day_1.md

# Corsi Python 2017

![POuL logo](lib/img/logo-text-white.svg)

- Niccolò Izzo
  `<izzo.niccolo_chiocciola_gmail.com>`
- Tancredi Orlando
  `<tancredi_chiocciola_coselosche.org>`


----

Potete ottenere questa presentazione recandovi all'indirizzo:

[slides.poul.org/2017/python](https://slides.poul.org/2017/python)

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# Perché Python?

- Ottimo per i principianti
- Facile da usare
- Estremamente diffuso
- Moduli per qualunque cosa

----

## C

```c
#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Hello, world!\n");
    return 0;
}
```

----

## Java

```java
public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Goodbye, world!");
    }
}
```

----

## Python

```python
print('Hello, world!')
```

----

![import antigravity](https://imgs.xkcd.com/comics/python.png)

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## Breve storia

- Nasce nel 1991 per mano di Guido van Rossum
- Prende il nome dai Monty Python
- È in continua evoluzione
- Convivono due versioni (2 e 3)
- Noi useremo Python 3
- Fatelo anche voi

----

## Interpretato vs. compilato

- Compilato: tradotto in linguaggio macchina
- Interpretato: eseguito da un altro programma
- Python è interpretato (circa)

Notes:
Python è compilato in quanto la sintassi Python è compilata in bytecode, ed
è interpretato in quanto il bytecode è eseguito da un altro programma, la VM
Python e non eseguito direttamente dal processore.

----

## Cosa serve

- Per scrivere il codice, un editor di testo:
  - Multipiattaforma: Atom
  - Windows: Notepad++
- In quanto linguaggio interpretato, l'interprete Python
  - Linux: generalmente preinstallato, altrimenti utilizzare il package manager
  - macOS: [Installer](https://www.python.org/ftp/python/3.6.1/python-3.6.1-macosx10.6.pkg)
  - Windows: [32bit](https://www.python.org/ftp/python/3.6.1/python-3.6.1.exe)
    o [64bit](https://www.python.org/ftp/python/3.6.1/python-3.6.1-amd64.exe)

---

# Il linguaggio

----

## REPL

**R**ead, **E**val, **P**rint **L**oop

```
$ python3
Python 3.6.1 (default, Mar 27 2017, 00:27:06)
[GCC 6.3.1 20170306] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more info...
>>> print('Hello, world!')
Hello world!
```

Per uscire: `quit()`

Notes:
Mostrare la differenza tra interprete (il software che converte le istruzioni
in bytecode e poi esegue quest'ultimo) e l'interfaccia REPL Python (il
software che si interfaccia con l'utente).

----

## Espressioni

```
>>> 2 + 2
4
```

```
>>> 3 * 3
9
```

```
>>> 4 < 5
True
```

----

## Commenti

Tutto ciò posto dopo il cancelletto (`#`) non è interpretato.

```
>>> 1 + 1  # qui posso scrivere quello che voglio
2
```

----

## Errori

```
>>> 3 / 0
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ZeroDivisionError: division by zero
```

Il segreto degli hacker? Leggere le scritte!

([Lettura consigliata](http://www.girodivite.it/Diario-di-un-aspirante-hacker.html))

----

## Variabili

```
>>> x = 6
>>> y = 2
>>> x
6
>>> y
2
```

```
>>> 2 * y
4
>>> x + y
8
```

```
>>> z = x + y
>>> z
8
```

---

# Tipi

----

## Cosa ho di fronte?

```
>>> type(3)
<class 'int'>
```

```
>>> type(3.14)
<class 'float'>
```

----

## Interi (`int`)

Cifre senza punto

```
12       # notazione decimale
0xAB     # notazione esadecimale
0b101    # notazione binaria
```

----

## Decimali (`float`)

Cifre con punto

```
>>> 3.14 + 1.234
4.3740000000000006
```

```
>>> 100 / 3
33.333333333333336
```

```
>>> 100 // 3
33
```

----

## Casting

- È l'azione di conversione del tipo
- Si usa il nome del tipo destinazione

```
>>> int(4.20)
4
```

```
>>> x = float(13)
>>> x
13.0
```

```
>>> type(x)
float
>>> type(13)
int
```

----

## Booleani (`bool`)

- Possono assumere due valori: `True` o `False`
- Supportano operazioni logiche (`and`, `or`, `not`)
- Sono il risultato delle operazioni di confronto

----

```
>>> 4 < 5
True
```

```
>>> 3.14 < 2
False
```

```
>>> (4 < 5) or (3.14 < 2)
True
```

```
>>> (4 < 5) and (3.14 < 2)
False
```

----

```
>>> (3.14 < 2) or print('Hello world!')
Hello world!
```

```
>>> (3.14 < 2) and print('Hello world!')
False
```

- È necessario che il valore di solo un membro dell'espressione sia falso per
  rendere tutta l'espressione falsa. Tutti gli altri termini non vengono
  valutati.
- Python valuta i membri di una espressione finché ritiene sia necessario
  per la corretta esecuzione del codice

---

# Collezioni

----

## Stringhe (`str`)

- Testo
- Racchiuse tra singoli apici (`'`) o virgolette (`"`)
- Per stringhe su più righe racchiuse tra tripli apici (`'''`) o virgolette (`"""`)
- Sono *immutabili*

```
>>> a = "Hello"
>>> b = "World"
>>> a + ' ' + b
'Hello World'
```

----

## Liste (`list`)

- Collezione **ordinata** di elementi, anche di tipi diversi
- Si definiscono ponendo all'interno di parentesi quadre gli elementi
  intervallati da una virgola

```
lista = [False, 1, "due", 3.0, 4, 5]
```

- Si accede a un elemento della lista aggiungendo l'indice dell'elemento
  desiderato tra parentesi quadre
- Il primo elemento ha indice 0 (zero-based)

```
>>> lista[2]
'due'
```

----

```
>>> lista = [False, 1, "due", 3.0, 4, 5]
>>> lista
[False, 1, 'due', 3.0, 4, 5]
```

```
>>> lista[0] = 0.0
>>> lista
[0.0, 1, 'due', 3.0, 4, 5]
```

```
>>> lista.append('sei')
>>> lista
[0.0, 1, "due", 3.0, 4, 5, 'sei']
```

```
>>> lista.remove('sei')
>>> lista
[0.0, 1, "due", 3.0, 4, 5]
```

```
>>> lista.reverse()
>>> lista
[5, 4, 3.0, 'due', 1, 0.0]
```

```
>>> len(lista)
6
```

----

### Slicing

- Permette di formare sottoinsiemi di elementi contigui
- Bisogna indicare un intervallo di indici, separando inizio e fine con
  due punti (`:`)
- L'elemento finale non è incluso

```
>>> lista = [0.0, 1, "due", 3.0, 4, 5, 'sei']
```

```
>>> lista[2:5]
['due', 3.0, 4]
```

- È possibile indicare tutti gli elementi dall'inizio o fino alla fine di una
  lista omettendone l'indice

```
>>> lista[:4]
[0.0, 1, 'due', 3.0]
>>> lista[4:]
[4, 5, 'sei']
```

----

### Unpacking

Estrarre valori da un contenitore

```
>>> t = (1, 2)
```

```
>>> a, b = t
>>> b
2
```

```
>>> a, b = b, a
>>> a
2
```

```
>>> c, _ = t
>>> c
1
```

----

### L'operatore `in`

Valuta l'appartenenza di un elemento ad una collezione

```
>>> lista = ['a', 'b', 'c']
>>> 'c' in lista
True
```

- È un'espressione booleana
- Si può usare con l'operatore `not`

```
>>> lista = ['a', 'b', 'c']
>>> 'c' not in lista
False
```

----

## Tuple (`tuple`)

- Esattamente come le liste, ma **immutabili**
- Sono quindi anche **ordinate**
- Si definiscono con le parentesi tonde

```python
tupla = ('a', 1, 2, '3.0')
```

```
>>> tupla[1] = 1.0
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
```

```
>>> tupla.append('sei')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'tuple' object has no attribute 'append'
```

----

## Riferimenti

- Quando assegniamo un oggetto ad una variabile, la variabile contiene solo un
  *riferimento* all'oggetto
- **Non** l'oggetto stesso.

```
>>> spesa_a = ['mela', 'mango']
```

```
>>> spesa_b = spesa_a
>>> spesa_b.append('carota')
>>> spesa_b
['mela', 'mango', 'carota']
```

```
>>> spesa_a
['mela', 'mango', 'carota']
```

----

## Insiemi (`set`)

- Come gli insiemi matematici
- **Non sono ordinati**
- Non contengono elementi duplicati

```
>>> frutta = {"mele", "pere", "zucchine", "mele"}
>>> frutta
{'mele', 'zucchine', 'pere'}
```

----

Supportano le operazioni insiemistiche

```
>>> frutta = {"mele", "pere", "zucchine", "mele"}
>>> verdure = {"zucchine", "verze", "coste", "porri"}
```

```
>>> frutta.union(verdure)
{'coste', 'mele', 'pere', 'porri', 'verze', 'zucchine'}
```

```
>>> frutta.intersection(verdure)
{'zucchine'}
```

```
>>> frutta.difference(verdure)
{'pere', 'mele'}
```

```
>>> verdure.difference(frutta)
{'verze', 'coste', 'porri'}
```

----

La sintesi è anche espressività

```
>>> frutta = {"mele", "pere", "zucchine", "mele"}
>>> verdure = {"zucchine", "verze", "coste", "porri"}
```

```
>>> frutta | verdure
{'porri', 'verze', 'pere', 'zucchine', 'coste', 'mele'}
```

```
>>> frutta & verdure
{'zucchine'}
```

```
>>> frutta - verdure
{'pere', 'mele'}
```

```
>>> verdure - frutta
{'verze', 'coste', 'porri'}
```

----

## Dizionari (`dict`)

- Associano ogni chiave ad un valore
- Le chiavi devono essere immutabili (stringhe, tuple)

```python
d = {
    "chiave": "valore",
    "nome":"Tancredi",
    "cognome":"Orlando",
    ('immutable', 'types'): ['are', 'cool']
    }
```

Si accede ai campi come si accede agli elementi di una lista, usando la chiave
al posto dell'indice.

```
>>> d['nome']
'Tancredi'
```

```
>>> print('these things ' + ' '.join(d[('immutable', 'types')])
these things are cool
```

---

# Controllo del flusso

----

## `if`

Se una condizione è vera esegue un blocco di codice.

```python
if 3 > 2:
    print('Condizione vera')
```

## Blocchi

- Sono corpi di codice allineati con una spaziatura multipla coerente
- Per bontà agli dèi usate quattro spazi ed evitate le tabulazioni come la peste

Notes:
Dire perché qua stiamo usando `print` e non scrivendo il valore e basta come
prima.

----

## `else`

- Se la condizione di una istruzione `if` è falsa viene eseguito il blocco
  della istruzione `else` (se presente)

```python
if 3 > 2:
    print('Condizione vera')
else:
    print('Condizione falsa')
```

----

## `while`

- Valuta una espressione
- Se è vera esegue un blocco di codice
- Vai al primo punto

```
>>> x = 0
>>> while x < 3:
...     x = x + 1
...     print("ora x vale", x)
...
ora x vale 1
ora x vale 2
ora x vale 3
```

----

## `for`

- Esegue un blocco per ogni elemento di una sequenza

```
>>> for i in [0, 1, 2, 3, 4]:
...     print(i)
0 1 2 3 4
```

- La funzione `range()` genera sequenze da usare all'interno di istruzioni
  `for`

```
>>> for i in range(0, 5):
...    print(i)
0 1 2 3 4
```

----

## `break` e `continue`

- Sono entrambe istruzioni da usare all'interno di un ciclo, `while` o `for`
- Dopo una istruzione `break` tutto il ciclo è interrotto e la condizione non
  sarà più valutata
- Dopo una istruzione `continue` solo l'iterazione corrente è interrotta, il
  ciclo ripende a partire dalla valutazione della condizione

```
>>> for i in [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]:
...     if i == 2:
...         continue
...     if i == 6:
...         break
...     print(i)
0 1 3 4 5
```

---

# Funzioni

----

- Sono porzioni di codice a cui è assegnato un nome
- È possibile eseguire il codice di una funzione similmente a come si ottiene
  il valore contenuto da una variabile
- Permettono di riutilizzare il codice che scriviamo
- Si definiscono con l'istruzione `def`

```
>>> def say_hello():
...     print('Hello world!')
```

```
>>> say_hello()  # chiama la funzione
Hello world!
>>> say_hello()  # chiama la funzione nuovamente
Hello world!
```

- Le funzioni possono ottenere dati in ingresso, e fornire dati in uscita
- Per tale capacità permettono la riusabilità del codice

----

## Parametri

- La funzione può essere "predisposta" per ricevere parametri
- I parametri sono i dati in ingresso di una funzione
- I parametri diventano variabili visibili all'interno della funzione per essere
  usati

## Valore di ritorno

- Il valore di ritorno è ciò che fornisce in uscita la funzione, il proprio
  risultato
- Lo si specifica inserendo l'istruzione `return` seguita dal valore di ritorno
- La funzione termina subito dopo l'istruzione return

----

```
>>> def somma(a, b):
...     return a + b
```

```
>>> somma(1, 2)
3
```

```
>>> a, b = 3, 14
>>> c = somma(a, b)
>>> c
17
```

----

## Parametri di default

- Alcuni parametri possono essere opzionali
- Se non specificati assumono un valore di default

```
def f(a, b=3, c=6):
    print(a, b, c)
```

```
>>> f(1)
1 3 6

>>> f(1, 2)
1 2 6

>>> f(1, c=4)
1 3 4
```

----

## Scoping

- Lo scoping modifica la **visibilità** delle variabili
- Le variabili definite all'interno di uno scope sono accessbili solo al
  suo interno
- Gli scope sono definiti da funzioni, classi e moduli
- Le classi sono contenitori di funzioni e di variabili
- I moduli sono contenitori di classi, di funzioni e di variabili

----

```
>>> x = 'globale'
>>> def f():
...     x = 'locale'
```

```
>>> f()
>>> print(x)
globale
```

- All'interno della funzione `f()` viene creata una seconda varibile di nome `x`
  accessibile solo all'interno della funzione
- La variabile `x` **all'interno della funzione** è chiamata **locale**
- La variabile `x` **al di fuori della funzione** è chiamata **globale**
- Sono due variabili **diverse**

----

Se all'interno della funzione non è stato usato il nome di una variabile
globale è possibile accedere ad essa in lettura.

```
>>> x = 'globale'
>>> def f():
...     print(x)
>>> f()
globale
```

Tuttavia non è possibile modificarla.

```
>>> x = 'globale'
>>> def f():
...    print(x)
...    x = 'variabile ' + x
>>> f()
UnboundLocalError: local variable 'x' referenced before assignment
```

L'interprete ci informa che stiamo chiamando una variabile `x` che non è stata
assegnata. Infatti dentro la funzione la variabile `x` non esiste.

----

### Evadere dallo scope

È tuttavia possibile accedere in scrittura a una variabile globale,
specificandolo esplicitamente con l'istruzione **`global`**.

```
>>> x = 'globale'
>>> def f():
...    global x
...    print(x)
...    x = 'variabile ' + x
...    print(x)
>>> f()
globale
variabile globale
```

----

## None

- Equivale al `NULL` di C
- Una funzione ritorna `None` se priva di `return`
- Una variabile si può confrontare a None con l'istruzione di comparazione `is`

```
>>> def f():
...     print('funzione')
...     return None
```

```
>>> f()
funzione
>>> x = f()
>>> x
None
```

```
>>> if x is None:
...    print('esatto!')
esatto!
```

---

# Moduli

----

- I file contenenti codice Python hanno estensione `.py`
- Ogni file è un **modulo**
- È possibile importare variabili, funzioni e classi da altri moduli con
  l'istruzione `import`

- modulo.py
  ```
  default_lim = 3
  def conta(lim=default_lim):
      for x in range(lim):
          print(x)
  ```
- programma.py
  ```
  import modulo
  x = modulo.default_lim + 2
  modulo.conta(x)
  ```

----

- È possibile importare solo alcuni elementi da un modulo con la sintassi
  `from <modulo> import <oggetto>`
- Aiuta la leggibilità del codice
- Si omette il modulo di provenienza

- modulo.py
  ```
  default_lim = 3
  def conta(lim=default_lim):
      for x in range(lim):
          print(x)
  ```
- programma.py
  ```
  from modulo import default_lim, conta
  x = default_lim + 2
  conta(x)
  ```

----

Il codice posto nello scope del modulo è comunque eseguito, anche se sono
importati alcuni elementi con la sintassi `from ... import`.

- modulo.py
  ```
  a = 'variabile'
  def f():
      print('funzione')
  print('modulo')
  ```
- dalla REPL
  ```
  >>> from modulo import f
  modulo
  >>> f()
  funzione
  ```

----

È possibile eseguire del codice solo se il modulo è eseguito direttamente
e non è stato importato (o il contrario)

```python
if __name__ == '__main__':
    print('Programma eseguito direttamente')
else:
    print('Questo modulo è stato importato')
```

- La variabile `__name__` contiene il nome del modulo corrente
- Se un modulo è eseguito direttamente la variabile `__name__` assume valore
  ‘`__main__`’

----

- Python dispone di numerosi moduli già inclusi
- Le capacità del linguaggio si possono estendere con moduli esterni
- È possibile installare ulteiori moduli tramite `pip`

```
$ pip install --user shouty
Collecting shouty
Installing collected packages: shouty
Successfully installed shouty-0.1.dev6
```

---

# Input e Output

----

- Purtroppo a volte è necessario interagire con l'utente
- È possibile ottenere un valore dall'utente
- È possibile accedere a un file presente sul disco

----

## Formattazione dell'output

```
>>> s = 'Corsi {} {}'
>>> s.format('Python', '2017')
'Corsi Python 2017'
>>> s.format('Linux', 'base')
'Corsi Linux base'
```

```
>>> s = 'Corsi {argomento} {tipo}'
>>> s.format(tipo='avanzati', argomento='antani')
'Corsi antani avanzati'
```

----

## Input dall'utente

```
>>> a = input()
asd
>>> a
'asd'
```

```
>>> nome = input("Inserisci il tuo nome: ")
Gattuso
>>> 'Il tuo nome è {}.'.format(nome)
'Il tuo nonme è Gattuso.'
```

----

## Aprire i file

```python
f = open("documento.txt", "w")
f.write("contenuto")
f.close()
```


- `open(filename, mode)` ritorna un riferimento al file
- Il parametro `mode` specifica la  modalità

| mode  | descrizione                     |
| :---- | :------------------------------ |
| r     | Apertura in sola lettura        |
| w     | Apertura in sola scrittura      |
| r+    | Apertura in lettura e scrittura |
| a     | Scrittura in coda               |

----

## Usare i file

- Per scrivere su un file
```
>>> f = open("documento.txt", "w")
>>> f.write("Contenuti serissimi.")
20
>>> f.close()
```
- Per leggere da un file
```
>>> f = open("documento.txt", "r")
>>> f.read()
'Contenuti serissimi.'
>>> f.close()
```
- I metodi `readline` e `writeline` leggono e scrivono una riga alla volta
- Ricordiamoci di chiudere sempre il file con la funzione `close()`

----

## Una scorciatoia

```python
with open("documento.txt", "w") as f:
	f.write("contenuto")
```

- All'interno del blocco, `f` è un riferimento al file
- Non serve chiudere esplicitamente
- Se vengono sollevati errori o eccezioni il file viene chiuso

----

## Guardiamoci le spalle

- Gli errori non sono sempre causati dal programmatore
- Si possono presentare situazioni in cui è plausibile che si verifichi un
  errore

```
>>> f = open("documento.rtf", "r")
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory ...
```

- Queste situazioni si chiamano **eccezioni**.
- Gli errori hanno un nome.

----

## Eccezioni

- Il codice che potrebbe dare errori si include in un blocco `try`
- Si indica l'errore con l'istruzione `except`
- Si indica il codice da eseguire in caso si presenti l'errore dentro un blocco
  `except`

```
>>> try:
...     f = open("documento.txt", "r")
... except FileNotFoundError:
...     print("Acciderba, questo file non esiste! Lo creo.")
...     f = open("documento.txt", "w")
```

----

I più ardimentosi possono anche "alzare" eccezioni all'interno del proprio
codice con l'istruzione `raise`.

```
>>> raise Exception("No internet connection!")
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
Exception: No internet connection!
```

----

# Nella prossima puntata

Lunedì 15 alle 17.15 in aula 5.0.3.

- Programmazione funzionale
  - Lambda
  - List comprehensions
  - Generatori
- Programmazione orientata agli oggetti
  - Classi
  - Metodi
  - Ereditarietà

----

```
>>> import this
The Zen of Python, by Tim Peters

Beautiful is better than ugly.
Explicit is better than implicit.
Simple is better than complex.
Complex is better than complicated.
Flat is better than nested.
Sparse is better than dense.
Readability counts.
Special cases aren't special enough to break the rules.
[...]
```

----

# Thank you!

![POuL](https://www.poul.org/wp-content/themes/hipoul/img/newlogo.svg)

![Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International](https://licensebuttons.net/l/by-nc-sa/4.0/88x31.png)