Primeiros programas

Um programa é uma sequência de instruções que diz ao computador como fazer uma computação. Antes de escreveres código, precisas da ideia: um algoritmo, ou seja, uma sequência de passos que resolve um problema genérico, e não apenas um caso concreto. Somar dois números é um caso; o algoritmo da soma funciona para quaisquer dois números.

Decompor o problema

Problemas interessantes são demasiado grandes para resolver de uma vez. A técnica é sempre a mesma e tem três movimentos. Primeiro, a decomposição: partir o problema em subproblemas mais pequenos. Depois, o reconhecimento de padrões: reparar que dois problemas com aspetos diferentes têm a mesma estrutura. Por fim, a abstração: ignorar os detalhes que não interessam e descrever a solução de forma precisa, sem ambiguidades.

Imagina que queres converter um número de segundos em horas, minutos e segundos. A decomposição sugere: quantas horas inteiras cabem nesse total? O que sobra, quantos minutos inteiros dá? O que sobra no fim são os segundos. Cada uma destas perguntas é fácil; juntas, resolvem o problema. Vais ver o programa completo no fim da página.

Python e os três tipos de erros

Python é uma linguagem de alto nível: escreves instruções próximas da linguagem humana e o interpretador executa-as diretamente, sem produzires antes um ficheiro compilado. Isso torna o ciclo de experimentar e corrigir muito rápido, que é exatamente o que um principiante precisa.

Quando algo corre mal, o erro é de um de três tipos, e distingui-los poupa-te muito tempo. Um erro de sintaxe viola as regras da linguagem, como esquecer dois pontos no fim de um if; o programa nem chega a correr. Um erro de execução (runtime) aparece durante a execução, como dividir por zero. Um erro semântico é o mais traiçoeiro: o programa corre e produz um resultado, mas é o resultado errado, porque a lógica não faz o que pretendias. Só os testes e a leitura atenta apanham este último.

Valores, tipos e variáveis

Um valor é um objeto com um tipo. Os quatro tipos básicos que vais usar já são:

Tipo	Nome em Python	Exemplos
Inteiro	int	3, -20, 0
Decimal	float	3.5, -0.25
Texto	str	'Olá', "FEUP"
Lógico	bool	True, False

A função type diz-te o tipo de um valor: type(3) responde <class 'int'>. Repara que True, False e None escrevem-se com maiúscula inicial; escritos em minúsculas dão erro de sintaxe se os usares como variáveis, porque são palavras reservadas.

Uma variável é um nome que fica associado a um valor. A atribuição usa um só sinal de igual e lê-se da direita para a esquerda: primeiro calcula-se o valor, depois guarda-se no nome.

segundos = 3661
minutos = segundos / 60
print(minutos)

O programa escreve 61.016666666666666. Nota dois pormenores: = atribui, não compara (a comparação usa ==, que vais conhecer na próxima página), e a vírgula nunca separa casas decimais em Python, usa-se o ponto.

Operadores e precedência

Os operadores aritméticos são +, -, *, / (divisão com decimais), // (divisão inteira), % (resto da divisão) e ** (potência). Com texto, + junta (concatena) e * repete:

print(7 // 2)
print(7 % 2)
print(2 ** 10)
print('FP' + '!' * 3)

Isto escreve 3, 1, 1024 e FP!!!. Repara que 7 // 2 dá 3 (trunca para baixo) e 7 % 2 dá 1, o resto. Esta dupla, quociente e resto, é a ferramenta central do exemplo final desta página.

Quando uma expressão mistura operadores, Python segue a precedência matemática, resumida na sigla PEMDAS: primeiro Parênteses, depois Expoentes, depois Multiplicação e Divisão (da esquerda para a direita), por fim Adição e Subtração. Em caso de dúvida, põe parênteses: 2 * (3 + 4) é muito mais claro do que confiares na memória da tabela.

Entrada e saída

Um programa útil lê dados e escreve resultados. input() lê uma linha do teclado e devolve sempre uma string; print() escreve valores no ecrã, separados por espaços.

nome = input()
print('Olá,', nome)

Se o utilizador escrever Ana, o programa responde Olá, Ana. Como input() devolve texto, quem precisa de um número tem de converter: n = int(input()) para inteiros ou float(input()) para decimais. Se o utilizador escrever algo que não é número, a conversão falha com erro de execução; por agora, assume que a entrada está bem formada.

Exemplo completo: segundos em horas, minutos e segundos

Juntamos tudo num programa que lê um total de segundos e escreve as horas, os minutos e os segundos correspondentes. A ideia da decomposição feita no início: cada unidade sai de uma divisão inteira, e o resto passa para a unidade seguinte.

total = int(input())
horas = total // 3600
resto = total % 3600
minutos = resto // 60
segundos = resto % 60
print(horas, minutos, segundos)

Com a entrada 3661, segue a execução linha a linha. total vale 3661. horas vale 3661 // 3600, que é 1. resto vale 3661 % 3600, que é 61. minutos vale 61 // 60, que é 1. segundos vale 61 % 60, que é 1. O programa escreve 1 1 1: uma hora, um minuto e um segundo. Confirma: $1 \times 3600 + 1 \times 60 + 1 = 3661$.

Repara no padrão: // extrai quantas unidades inteiras cabem, % guarda o que sobra para o passo seguinte. Este padrão de quociente e resto reaparece em dezenas de exercícios, de converter moedas a extrair dígitos de um número.