Python (langage)

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Python

Apparu en	1990
Auteur	Guido van Rossum
Développeurs	Python Software Foundation
Dernière version	2.5 (19 septembre 2006)
Paradigmes	Objet, impératif, fonctionnel
Typage	Fort, dynamique
Influencé par	ABC, C, Haskell, Icon, Lisp, Modula-3, Perl, Smalltalk, Tcl
A influencé	Ruby, Boo
Implémentations	CPython, Jython, IronPython, PyPy
Système d'exploitation	Multi-plate-forme
Licence	Python Software Foundation License
Site Web	http://www.python.org

Python est un langage de programmation interprété, multi-paradigme. Il autorise la programmation impérative structurée, orientée objet, et fonctionnelle. Il est doté d'un typage dynamique fort, d'une gestion automatique de la mémoire par ramasse-miettes et d'un système de gestion d'exceptions; il est ainsi similaire à Perl, Ruby, Scheme, Smalltalk et Tcl.

Le langage Python est placé sous une licence libre proche de la licence BSD^[1] et fonctionne sur la plupart des plates-formes informatiques, des super-calculateurs aux ordinateurs centraux, de Linux à Unix en passant par Windows et MacOS, avec java ou encore .NET. Il est conçu pour optimiser la productivité des programmeurs en offrant des outils de haut-niveau et une syntaxe simple à utiliser. Il est également apprécié par les pédagogues qui y trouvent un langage où la syntaxe clairement séparée des mécanismes de bas niveau, permet une initiation plus aisée aux concepts de base de la programmation.^[2]

[modifier] Utilisations

Python est un langage qui peut s'utiliser dans de nombreux contextes et s'adapter à tout type d'utilisation grace à des bibliothèques spécialisées à chaque traitement. Il est cependant particulièrement utilisé comme langage de script pour automatiser des tâches simples mais fastidieuses comme par exemple un script qui récupèrerait la météo sur internet ou qui s'intègrerait dans un logiciel de création assistée par ordinateur afin d'automatiser certains enchainements d'actions répétitives. On l'utilise également comme langage de développement de prototype lorsqu'on a besoin d'une application fonctionnelle avant de l'optimiser avec un langage de plus bas niveau.

[modifier] Histoire

Python a été créé au début des années 1990 par Guido van Rossum au CWI aux Pays-Bas en tant que successeur du langage ABC pouvant gérer les exceptions et s'interfacer avec le système d'exploitation Amoeba. Van Rossum est le principal auteur de Python, et son rôle de décideur central permanent de Python est reconnu avec humour par le titre de « Dictateur bienveillant à vie » (Benevolent Dictator for Life, BDFL).

La dernière version sortie au CWI était Python 1.2. En 1995, Van Rossum continua son travail sur Python au CNRI à Reston, aux États-Unis, où il sortit plusieurs versions du logiciel. Python 1.6 fut la dernière version sortie au CNRI.

Après la sortie de Python 1.6, et après que Van Rossum aie quitté le CNRI pour travailler avec des développeurs de logiciels commerciaux, le CNRI et la Fondation pour le logiciel libre collaborèrent pour modifier la licence de Python afin de la rendre compatible avec la GPL. Python 1.6.1 est essentiellement le même que Python 1.6 avec quelques correctifs mineurs et la nouvelle licence compatible GPL.

En 2000, l'équipe principale de développement de Python déménagea à BeOpen.com pour former l'équipe PythonLabs de BeOpen. Python 2.0 fut la seule version sortie à BeOpen.com. Après cette version, Guido Van Rossum et les autres développeurs de PythonLabs rejoignirent Digital Creations.

Python 2.1 fut une version dérivée de Python 1.6.1, ainsi que de Python 2.0. Sa licence fut renommée Python Software Foundation License. Tout code, documentation et spécifications ajouté, depuis la sortie de Python 2.1 alpha, est détenu par la Python Software Foundation (PSF), une association sans but lucratif fondée en 2001, modelée d'après l'Apache Software Foundation.

Un développement parallèle, entamé en 2004, est en discussion pour Python 3.0. Cette nouvelle version cassera la compatibilité ascendante afin de réparer certains défauts perçus du langage (fonction lambda, etc). Guido van Rossum espère sortir une première version alpha en 2007.

[modifier] Caractéristique du langage

[modifier] Syntaxe

Python a été conçu pour être un langage lisible. Il vise à être visuellement épuré, et utilise des mots anglais fréquemment là où d'autres langages utilisent de la ponctuation, et possède également moins de constructions syntaxiques que de nombreux langages structurés tels que C, Perl, ou Pascal.

Les blocs sont identifiés par l'indentation, au lieu d'accolades comme en C/C++, ou de Begin ... End comme en Pascal. Une augmentation de l'indentation marque le début d'un bloc, et une réduction de l'indentation marque la fin du bloc courant :

int factorial(int x) {      
    if (x == 0)                    
        return 1;                   
    else
        return x * factorial(x-1);
}

def factorial(x):
    if x == 0:
        return 1
    else:
        return x * factorial(x-1)
 

[modifier] Types de base

Les types de base en Python sont relativement complets et puissants, il y a entre-autres :

• Les objets numériques
  • int est un entier classique.
  • long est un entier dont la mémoire de stockage est allouée dynamiquement, la taille maximale n'est donc pas fixe et dépend de la capacité de la machine.
  • float est une approximation d'un nombre réel
  • complex est une approximation d'un nombre complexe (typiquement deux floats)
• Les objets "itérables"
  • Les objets list sont bien plus que de simple tableaux, car ils ne sont pas de taille fixée à l'avance et peuvent contenir dans une même instance des objets de types différents.
  • Les objets n-uplet (ou tuple) sont une variation non mutable des listes
  • Les objets str sont des chaines de caractères, qui possèdent une multitude de méthodes de base pour remplacer des mots, éliminer les espaces blancs, séparer le texte en morceau, etc. Ce sont des objets itérables car ils peuvent être vus comme des tableaux d'autres str d'un seul caractère.
  • Les objets dict sont des dictionnaires qui relient un objet à un autre objet.

Les objets itérables sont parcourus à l'aide d'une boucle for de la manière suivante :

for element in iterable:
  traiter(element) 

Il est possible de dériver les classes des types de base pour créer ses propres types : UserDict, UserString (depuis la version 2.2)

[modifier] Programmation fonctionnelle

Python permet de programmer dans un style fonctionnel. Les compréhensions de listes sont disponibles. Par exemple, pour construire la liste des carrés des entiers naturels plus petits que 10, on peut utiliser l'expression :

l = [x**2 for x in range(10)]

la liste des nombres pairs :

l = [unEntier for unEntier in range(10) if  unEntier % 2 == 0 ]

De plus, les fonctions lambda sont disponibles :

add2=lambda x: x+2

s'ensuit alors add2(5)==7. Les fonctions lambda peuvent être utilisées comme arguments dans des expressions fonctionnelles : filter(lambda x: x <5, une_liste) retournera une liste constituée des éléments de une_liste inférieurs à 5. Le même résultat peut être obtenu avec [x for x in une_liste if x <5] .

[modifier] Programmation objet

La modélisation objet est aussi très importante en Python : tout est objet que ce soit les types de bases, les fonctions, les instances de classes (les objets « classiques » des langages C++ et Java) et les classes elles-mêmes (qui sont des instances de méta-classes).

Une classe se définit avec le mot class. Les classes Python supportent l'héritage multiple, il n'y a pas de surcharge statique exactement comme en C++/Java, mais on arrive à quelque chose de similaire à l'aide d'arguments optionnels. En Python, l'attribut d'un objet désigne à la fois une variable membre ou une méthode. Il est possible de lire ou de modifier un attribut dynamiquement avec les fonctions :

• getattr(objet, 'nom de l'attribut')
• setattr(objet, 'nom de l'attribut', nouvel_attribut)

Exemple de deux classes simples :

class Personne:
   def __init__(self, nom, prenom):
       self.nom = nom
       self.prenom = prenom
   def afficher_nom(self) :
       print self.nom+' '+self.prenom

class Etudiant(Personne):
   def __init__(self, classe, nom, prenom=''):
       Personne.__init__(self, nom, prenom)
       self.classe = classe
   def afficher_statut(self):
       Personne.afficher_nom(self)
       print self.classe

[modifier] Générateurs

Le mot-clef yield utilisé dans une fonction permet de faire de cette fonction un générateur. L'appel de cette fonction renvoie un objet de type generator, qui peut être utilisé dans une boucle for, par exemple.

À chaque appel, le générateur effectue son traitement jusqu'à rencontrer le mot-clé yield, renvoie la valeur de l'expression devant yield, et à l'appel suivant, reprend son déroulement juste après le yield. Par exemple pour calculer la suite de Fibonacci, on peut faire :

def gen_fibonacci(max=sys.maxint):
    a=0
    b=1
    while a<max:
        yield a
        a,b = b,a+b
for n in gen_fibonacci(1000):
    print n

[modifier] Réflexivité

Grâce à un usage intensif des dictionnaires (sorte de table de hachage), Python permet d'explorer les divers objets du langage (introspection) et dans certains cas de les modifier (intercession).

[modifier] Typage

Le typage n'est pas vérifié à la compilation. De ce fait, des opérations sur un objet peuvent échouer, signifiant que l'objet en question n'est pas du bon type. Malgré l'absence de typage statique, Python est fortement typé, interdisant des opérations ayant peu de sens (comme, par exemple, additionner un nombre à une chaîne de caractères) au lieu de tenter silencieusement de la convertir en une forme qui a du sens.

Python propose aussi un mécanisme de typage fort grâce à l'API trait ou au design pattern decorators.

[modifier] Bibliothèque standard

Python est fourni « Piles Incluses ».

Python possède une grande bibliothèque standard, fournissant des outils convenant à de nombreuses tâches diverses. Les modules de la bibliothèque standard peuvent être augmentés avec des modules spécifiques écrits en C ou en Python.

La bibliothèque standard est particulièrement bien conçue pour écrire des applications utilisant Internet, avec un grand nombre de formats et de protocoles standards gérés (tels que MIME et HTTP). Des modules pour créer des interfaces graphiques et manipuler des expressions rationnelles sont également fournis. Python inclut également un framework de tests unitaire pour créer des suites de test exhaustives.

[modifier] Interfaces Graphiques

Python possède plusieurs modules disponibles pour la création de logiciels avec un interface graphique. Le plus répandu est Tkinter, qui fait partie de la bibliothèque standard, et qui est donc installé avec Python. Ce module convient à beaucoup d'applications et peut être considéré comme suffisant dans la plupart des cas. Néanmoins, d'autres modules ont été créés pour pouvoir lier Python à d'autres bibliothèque logicielles ('toolkit'), pour davantage de fonctionnalités, pour une meilleure intégration avec le système d'exploitation utilisé, ou simplement pour pouvoir utiliser Python avec sa bibliothèque préférée. Aussi, il faut dire que certains programmeurs trouvent l'utilisation de Tkinter plus pénible que d'autres bibliothèques. Ces autres modules ne font pas partie de la bibliothèque standard et doivent donc être obtenus séparément.

Bibliothèques logicielles pour la création d'interfaces graphiques avec Python

• Tkinter - Interface pour Tk
• wxPython - Python et wxWidgets
• PyGTK - Python et GTK+ (The GIMP Toolkit)
• PyQt - Python et Qt de Trolltech
• FxPy - Python et le FOX Toolkit
• Pmw - Python Mega-Widgets

[modifier] Adoption de Python

Cette section composée d'une simple liste est à rédiger. Sa qualité peut être largement améliorée en la remplaçant ou en lui ajoutant un texte rédigé synthétisant les informations de manière encyclopédique.

Python est utilisé dans de nombreux domaines^[3] dont :

• l'industrie militaire ;
• l'industrie nucléaire : Commissariat à l'Energie Atomique de Grenoble,Institut Laue-Langevin Pyro
• l'industrie de la simulation, CAO (ABAQUS, Code_Aster http://www.code-aster.org, Metafor , Catia)
• le domaine du temps réel (RT-LAB) ;
• la monétique (machine de tri, informatique distribuée)(COM/DCOM) ,distributed credit system (Pyro)
• les technologies de l'information et de la communication ;
• la sécurité informatique (Scapy, ShellForge) ;
• l'informatique scientifique (SciPy, matplotlib) ;
• l'informatique théorique (les possibilités de méta-programmation permettent la réalisation élégante des design pattern) ;
• les enseignements de sciences physiques (Vpython, Scipy) ;
• la bio-informatique : Cenix BioScience (bioPython, Pyro) ;
• les bibliothèques graphiques (pil, pyOpenGL, pyGame) ;
• les jeux (Civilization IV utilise Boost.Python, Frets on Fire) ;
• le développement Web (Zope, Django).
• le développement 3d (XSI, Maya, blender, pyOgre, soya 3d)
• Les robots agents pour la maintenance : Wikipedia  : http://pywikipediabot.sourceforge.net/

De nombreuses sociétés utilisent Python, et certaines le mentionnent sur le site officiel^[4] :

• Google (Guido van Rossum travaille depuis 2005 au sein de cette entreprise^[5]) ;
• Industrial Light & Magic ;
• la NASA ;
• CCP Games, les créateurs du jeu vidéo EVE Online.

[modifier] Implémentations

Outre l'implémentation de référence, nommée CPython (car écrite en langage C), il existe d'autres systèmes implémentant le langage Python :

• Stackless Python, une version de CPython n'utilisant pas la pile d'appel du langage C ;
• Jython, un interpréteur Python pour machine virtuelle Java. Il a accès aux bibliothèques fournies avec l'environnement de développement Java ;
• IronPython, un interpréteur / compilateur (expérimental) pour plateforme .Net / Mono ;
• PyPy un interpréteur Python écrit dans un sous-ensemble de Python compilable vers le C ou LLVM ;
• un compilateur (expérimental) pour Parrot, la machine virtuelle de Perl 6 ;
• Movable Python (payant) : Python sur une clef USB pour lancer des scripts sans installer Python.

Ces autres implémentations ne bénéficient pas forcément de la totalité de la bibliothèque de fonctions écrites en C pour l'implémentation de référence.

[modifier] Plates-formes supportées par CPython

[modifier] Historique des versions de Python

[modifier] Voir aussi

Wikilivres propose un ouvrage abordant ce sujet : Le langage de programmation Python.

[modifier] Articles connexes

• Pygame
• Association Francophone Python

[modifier] Liens externes

• (en) Site officiel
• (fr) Catégorie Python de l'annuaire dmoz.

[modifier] Notes et références

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