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Cours de Python pdf

Table des matières
Avant-propos 6
Quelques mots sur l’origine de ce cours . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Remerciements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Le livre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1 Introduction 8
1.1 C’est quoi Python ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.2 Conseils pour installer et configurer Python . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3 Notations utilisées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4 Introduction au shell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.5 Premier contact avec Python . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.6 Premier programme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.7 Commentaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.8 Notion de bloc d’instructions et d’indentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.9 Autres ressources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2 Variables 13
2.1 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2 Les types de variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.3 Nommage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.4 Opérations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.5 La fonction type() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.6 Conversion de types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.7 Note sur la division de deux nombres entiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.8 Note sur le vocabulaire et la syntaxe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.9 Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3 Affichage 18
3.1 La fonction print() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.2 Écriture formatée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.3 Ancienne méthode de formatage des chaînes de caractères . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.4 Note sur le vocabulaire et la syntaxe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.5 Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4 Listes 23
4.1 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.2 Utilisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.3 Opération sur les listes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.4 Indiçage négatif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.5 Tranches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.6 Fonction len() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.7 Les fonctions range() et list() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.8 Listes de listes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.9 Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
5 Boucles et comparaisons 28
5.1 Boucles for . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
5.2 Comparaisons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
5.3 Boucles while . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
5.4 Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
6 Tests 37
6.1 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
6.2 Tests à plusieurs cas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
6.3 Importance de l’indentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
6.4 Tests multiples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
6.5 Instructions break et continue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
6.6 Tests de valeur sur des floats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
6.7 Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
7 Fichiers 45
7.1 Lecture dans un fichier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
7.2 Écriture dans un fichier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
7.3 Ouvrir deux fichiers avec l’instruction with . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
7.4 Note sur les retours à la ligne sous Unix et sous Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
7.5 Importance des conversions de types avec les fichiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
7.6 Du respect des formats de données et de fichiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
7.7 Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
8 Modules 52
8.1 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
8.2 Importation de modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
8.3 Obtenir de l’aide sur les modules importés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
8.4 Quelques modules courants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
8.5 Module sys : passage d’arguments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
8.6 Module os : interaction avec le système d’exploitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
8.7 Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
9 Fonctions 60
9.1 Principe et généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
9.2 Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
9.3 Passage d’arguments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
9.4 Renvoi de résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
9.5 Arguments positionnels et arguments par mot-clé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
9.6 Variables locales et variables globales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
9.7 Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
10 Plus sur les chaînes de caractères 71
10.1 Préambule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
10.2 Chaînes de caractères et listes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
10.3 Caractères spéciaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
10.4 Méthodes associées aux chaînes de caractères . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
10.5 Extraction de valeurs numériques d’une chaîne de caractères . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
10.6 Conversion d’une liste de chaînes de caractères en une chaîne de caractères . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
10.7 Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
11 Plus sur les listes 79
11.1 Méthodes associées aux listes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
11.2 Construction d’une liste par itération . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
11.3 Test d’appartenance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
11.4 Copie de listes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
11.5 Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
12 Plus sur les fonctions 85
12.1 Appel d’une fonction dans une fonction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
12.2 Fonctions récursives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
12.3 Portée des variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
12.4 Portée des listes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
12.5 Règle LGI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
12.6 Recommandations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
12.7 Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
13 Dictionnaires et tuples 92
13.1 Dictionnaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
13.2 Tuples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
13.3 Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
14 Création de modules 97
14.1 Pourquoi créer ses propres modules ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
14.2 Création d’un module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
14.3 Utilisation de son propre module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
14.4 Les docstrings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
14.5 Visibilité des fonctions dans un module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
14.6 Module ou script ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
14.7 Exercice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
15 Bonnes pratiques en programmation Python 101
15.1 De la bonne syntaxe avec la PEP 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
15.2 Les docstrings et la PEP 257 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
15.3 Outils de contrôle qualité du code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
15.4 Organisation du code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
15.5 Conseils sur la conception d’un script . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
15.6 Pour terminer : la PEP 20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
16 Expressions régulières et parsing 112
16.1 Définition et syntaxe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
16.2 Quelques ressources en ligne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
16.3 Le module re . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
16.4 Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
17 Quelques modules d’intérêt en bioinformatique 119
17.1 Module NumPy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
17.2 Module Biopython . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
17.3 Module matplotlib . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
17.4 Module pandas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
17.5 Un exemple plus complet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
17.6 Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
18 Jupyter et ses notebooks 142
18.1 Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
18.2 Lancement de Jupyter et création d’un notebook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
18.3 Le format Markdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
18.4 Des graphiques dans les notebooks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
18.5 Les magic commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
18.6 JupyterLab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
19 Avoir la classe avec les objets 154
19.1 Construction d’une classe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
19.2 Espace de noms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
19.3 Polymorphisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
19.4 Héritage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
19.5 Accès et modifications des attributs depuis l’extérieur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
19.6 Bonnes pratiques pour construire et manipuler ses classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
19.7 Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
20 Fenêtres graphiques et Tkinter 184
20.1 Utilité d’une GUI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
20.2 Quelques concepts liés à la programmation graphique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
20.3 Notion de fonction callback . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
20.4 Prise en main du module Tkinter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
20.5 Construire une application Tkinter avec une classe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
20.6 Le widget canvas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
20.7 Pour aller plus loin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
20.8 Exercices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
21 Remarques complémentaires 202
21.1 Différences Python 2 et Python 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
21.2 Liste de compréhension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
21.3 Gestion des exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
21.4 Shebang et /usr/bin/env python3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
21.5 Passage d’arguments avec *args et **kwargs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
21.6 Un peu de transformée de Fourier avec NumPy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
21.7 Sauvegardez votre historique de commandes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
22 Mini-projets 211
22.1 Description des projets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
22.2 Accompagnement pas à pas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
22.3 Scripts de correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
A Quelques formats de données rencontrés en biologie 227
A.1 FASTA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
A.2 GenBank . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
A.3 PDB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
A.4 Format XML, CSV et TSV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
B Installation de Python 241
B.1 Que recommande-t-on pour l’installation de Python ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
B.2 Installation de Python avec Miniconda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
B.3 Utilisation de conda pour installer des modules complémentaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
B.4 Choisir un bon éditeur de texte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
B.5 Comment se mettre dans le bon répertoire dans le shell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
B.6 Python web et mobile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258

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