.

• Jusqu’ici nous avons examiné les différents éléments d’un langage de programmation, à savoir : les variables, les expressions et les instructions, mais sans traiter de la manière dont nous pouvons les combiner les unes avec les autres.

• Or l'une des grandes forces d'un langage de programmation de haut niveau est qu'il permet de construire des instructions complexes par assemblage de fragments divers. Ainsi par exemple, si vous savez comment additionner deux nombres et comment afficher une valeur, vous pouvez combiner ces deux instructions en une seule :