Avançando na linguagem Python

Entendendo mais como funciona o Python 3 e as diferentes estruturas de dados.

1. Preparando o jogo da forca
2. Manipulando strings
3. Conhecendo e trabalhando com listas
4. Conhecendo e trabalhando com tuplas
5. Implementando o encerramento do jogo
6. Escrita e leitura de arquivos
7. Melhorando o código e a apresentação

Saiba mais sobre o curso aqui ou acompanhe minhas anotações abaixo. ⬇️

1. Preparando o jogo da forca

Tipo booleano

Para representar verdadeiro e falso no Python, deve-se utilizar o tipo bool. Então se o valor de uma variável é true, o tipo dela é bool. Além disso, valores vazios e zeros são considerados como false.

existe = True
type(existe)    # resultado no console <class 'bool'>

bool(0)         # false
bool(1)         # true

bool("")        # false
bool("teste")   # true

bool(None)      # false
bool(True)      # true

Existe uma função de busca que retorna a posição de uma letra num texto. Porém, ela não retorna letras repetidas. Então numa palavra com 6 letras, em que há letras repetidas, ela irá retornar apenas a posição da primeira.

palavra = "banana"

palavra.find("b")   # retorna 0
palavra.find("n")   # retorna 2
palavra.find("n")   # retorna 2 novamente

palavra.find("z")   # retorna -1 para letra não que não existe na palavra

2. Manipulando strings

Iterando em uma palavra

Uma palavra nada mais é do que uma sequência de caracteres. Tanto isso é verdade, que podemos usar o laço for para iterar. Nesse contexto, iterar significa receber a cada iteração uma letra da palavra.

Funções importantes da string

O Python diferencia letras maiúscula e minúscula. Essa questão dificulta a interação do usuário ao digitar algo no input, pois só será reconhecido se for digitado da mesma forma que está registrado. Algumas das funções utilizados em strings são:

• format formata uma string, adicionando e/ou substituindo valores de variáveis entre chaves.
• find retorna a posição (índice) de um caractere numa string, retornando -1 caso seja falso.
• index funciona como o find, mas retorna um erro quando não encontra o valor especificado.
• capitalize retorna a cópia de uma string, com apenas o primeiro caractere em maiúsculo.
• lower retorna a cópia de uma string, pega todos os caracteres e transforma em minúsculo.
• uper retorna a cópia de uma string, pega todos os caracteres e transforma em maiúsculo.
• startswith testa o prefixo da string, a partir de um ponto ou até certo ponto da string.
• endswith testa o sufixo da string, a partir de um ponto ou até certo ponto da string.
• strip retorna a cópia de uma string, removendo espaços em branco ou caracteres predefinidos.

Essas funções devolvem uma nova string que representa, mas não altera a original.

3. Conhecendo e trabalhando com listas

Estrutura de dados: List

As listas são sequências mutáveis, normalmente usadas para armazenar caracteres. O construtor cria uma lista cujos itens são os mesmos e na mesma ordem dos itens da sequência. Por exemplo, list('abc') retorna ['a', 'b', 'c'] e list(1, 2, 3) retorna [1, 2, 3]. As listas podem ser construídas das seguintes formas:

• Usando um par de colchetes [] vazio
• Com caracteres [a, b, c] separados por vírgulas.
• Se um valor está dentro de uma sequência [x in s].

Outras funções úteis de lista são min() e max(). Eles retornam o menor e maior valor da lista atual. Não retornam a posição e, sim, o valor. Já o len() retorna o total de valores de uma lista. O append() e o pop() adicionam e removem itens ao final de uma lista.

valores = []    # lista vazia

valores = [0, 1, 2, 3, "x"]

6 in valores    # retorna false
3 in valores    # retorna true

valores[0]      # retorna 0
valores[5]      # retorna erro
valores[4]      # retorna "x"

"a" in "banana" # retorna true

valores = [0, 1, 2, 3, 5]

min(valores)    # retorna 0 // funciona em itens do mesmo tipo
max(valores)    # retorna 5
len(valores)    # retorna 5

# adiciona o valor definido ao final da lista [0, 1, 2, 3, 5, 7]
valores.append(7)
valores

# retorna um valor e também o remove da lista [0, 1, 2, 3, 5]
valores.pop()
valores

Para verificar se um determinado elemento existe em uma Lista, podemos utilizar o operador in. Ele nos retorna True ou False caso o elemento esteja ou não dentro da lista verificada.

Outros recursos com lista

Um jeito fácil de contar o número de ocorrências de um determinado elemento em uma lista é a função .count(). O código abaixo nos retorna 3, pois em nossa lista encontramos 3 vezes o número zero nela. Podemos, também, detectar quantas letras ainda faltam para o nosso usuário preencher.

valores = [0, 0, 0, 1, 2, 3, 4]
print(valores.count(0))

letras_acertadas = ['_','_','_','_','_','_']
letras_faltando = str(letras_acertadas.count('_'))
print( 'Ainda faltam acertar {} letras'.format(letras_faltando))

Uma outra função que pode ser bastante útil é a função .index(), que nos retorna o índice da primeira ocorrência de um determinado elemento em uma lista. O código abaixo nos retorna 3, pois é o índice da primeira ocorrência do elemento 'Uva' na lista frutas. Retornando um erro caso você tente buscar pelo índice de um elemento que não existe.

frutas = ['Banana', 'Morango', 'Maçã', 'Uva', 'Maçã', 'Uva']
print(frutas.index('Uva'))

frutas = ['Banana', 'Morango', 'Maçã', 'Uva']
print(frutas.index('Melancia'))
# "ValueError: 'Melancia' is not in list"

É sempre uma boa prática verificar se o elemento está na lista com o operador in antes de obter o seu índice. Um código ideal que faz uso da função index() é demonstrado abaixo. Assim temos certeza que a fruta_buscada está dentro da lista antes de perguntarmos o seu índice, evitando assim de receber um erro no console.

frutas = ['Banana', 'Morango', 'Maçã', 'Uva']

fruta_buscada = 'Melancia'
if fruta_buscada in frutas:
    print(frutas.index(fruta_buscada))
else:
    print('Desculpe, a {} não está na lista frutas'.format( fruta_buscada))

Muitas outras operações também produzem listas, como a funçao sorted().

4. Conhecendo e trabalhando com tuplas

Reforçando as listas

Foi dito que a função len() retorna o total de valores de uma lista. Isso significa que, se numa lista de números temos lista = [2, 5, 2, 8, 5] , len irá retornar 5 números. Porém, quando fala-se de strings, ele retorna o número de caracteres tendo assim palavra = "banana" , o len irá retornar 6 letras. Enquanto isso, o min() e max() em relação a string, irão retornar em ordem alfabética.

lista = [2, 5, 2, 8, 5]

len(lista)  # retorna 5 números
min(lista)  # retorna 2 como menor número
max(lista)  # retorna 8 como maior número
lista[3]    # retorna 8 como número na posição 3

palavra = "banana"

len(palavra)  # retorna 6 letras
min(palavra)  # retorna 'a'
max(palavra)  # retorna 'n'

O que são tuplas?

Tupla também é uma sequência, mas é uma lista imutável. Então as funções append() e pop() não funcionam. Como exemplo, pode-se listar os dias da semana que são fixos e imutáveis. Não é possível remover um dia na realidade, assim como não é possível remover na tupla. Obs. Listas usam colchetes e tuplas usam parênteses.

dias = ["D", "S", "T", "Q", "Q", "S", "S"]
dias.append("D")    # adiciona um domingo ao final da lista
dias                # verifica inserção do novo elemento
dias.pop()          # retorna o último valor da lista e o remove
dias                # verifica remoção do último elemento

dias = ("D", "S", "T", "Q", "Q", "S", "S")
dias.append("D")
dias.pop()

Uma sequência é nada mais do que um conjunto de valores ordenados. Essa ordem é definida pelo índice. Por isso podemos acessar listas, tuples ou strings através dos colchetes.

# usando uma lista
>>>palavra = "alura"
>>>palavra[3] 
r

# usando uma tupla
>>>letras = ("p", "y", "t", "h", "o", "n")
>>>letras[2] 
t

Diferenças entre sequências

• list usa colchetes [] para inicialização, tuple usa parênteses ().
• list é mutável, podendo adicionar ou remover elementos, tuple é imutável, não pode ser alterada.
• str e range também são sequências imutáveis, como a tuple.

Para transformar uma tupla em uma lista, existe a função list(). Para transformar de list para tupla deve-se usar tuple(). Ambas são funções built-in.

Exemplos mais propensos a serem usados como tuplas em vez de listas, pois não fixos e imutáveis:

• Meses
• Estados
• Estações do ano

Para saber mais: Set

As sequências guardam valores de qualquer tipo de dado e possuem uma determinada ordem, pois possuem um índice. Elas também são chamadas de coleções. Porém, em alguns casos, uma sequência não é suficiente. Tanto listas, quanto tuplas aceitam valores repetidos e no caso de uma lista contendo vários CPF's, o correto é que não tenha valores duplicados, pois existe apenas 1 CPF para cada pessoa.

lista = [11122233344, 22233344455, 33344455566]

lista.append(11122233344) # funciona!

Para corrigir isso, existe a coleção set. Nela, os elementos são declarados entre chaves {}. Para adicionar elementos a um set, utiliza-se a função add. Mas aqui não vai ser possível adicionar um elemento duplicado. Isso ocorre porque o set não possui um índice, ou seja, não é uma sequência. Ao tentar buscar um elemento pela posição é retornado um erro. Se não tem índice, não se sabe em qual ordem os valores são impressos.

colecao = {11122233344, 22233344455, 33344455566}

colecao.add(44455566677) # funciona, pois esse elemento ainda não existe
colecao.add(11122233344) # não vai funcionar pois este elemento já existe

# retorna erro
colecao[0]

# retorna os elementos de forma desordenada
for cpf in colecao:
     print(cpf)

11122233344
44455566677
33344455566
22233344455

Um set é uma coleção não ordenada de elementos. Cada elemento é único, isso significa que não existem elementos duplicados dentro do set.

Para saber mais: Dictionary

E se não sabemos a posição do instrutor na lista? Como podemos descobrir a idade de um instrutor sem saber a posição dele? No dictionary os elementos são sempre em pares, do lado esquerdo tem a chave e do lado direito tem o valor e, estando entre chaves {}, pode-se recuperar o valor.

#cria-se a tuple
pessoa1 = ("Nico", 39)
pessoa2 = ("Flavio", 37)
pessoa3 = ("Marcos", 30)

# depois a list
instrutores = [pessoa1, pessoa2, pessoa3]

# imprime
instrutores
[('Nico', 39), ('Flavio', 37), ('Marcos', 30)]

# filtra
instrutores[1][1]
37

# os nomes estão associados às idades, então pode-se descobrir a idade pelo nome
nome : idade
instrutores['Flavio']   # não funciona em listas e tuplas, nem combinando os dois

# iniciando o dictionary / funciona como se fosse um set
instrutores = {'Nico' : 39, 'Flavio': 37, 'Marcos' : 30}
#              chave : valor

# imprime
instrutores['Flavio']
37

5. Implementando o encerramento do jogo

Operadores

Assim como em outras linguagens, o Python utiliza diversos tipos de operadores para realizar cálculos, comparar valores e trabalhar as estruturas dos dados.

• Aritméticos ou de Atribuição:

  • = "x = 5" significa que x recebe 5
  • + adição
  • - subtração
  • * multiplicação
  • / divisão (resultado decimal)
  • // divisão (resultado inteiro)
  • % (porcentagem)
  • += "x += 3" é o mesmo que "x = x + 3"
    -= "x -= 3" é o mesmo que "x = x - 3"
    *= "x *= 3" é o mesmo que "x = x * 3"
    /= "x /= 3" é o mesmo que "x = x / 3"
  • ** exponenciação

• Identidade:

  • is retorna "True" se ambas as variáveis ​​forem o mesmo objeto
  • is not retorna "True" se ambas as variáveis ​​não forem o mesmo objeto

Os operadores de identidade são usados ​​para comparar os objetos, não se forem iguais, mas se forem realmente o mesmo objeto, com o mesmo local de memória.

• Comparação:

  • == igual
  • != diferente (ou não igual)
  • > maior que
  • < menor que
  • >= maior igual
  • <= menor igual

• Associação:

  • in retorna "True" se uma sequência com o valor especificado estiver presente no objeto
  • not in retorna "True" se uma sequência com o valor especificado não estiver presente no objeto

Os operadores de associação são usados ​​para testar se uma sequência é apresentada em um objeto.

• Lógicos:
  • and "e" retorna "True" se ambas as declarações forem verdadeiras
  • or "ou" retorna "True" se uma das declarações for verdadeira
  • not "não" inverte o resultado, retorna "False" se o resultado for verdadeiro

List comprehensions

Função que otimiza a utilização de listas, sua criação e seu manuseio. É uma forma concisa de criar e manipular lista, reduzindo as linhas de código. Ver PEP 202.

Sintaxe básica: [expr for item in lista]. Em outras palavras: aplique a expressão em cada item da lista.

# forma usual
palavra_secreta = "banana".upper()
letras_acertadas = []

for letra in palavra_secreta:
    letras_acertadas.append("_")

# list comprehension
palavra_secreta = "banana".upper()
letras_acertadas = ["_" for letra in palavra_secreta]


# exemplo com range
for item in range(10):
  lista.append(item**2)

lista = [item**2 for item in range(10)]


# exemplo com string
for item in lista:
  resultado.append(str(item).upper())

resultado = [str(item).upper() for item in lista]

List comprehensions podem utilizar expressões condicionais para criar listas ou modificar listas existentes. Com a sintaxe: [expr for item in lista if cond]. Ou seja, aplique a expressão em cada item da lista caso a condição seja satisfeita.

Sintaxe para "if" + "else": [resultado_if if expr else resultado_else for item in lista]. Para cada item da lista, aplique o "resultado_if" se a expressão for verdadeira, caso contrário, aplique "resultado_else".

resultado = [numero for numero in range(20) if numero % 2 == 0]
# resultado = [0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18]

resultado = [numero for numero in range(100) if numero % 5 == 0 if numero % 6 == 0]
# resultado = [0, 30, 60, 90]

resultado = ['1' if numero % 5 == 0 else '0' for numero in range(16)]
# resultado = ['1', '0', '0', '0', '0', '1', '0', '0', '0', '0', '1', '0', '0', '0', '0', '1']

6. Escrita e leitura de arquivos

Utilizando a função open

A função open() serve para abrir um arquivo, dentro de uma pasta específica. Essa função recebe dois parâmetros: o nome do arquivo e o modificador de acesso. O segundo parâmetro é opcional, caso não seja passado o arquivo será aberto no modo padrão de leitura.

• "r" Ler
• "w" Escrever
• "a" Adicionar

# abrindo um arquivo no modo escrita e adicionando itens
>>> arquivo = open("palavras.txt", "w")
>>> arquivo
<_io.TextIOWrapper name='palavras.txt' mode='w' encoding='cp1252'>
>>> arquivo.write("banana")
6
>>> arquivo.write("melancia")
8
>>> arquivo.close()

# abrindo o arquivo no modo append e inserindo mais itens na lista, com quebra de linha
>>> arquivo = open("palavras.txt", "a")
>>> arquivo.write("morango\n")
8
>>> arquivo.write("maça\n")
5
>>> arquivo.close()

# abrindo o arquivo no modo leitura
>>> arquivo = open("palavras.txt", "r")

# tentando escrever no modo leitura
>>> arquivo.write()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: TextIOWrapper.write() takes exactly one argument (0 given)

>>> arquivo.write("xxx")
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
io.UnsupportedOperation: not writable

# lendo o conteúdo do arquivo
>>> arquivo.read()
'bananamelanciamorango\nmaça\n'
>>> arquivo.read()
''
>>> arquivo.close()

# criando um laço de repetição no arquivo e verificando que já existe quebra de linha
>>> arquivo = open("palavras.txt", "r")
>>> for linha in arquivo:
        print(linha)
>>> linha = arquivo.readline()
>>> linha
'banana\n'
>>> for linha in arquivo:
        print(linha, end="\n")

# removendo a quebra de linha manual
>>> linha
'maça\n'
>>> linha.strip()
'maça'

Se desejamos ler linha a linha de nosso arquivo, podemos utilizar a função readline(). Ela nos retorna uma linha por vez, e faz com que a nossa leitura seja feita de modo mais controlado. Também existe a função read() que por sua vez lê o arquivo inteiro.

Para saber mais: with

Já falamos da importância de fechar o arquivo, certo? Veja o código abaixo que justamente usa a função close :

logo = open('palavras.txt', 'r')
data = logo.read()
logo.close()

Agora imagine que dê algum problema na hora da leitura quando chamarmos a função read(). Será que mesmo com erro o arquivo será fechado? Se for algum erro grave, o programa pode parar a execução sem ter fechado o arquivo! Isso seria muito ruim... Para evitar esse tipo de situação, o Python criou uma sintaxe especial para abertura de arquivo. Veja só:

with open("palavras.txt") as arquivo:
    for linha in arquivo:
        print(linha)

Repare que o with usa a função open. Repare também que não fechamos o arquivo. Isso não é mais necessário pois o Python vai cuidar disso e, mesmo com erro, garantirá o fechamento do arquivo! Muito melhor não?

7. Melhorando o código e a apresentação

Organizando o código em funções

Quando um código fica extenso, sua legibilidade fica mais difícil e cansativa. Para resolver isso, pode-se criar funções para bloco de códigos e chamar essas funções no bloco principal. Além de tornar o código mais legível, a função principal fica organizar para mostrar os passos do que esta sendo feito no programa.

Outra observação importante é que ao criar funções, elas podem ser acessadas como um link. Ao segurar CTRL e clicar na função, o programa percorre o código e mostra a função escolhida no clique.

Quando declaramos uma função, é importante colocar os parênteses logo após o seu nome, é dentro dele que os parâmetros da função ficam. Inclusive toda função possui um bloco, em que podemos adicionar o código que quisermos que a função execute quando for chamada. Um bloco é caracterizado por tudo que fica após os dois pontos, indentado por quatro espaços. Tudo que estiver indentado por quatro espaços são instruções da função.

Boas práticas de código

Entre as boas práticas de código, está a divisão do código de uma função grande em funções pequenas. Pensando nisso, todas as afirmativas abaixo são verdadeiras, exceto uma. Qual?

1. Dividindo o código de uma função grande em funções pequenas, evitamos o problema das múltiplas responsabilidades em única grande função, afinal uma função só deve ter uma única responsabilidade.
2. O código fica mais fácil de testar, pois com diversas pequenas funções, é muito mais fácil testá-las individualmente em busca de erros.
3. A legibilidade do código fica prejudicada, visto que temos de ler diversas funções, em vez de apenas uma.
4. Melhora a manutenção do código, já que é mais fácil você cuidar de vários pequenos blocos simples do que um grande bloco complexo.

A letra C não é uma boa prática, pois quebrar o código em pequenas partes aumenta a legibilidade. A leitura da função principal fica mais fluída e pode-se acessar as demais funções de forma simples. Verificando em separado tudo que foi feito passo a passo.

Parâmetros opcionais e nomeados

Uma função pode ou não recebe parâmetros, eles são opcionais. Contudo, eles também podem ser nomeados.

# parâmetro opcional
carrega_palavra_secreta()             # carrega o arquivo "palavras"
carrega_palavra_secreta("frutas.txt") # carrega o arquivo "frutas"

def carrega_palavra_secreta(nome_arquivos="palavras.txt"):
    arquivo = open(nome_arquivo, "r")

Pode-se definir a partir de qual linha deve ser gerado o número.

# aqui carrega a lista completa normalmente
def carrega_palavra_secreta(nome_arquivo="palavras.txt"):
    arquivo = open(nome_arquivo, "r")
    palavras = []

    for linha in arquivo:
        linha = linha.strip()
        palavras.append(linha)

    arquivo.close()

    numero = random.randrange(0, len(palavras))
    palavra_secreta = palavras[numero].upper()

    return palavra_secreta


# aqui carrega a lista a partir da primeira linha válida
def carrega_palavra_secreta(primeira_linha_valida, nome_arquivo="palavras.txt"):
    arquivo = open(nome_arquivo, "r")
    palavras = []

    ….

    numero = random.randrange(primeira_linha_valida, len(palavras))
    palavra_secreta = palavras[numero].upper()

    return palavra_secreta

Para definir a "primeira_linha_valida" basta que ela receba um valor, podendo ser incusive 0 (zero).

def carrega_palavra_secreta(nome_arquivo="palavras.txt", primeira_linha_valida=0):
    arquivo = open(nome_arquivo, "r")
    palavras = []

    ….

    numero = random.randrange(primeira_linha_valida, len(palavras))
    palavra_secreta = palavras[numero].upper()

    return palavra_secreta

No entando, é preciso sempre definir a "primeira_linha_valida", pois ao tentar "carregar_palavra_secreta" definindo, por exemplo, 5 como ponto de partida, ele fará isso com o arquivo, não com a linha.

# incorreto
carrega_palavra_secreta(5)

# correto
carrega_palavra_secreta(primeira_linha_valida=5)

# pode-se definir ambos os parâmetros
carrega_palavra_secreta("frutas.txt", 5)

# forma longa do código acima
carrega_palavra_secreta(nome_arquivo="frutas.txt", primeira_linha_valida= 5)

# a ordem dos parâmetros não altera o resultado obtido
carrega_palavra_secreta(primeira_linha_valida=5, nome_arquivo="frutas.txt")

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