
GUIDE PER ASPIRANTI PROGRAMMATORI
Guida Python in italiano


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- 2.1 - Sintassi di base del linguaggio Python
- 2.2 - Variabili e tipi di Dati in Python
- 2.3 - Strutture dati nel linguaggio Python
- 2.4 - Mutabilità in Python
- 2.5 - Operazioni sulle variabili in Python
- 2.6 - Operatori Logici e condizioni in Python
- 2.7 - Strutture di controllo e Cicli in Python
- 2.8 - Funzioni in Python
1
Introduzione a Python e Google Colab
1.1
Cos'è Python
Python è un linguaggio di programmazione ad alto livello, interpretato e "multipurpose".
Creato alla fine degli anni '80 da Guido van Rossum, Python ha l'obiettivo di combinare una sintassi chiara con potenti capacità di programmazione. Da quando è stato rilasciato per la prima volta nel 1991, Python è cresciuto enormemente in popolarità ed è oggi uno dei linguaggi di programmazione più amati e utilizzati al mondo. Vediamo perchè.
Cosa si può fare con python?
Il motivo del successo di Python è dovuto alla sua duttilità nei diversi ambiti della programmazione informatica.
Il linguaggio Python, infatti, trova applicazione in diversi campi, dal semplice sviluppo web allo sviluppo di videogiochi; alcuni esempi di ambiti di applicazione del linguaggio di programmazione Python, sono:
Sviluppo Web: framework come Django e Flask rendono Python una scelta popolare per lo sviluppo di siti web e applicazioni web.
Data Science: librerie come Pandas, NumPy e Matplotlib lo rendono ideale per l'analisi dei dati, la visualizzazione e il machine learning.
Automazione e Scripting: la sua semplicità e capacità di scripting rendono Python ideale per automatizzare task ripetitivi.
Sviluppo di Applicazioni Desktop: grazie a toolkit come PyQt e Tkinter, si possono creare applicazioni GUI native.
Se ti stai chiedendo a cosa serve Python, quindi, hai trovato la risposta che cercavi: questo linguaggio può essere applicato in molteplici contesti, rivelandosi uno strumento essenziale in grado di adattarsi alle esigenze specifiche e alle sfide di ciascun ambito della programmazione.
Perché imparare Python?
Se ti stai affacciando per la prima volta al vasto mondo della programmazione informatica, il linguaggio Python ti accoglie a braccia aperte. La semplicità di apprendimento di questo linguaggio di programmazione orientata agli oggetti è dovuta al fatto che, come accennato, è un linguaggio ad alto livello: un linguaggio simile alla lingua umana, che, per di più, vanta una sintassi leggibile e una struttura chiara che semplificano il processo di apprendimento, togliendo l'ansia legata ai dettagli tecnici.
Attraverso Python, puoi concentrarti sulle logiche di programmazione e sulla risoluzione creativa dei problemi, costruendo una solida base che ti servirà per esplorare altri linguaggi in futuro, cosa che, unita ai suoi tanti ambiti di applicazione di cui abbiamo parlato, rende assai facile intuire perchè impararlo!
Caratteristiche principali del linguaggio Python
Python si distingue per diverse caratteristiche:
Adatto per principianti e professionisti: la sua semplicità lo rende ideale per i principianti che vogliono imparare a programmare, ma è abbastanza potente e flessibile da essere utilizzato da professionisti in applicazioni di grande scala.
Sintassi chiara: grazie alla sua sintassi chiara e concisa, è possibile esprimere concetti complessi in meno righe di codice rispetto ad altri linguaggi.
Multiparadigma: il linguaggio Python supporta vari stili di programmazione, come la programmazione imperativa, orientata agli oggetti e funzionale.
Integrazione: può essere facilmente integrato con altri linguaggi come C, C++, il linguaggio Java e altri.
Interpretato: essendo un linguaggio interpretato, Python consente una rapida iterazione e sperimentazione, facilitando la prototipazione.
1.2
Come installare Python: installazione interprete Python
L'interprete di Python è il cuore del linguaggio di programmazione Python e permette di eseguire script e programmi scritti in questo linguaggio. L'installazione dell'interprete di Python può variare leggermente a seconda del sistema operativo che si sta utilizzando.
Vediamolo insieme!
Come installare Python su Windows
Download dell'installer
Visita il sito ufficiale di Python all'indirizzo https://www.python.org/downloads/ e scarica l'installer di Python per Windows.
Esecuzione dell'installer
Apri il file scaricato (.exe) e segui le istruzioni dell'installer. Assicurati di selezionare l'opzione per "Add Python X.Y to PATH" (dove X.Y è la versione di Python scaricata).
Verifica dell'installazione
Apri il Prompt dei comandi o PowerShell e digita:
python --version
Questo dovrebbe restituire la versione di Python installata.
Come installare Python su macOS
Installazione di Homebrew (opzionale ma consigliato)
Homebrew è un gestore di pacchetti per macOS che semplifica l'installazione di software aggiuntivo, inclusi strumenti di sviluppo come Python.
Per installare Homebrew, apri il terminale e digita il seguente comando:
/bin/bash -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/master/install.sh)"
Installazione di Python
Dopo aver installato Homebrew (se desiderato), puoi utilizzarlo per installare Python. Nel terminale, esegui il seguente comando:
brew install python
Verifica l'installazione eseguendo il comando:
python3 --version
Come installare Python su Linux
Verifica della versione preinstallata (opzionale)
Molti sistemi Linux includono già un'installazione predefinita di Python. Per verificare se Python è già installato e quale versione è presente, apri il terminale e digita il seguente comando:
python3 --version
Se il comando restituisce un numero di versione (ad esempio, "Python 3.8.5"), allora Python è già installato.
Installazione di Python
Se Python non è installato o si desidera installare una versione diversa, è possibile farlo utilizzando il gestore dei pacchetti del sistema.
Ad esempio, su Ubuntu e Debian, è possibile utilizzare i seguenti comandi:
sudo apt-get update
sudo apt-get install python3
Verifica l'installazione eseguendo nuovamente il comando:
python3 --version
Ora hai installato Python con successo su Linux, macOS e Windows puoi iniziare a scrivere e eseguire script Python sul tuo sistema operativo preferito.
Se sei un principiante che si avvicina al mondo della programmazione informatica, il linguaggio di programmazione Python è un'ottima scelta. La sua sintassi intuitiva, la vasta comunità di supporto e le numerose risorse disponibili ne fanno uno strumento ideale per imparare le basi della programmazione e, successivamente, per affrontare progetti più avanzati. Attraverso questa guida imparerai le basi del linguaggio ed otterrai una solida fondazione su cui costruire il tuo viaggio nella programmazione.
1.3
Cos'è Google Colab
Google Colab, abbreviazione di Google Colaboratory, è una piattaforma basata su cloud che consente di scrivere e eseguire codice Python attraverso il tuo browser.
È un ambiente di sviluppo integrato (IDE) che offre risorse computazionali gratuite, come CPU e GPU, insieme a strumenti per la scrittura, l'esecuzione e la condivisione di codice Python.
Perché usare Google Colab?
Google Colab presenta diversi vantaggi che lo rendono una scelta attraente per i principianti e gli sviluppatori di Python:
Accesso alle risorse di calcolo: Google Colab offre gratuitamente l'accesso a risorse di calcolo potenti, come unità di elaborazione centrali (CPU) e unità di elaborazione grafica (GPU), che possono accelerare l'esecuzione di calcoli intensivi.
Zero configurazione: Non è necessario configurare un ambiente di sviluppo sul tuo computer locale. Tutto ciò di cui hai bisogno è un browser e una connessione internet. Google Colab si occupa dell'ambiente Python e delle librerie di supporto.
Librerie preinstallate: Colab include molte delle librerie Python più comuni e utilizzate, come NumPy, pandas, Matplotlib, TensorFlow e molte altre. Questo semplifica notevolmente l'inizio rapido nello sviluppo senza dover preoccuparsi di installare manualmente queste librerie.
Collaborazione semplificata: Puoi condividere facilmente i tuoi notebook di Colab con altri utenti, consentendo loro di visualizzare e modificare il codice in modo collaborativo. Questa funzionalità è utile per la formazione, il lavoro di squadra e la condivisione di tutorial.
Come configurare l'ambiente in Google Colab
L'ambiente di sviluppo in Google Colab è basato su notebook, che consistono in una serie di celle contenenti codice ed elementi testuali.
Per iniziare a utilizzare Google Colab:
Accesso a Google Colab: Apri il tuo browser e vai su Google Colab.
Creazione di un nuovo notebook: Fai clic su "Nuovo notebook" per creare un nuovo documento. Ogni notebook avrà un ambiente Python associato.
Creazione di celle: Un notebook è composto da celle. Le celle possono contenere testo formattato (Markdown) o codice Python. Utilizza il menu "Inserisci" per creare nuove celle.
Esecuzione del codice: Per eseguire il codice in una cella, clicca sulla cella e premi "Shift + Invio" oppure fai clic sull'icona "Esegui cella" accanto alla cella stessa. Il risultato dell'esecuzione verrà visualizzato sotto la cella.
Aggiunta di librerie: Se hai bisogno di utilizzare librerie aggiuntive, puoi installarle all'interno del notebook usando il comando pip. Ad esempio, per installare una libreria chiamata "numpy", scrivi !pip install numpy in una cella ed eseguila.
Salvataggio e condivisione: I tuoi notebook verranno automaticamente salvati su Google Drive. Puoi scaricare un notebook in vari formati, come .ipynb o .py. Per condividere il notebook, puoi condividerne il collegamento o esportarlo in altri formati leggibili.
In questa sezione, abbiamo esaminato cos'è Google Colab, i suoi vantaggi e come configurare l'ambiente di sviluppo. Ora sei pronto per iniziare a scrivere e eseguire il tuo codice Python utilizzando Google Colab.
1.4
Primi passi con Python in Google Colab
Ora che hai familiarizzato con l'ambiente di Google Colab, possiamo iniziare a esplorare i primi concetti di programmazione in Python. In questa sezione, ti guideremo attraverso alcune operazioni di base utilizzando il linguaggio Python all'interno di Google Colab.
Scrittura del tuo primo script, Esecuzione del codice
Ora che sei pronto a iniziare a scrivere il tuo primo script Python, segui questi passaggi:
Creare un nuovo notebook: Accedi a Google Colab e crea un nuovo notebook facendo clic su "Nuovo blocco note" o selezionando "File" -> "Nuovo blocco note" dal menu in alto.
Scrivere il codice Python: All'interno del tuo nuovo notebook, vedrai una cella vuota in cui poter immettere del codice. Questa cella è il luogo dove scriveremo il nostro codice Python. Ecco un esempio di script Python semplice:
print(“Hello World!”)
Esecuzione del codice: per eseguire il codice appena scritto di basterà premere sul tasto play posizionato a sinistra della tua cella di codice. Una volta eseguito il codice, l’output prodotto sarà visualizzabile direttamente sotto la cella eseguita.
2
Fondamenti di programmazione in Python
2.1
Sintassi di base del linguaggio Python
Python è un linguaggio di programmazione che dà particolare enfasi alla leggibilità del codice e consente di esprimere concetti in meno righe di codice rispetto ad altri linguaggi come C++ o il linguaggio Java.
La sintassi di Python è semplice e intuitiva, il che lo rende un'ottima scelta per i principianti.
Vediamo la sintassi di base per iniziare a programmare in Python.
Indentazione in Python
L'indentazione si riferisce agli spazi bianchi all'inizio di una riga di codice.
In molti linguaggi di programmazione, le parentesi graffe `{ }` sono utilizzate per definire un blocco di codice. Il linguaggio Python, invece, utilizza l'indentazione: ciò significa che il livello di indentazione di una riga determina la sua relazione con le righe precedenti e successive.
if True:
print("Questa riga è indentata e fa parte dell'istruzione if.")
print("Questa riga non è indentata e non fa parte dell'istruzione if.")
Commenti in Python
I commenti in Python iniziano con un simbolo `#`. Tutto ciò che segue il `#` sulla stessa riga è un commento.
# Questo è un commento
print("Ciao, Mondo!") # Questo è un commento alla fine di una riga di codice
Istruzioni in Python
Un'istruzione è una unità di esecuzione.
Il linguaggio Python esegue istruzioni una dopo l'altra, dall'alto verso il basso.
print("Prima istruzione")
print("Seconda istruzione")
Continuando con questa guida, approfondiremo le variabili, i tipi di dati, le costanti e le strutture dati in Python, dando uno sguardo dettagliato a ciascuno di essi.
2.2
Variabili e tipi di Dati in Python
In qualsiasi linguaggio di programmazione, è essenziale comprendere le variabili, i tipi di dati e le strutture dati per manipolare, conservare e recuperare informazioni in modo efficace. Questa sezione introduce i concetti fondamentali in Python. Nel capitolo a seguire, invece, approfondiremo le strutture dati.
Variabili in Python
Una variabile è un identificatore che fa riferimento a un valore memorizzato in memoria. In Python, non è necessario dichiarare esplicitamente una variabile prima di utilizzarla o dichiarare il suo tipo. Basta assegnare un valore a un nome variabile per crearlo.
x = 5 # x è ora di tipo int (numero intero)
x = "Ciao" # x è ora di tipo str (stringa)
Numeri in Python
Il linguaggio Python supporta vari tipi di numeri, tra cui interi e numeri in virgola mobile. Gli interi sono rappresentati senza parte frazionaria, mentre i numeri in virgola mobile includono una parte frazionaria. Esempi di numeri in Python sono:
intero = 5
virgola_mobile = 7.12
Nota che, per rappresentare un numero decimale in Python, è necessario utilizzare il punto anziché la virgola.
Stringhe in Python
Le stringhe sono sequenze di caratteri e vengono utilizzate per rappresentare testo. Le stringhe possono essere create utilizzando virgolette singole o doppie. Ecco alcuni esempi:
stringa_singola = 'Ciao, mondo!'
stringa_doppia = "Python è fantastico!"
Booleani in Python
I valori booleani rappresentano il concetto di verità o falsità di un'espressione. In Python, i valori booleani sono fondamentali per le decisioni e il controllo del flusso di un programma.
Ci sono due valori booleani predefiniti: True (vero) e False (falso), entrambi scritti con l'iniziale maiuscola.
variabile_vera = True
variabile_falsa = False
I valori booleani sono comunemente utilizzati in dichiarazioni condizionali (come gli statement "if") e in espressioni logiche per prendere decisioni basate su condizioni verificate o meno. Questi valori giocano un ruolo cruciale nel guidare il comportamento del programma in base alle situazioni che si presentano durante l'esecuzione.
2.3
Strutture dati nel linguaggio Python
Python Liste
Le liste in Python sono strutture dati fondamentali in Python che consentono di memorizzare e gestire una sequenza ordinata di elementi. Ogni elemento può essere di qualsiasi tipo, inclusi numeri, stringhe, booleani e persino altre liste.
Le liste in Python sono definite utilizzando parentesi quadre e gli elementi all'interno sono separati da virgole.
Ecco un esempio di come creare e utilizzare liste in Python:
numeri = [1, 2, 3, 4]
parole = ["casa", "albero", "sole"]
mista = [1, "python", True, 2.35
Le liste in Python offrono diversi metodi per accedere, aggiungere, rimuovere e modificare elementi. L'indice degli elementi inizia da 0, il che significa che il primo elemento ha indice 0, il secondo ha indice 1 e così via. Puoi accedere agli elementi utilizzando l'indice
print(numeri[0]) # Stampa il primo elemento: 1
print(parole[1]) # Stampa il secondo elemento: "albero"
Le liste in Python possono essere modificate in vari modi, come l'aggiunta o la rimozione di elementi:
numeri.append(6) # Aggiunge il numero 6 alla fine della lista
parole.insert(1, "mare") # Inserisce "mare" come secondo elemento
mista.remove(True) # Rimuove il valore booleano True dalla lista
Metodi liste Python: i metodi utili da utilizzare con le liste
Python fornisce una serie di metodi integrati che puoi usare per manipolare le liste, che, come abbiamo appena visto, sono una delle strutture dati più versatili e comunemente usate nel linguaggio Python.
Partiamo da una semplice lista Python:
mia_lista = [1, 2, 3, 4, 5] # Una lista di numeri interi
Ora possiamo:
Aggiungere elementi:
- Il metodo ‘append()’ in Python aggiunge un elemento alla fine della lista.
mia_lista.append(6) # Aggiunge il numero 6 alla fine di mia_lista
- Il metodo ‘insert()’ in Python inserisce un elemento a una posizione specificata.
mia_lista.insert(1, 'a') # Inserisce la stringa 'a' alla posizione 1
- Il metodo ‘extend()’ in Python estende la lista aggiungendo tutti gli elementi di un'altra lista (o qualsiasi iterabile).
mia_lista.extend([7, 8, 9]) # Aggiunge 7, 8, e 9 alla fine di mia_lista
Rimuovere elementi:- Il metodo ‘remove()’ in Python rimuove il primo elemento con un certo valore.
mia_lista.remove('a') # Rimuove il primo elemento con valore 'a'
- Il metodo ‘pop()’ in Python rimuove l'elemento in una data posizione e lo restituisce. Se non viene specificata alcuna posizione, rimuove e restituisce l'ultimo elemento.
elemento_rimosso = mia_lista.pop() # Rimuove e restituisce l'ultimo elemento
- Il metodo ‘clear()’ in Python rimuove tutti gli elementi dalla lista.
mia_lista.clear() # Rimuove tutti gli elementi da mia_lista
Ordinare e invertire elementi:- Il metodo ‘sort()’ in Python ordina gli elementi della lista in loco (gli elementi devono essere dello stesso tipo).
mia_lista.sort() # Ordina la lista in ordine crescente
mia_lista.sort(reverse=True) # Ordina la lista in ordine decrescente
- Il metodo ‘reverse()’ in Python inverte l'ordine degli elementi della lista in loco.
mia_lista.reverse() # Inverte l'ordine degli elementi in mia_lista
Ricercare e Conteggiare elementi:-Il metodo ‘index()’ in Python restituisce l'indice del primo elemento con un certo valore.
indice = mia_lista.index(3) # Trova l'indice di 3 in mia_lista
- Il metodo ‘count()’ in Python conta il numero di volte in cui un elemento appare nella lista.
conteggio = mia_lista.count(3) # Conta quante volte 3 appare in mia_lista
Inoltre, Python offre altri metodi che tornano utili per l’utilizzo delle liste:
Il metodo ‘len()’ in Python restituisce il numero di elementi in una lista.
lunghezza = len(mia_lista) # Restituisce il numero di elementi in mia_lista
Il metodo ‘sum()’ in Python restituisce la somma di tutti gli elementi di una lista (solo per liste numeriche).
totale = sum(mia_lista) # Restituisce la somma degli elementi in mia_lista
l metodi ‘max() / min()’in Python restituiscono rispettivamente il valore massimo e minimo in una lista (solo per liste omogenee)
massimo = max(mia_lista) # Restituisce il valore massimo in mia_lista
minimo = min(mia_lista) # Restituisce il valore minimo in mia_lista
Tuple in Python
Le tuple sono simili alle Python liste, ma sono immutabili, il che significa che non possono essere modificate dopo la creazione. Le tuple sono definite utilizzando parentesi tonde.
tuple_punto = (3, 7)
Set in Python
I set sono collezioni non ordinate di elementi unici. I set sono definiti utilizzando parentesi graffe. Le entità inserite all’interno di un set non sono modificabili, ma potremo comunque aggiungere e togliere elementi.
insieme_colori = {"rosso", "verde", "blu"}
Dizionari Python
I dizionari Python sono strutture dati potenti e flessibili in Python che consentono di associare coppie di chiavi e valori. Ogni valore all'interno di un dizionario è associato a una chiave univoca, che funge da identificatore per accedere al valore corrispondente. I dizionari sono definiti utilizzando parentesi graffe e le coppie chiave-valore sono separate da due punti e virgola.
eta_persone = {
"Alice": 25,
"Bob": 30,
"Eva": 28
}
In questo caso, le chiavi sono i nomi delle persone ("Alice", "Bob" ed "Eva") e i valori sono le loro età corrispondenti. Puoi accedere ai valori utilizzando le chiavi:
print(eta_persone["Alice"]) # Stampa l'età di Alice: 25
print(eta_persone["Bob"]) # Stampa l'età di Bob: 30
Puoi aggiungere nuove coppie chiave-valore o modificare i valori esistenti in un dizionario:
eta_persone["Carlos"] = 22 # Aggiunge una nuova coppia chiave-valore
eta_persone["Eva"] = 29 # Modifica il valore associato a "Eva"
I dizionari Python sono utili per rappresentare relazioni tra dati e per organizzare informazioni in modo più strutturato rispetto alle liste. Possono essere utilizzati per memorizzare dati come dettagli di contatti, proprietà degli oggetti o qualsiasi altra situazione in cui sia necessario associare valori a chiavi specifiche.
2.4
Mutabilità in Python
Nel linguaggio di programmazione Python, i dati possono essere divisi in due categorie principali: oggetti mutabili e oggetti immutabili. La mutabilità si riferisce alla capacità di un oggetto di essere modificato dopo la sua creazione. È un concetto fondamentale da comprendere quando si lavora con il linguaggio Python. Questa sezione della guida esplorerà in dettaglio cosa significa mutabilità in Python e come influisce sul comportamento del tuo codice.
Oggetti Mutabili e Oggetti Immutabili in Python
In Python, gli oggetti mutabili sono quelli che possono essere modificati dopo la loro creazione, mentre gli oggetti immutabili sono quelli che non possono essere modificati una volta creati. Ecco alcuni esempi di oggetti mutabili e immutabili:
Oggetti Mutabili in Python:
Liste: Le liste in Python sono oggetti mutabili. Puoi aggiungere, rimuovere o modificare elementi all'interno di una lista dopo la sua creazione.
Dizionari: I dizionari Python sono mutabili e consentono di aggiungere, rimuovere o modificare coppie chiave-valore.
Insiemi: Gli insiemi sono mutabili e consentono di aggiungere o rimuovere elementi.
Oggetti Immutabili in Python:
Stringhe: Le stringhe in Python sono immutabili. Non puoi modificarle direttamente, ma puoi creare nuove stringhe basate su quelle esistenti.
Tuple: Le tuple in Python sono immutabili. Non è possibile aggiungere, rimuovere o modificare elementi dopo la creazione di una tupla.
Numeri immutabili: Numeri interi e floating-point sono immutabili. Non puoi modificarli direttamente; invece, puoi assegnare loro nuovi valori.
Implicazioni della Mutabilità in Python
La distinzione tra oggetti mutabili e immutabili ha implicazioni importanti sul comportamento del tuo codice Python. Quando assegni un oggetto mutabile a una variabile, in realtà stai assegnando un riferimento all'oggetto, non una copia. Questo significa che le modifiche apportate all'oggetto saranno riflesse ovunque venga utilizzato il riferimento a quell'oggetto. Al contrario, con oggetti immutabili, ogni modifica crea una nuova istanza dell'oggetto.
Ecco un esempio che illustra questo concetto:
# Lista, un oggetto mutabile
lista_a = [1, 2, 3]
lista_b = lista_a # lista_b ora fa riferimento alla stessa lista
lista_b.append(4)
print(lista_a) # Stampa [1, 2, 3, 4], perché la lista è mutabile
# Stringa, un oggetto immutabile
stringa_a = "Ciao"
stringa_b = stringa_a # stringa_b ora fa riferimento alla stessa stringa
stringa_b += " Mondo"
print(stringa_a) # Stampa "Ciao", perché le stringhe sono immutabili
Per evitare sorprese indesiderate e comportamenti imprevisti, è importante comprendere quando si lavora con oggetti mutabili e immutabili in Python.
In generale, è buona pratica utilizzare oggetti immutabili quando possibile, soprattutto per chiavi in dizionari o come elementi di tuple, poiché ciò può contribuire a rendere il tuo codice più prevedibile e meno soggetto a errori. D'altra parte, oggetti mutabili come liste e dizionari sono utili quando hai bisogno di strutture dati che possono essere modificate dinamicamente durante l'esecuzione del programma.
La mutabilità è un aspetto importante della programmazione in Python e influisce sul modo in cui progettiamo e gestiamo i nostri dati. Una comprensione chiara di questo concetto aiuta a scrivere codice più efficace e prevedibile.
2.5
Operazioni sulle variabili in Python
Le variabili nel linguaggio Python possono essere manipolate in vari modi utilizzando operazioni comuni. Queste operazioni consentono di eseguire calcoli, modifiche e assegnazioni di valore alle variabili. Di seguito sono descritte alcune delle operazioni più comuni che è possibile eseguire sulle variabili in Python.
Assegnazione di valore alle variabili in Python
L'assegnazione di valore è il modo più semplice per creare e inizializzare una variabile. È possibile assegnare un valore a una variabile utilizzando l'operatore di assegnazione "=".
numero = 42
nome = "Alice"
Operazioni aritmetiche sulle variabili in Python
Il linguaggio Python supporta tutte le operazioni aritmetiche di base, tra cui l'addizione, la sottrazione, la moltiplicazione e la divisione.
a = 10
b = 5
somma = a + b # somma contiene il valore 15
differenza = a - b # differenza contiene il valore 5
prodotto = a * b # prodotto contiene il valore 50
divisione = a / b # divisione contiene il valore 2.0
Concatenazione di stringhe sulle variabili in Python
Per concatenare due o più stringhe in Python è possibile utilizzare l'operatore "+".
saluto = "Ciao, "
nome = "Alice"
messaggio_completo = saluto + nome # messaggio_completo contiene "Ciao, Alice"
Modifica di variabili in Python
È possibile modificare il valore di una variabile esistente utilizzando l'operatore di assegnazione.
x = 5
x = x + 1 # Incrementa il valore di x di 1, ora x contiene 6
Python fornisce anche operatori di assegnazione abbreviati per operazioni comuni come l'incremento e il decremento.
y = 10
y += 2 # Equivalente a y = y + 2, ora y contiene 12
y -= 3 # Equivalente a y = y - 3, ora y contiene 9
Concatenazione di liste Python
Per concatenare due liste in Python, è possibile utilizzare l'operatore "+".
lista1 = [1, 2, 3]
lista2 = [4, 5, 6]
lista_concatenata = lista1 + lista2 # lista_concatenata contiene [1, 2, 3, 4, 5, 6]
Queste sono solo alcune delle operazioni di base che è possibile eseguire sulle variabili in Python. Ogni operazione serve a uno scopo specifico e può essere combinata in modi più complessi per eseguire compiti più avanzati. Imparare a utilizzare queste operazioni è un passo importante nella costruzione di programmi Python efficaci e flessibili.
2.6
Operatori Logici e condizioni in Python
Il linguaggio Python offre una serie di operatori logici che consentono di effettuare confronti tra valori e verificare le condizioni all'interno del tuo codice. Questi operatori sono fondamentali per prendere decisioni e controllare il flusso del programma. In questa sezione, imparerai come utilizzare gli operatori logici e le condizioni in Python.
Istruzione Condizionale if in Python
L'istruzione condizionale if in Python è utilizzata per eseguire un blocco di codice solo se una condizione è vera. Puoi anche utilizzare l'istruzione elif (abbreviazione di "else if") per gestire condizioni alternative e l'istruzione else per definire un blocco di codice da eseguire quando nessuna delle condizioni precedenti è vera.
x = 5
if x > 0:
print("x è positivo")
elif x == 0:
print("x è zero")
else:
print("x è negativo")
Operatori di Confronto in Python
Gli operatori di confronto sono utilizzati per confrontare due valori e restituire un risultato booleano (True o False) in base a se la condizione è vera o falsa. Ecco alcuni degli operatori di confronto più comuni in Python:
==: Verifica l'uguaglianza tra due valori.
!=: Verifica se due valori sono diversi.
<: Verifica se il valore a sinistra è minore del valore a destra.
>: Verifica se il valore a sinistra è maggiore del valore a destra.
<=: Verifica se il valore a sinistra è minore o uguale al valore a destra.
>=: Verifica se il valore a sinistra è maggiore o uguale al valore a destra.
Ecco alcuni esempi di utilizzo degli operatori di confronto:
x = 5
y = 10
# Verifica se x è uguale a y
if x == y:
print("x è uguale a y")
# Verifica se x è minore di y
if x < y:
print("x è minore di y")
Operatori Logici in Python
Le operazioni logiche sono utilizzate per valutare condizioni e restituire valori booleani. Gli operatori logici più comuni sono l'AND, l'OR e il NOT.
# Definiamo due variabili booleane
ha_autorizzazione = True
ha_password = False
# Operazione logica AND
if ha_autorizzazione and ha_password:
print("Hai accesso al sistema.")
else:
print("Accesso negato. Controlla le tue credenziali.")
# Operazione logica OR
if ha_autorizzazione or ha_password:
print("Hai almeno uno dei requisiti richiesti.")
else:
print("Accesso negato. Deve soddisfare almeno un requisito.")
# Operazione logica NOT
if not ha_password:
print("Devi inserire una password valida.")
else:
print("Password accettata.")
In questo esempio:
ha_autorizzazione è True, il che indica che l'utente ha l'autorizzazione per accedere a qualcosa.
ha_password è False, il che indica che l'utente non ha inserito una password corretta.
Abbiamo utilizzato le operazioni logiche per valutare le condizioni e fare delle decisioni:
L'operazione AND restituisce True solo se entrambe le condizioni sono verificate. Quindi, l'accesso al sistema viene concesso solo se l'utente ha sia l'autorizzazione che una password valida.
L'operazione OR restituisce True se almeno una delle condizioni è verificata. Quindi, l'utente ottiene accesso se ha almeno uno dei requisiti.
L'operazione NOT inverte il valore booleano, quindi l'utente viene avvisato di inserire una password valida solo se ha_password è False.
Questa è un'introduzione agli operatori logici e alle condizioni in Python. Con queste nozioni di base, puoi creare programmi che prendono decisioni in base alle condizioni definite e controllano il flusso del tuo codice in modo dinamico. Ma continuiamo il nostro viaggio per imparare Python!
2.7
Strutture di controllo e Cicli in Python
Le strutture di controllo e i cicli in Python sono elementi essenziali nella programmazione Python. Questi strumenti ti consentono di gestire il flusso del tuo programma, eseguire azioni ripetute e prendere decisioni basate sulle condizioni. In questa sezione, esploreremo le principali strutture di controllo e cicli in Python.
Ciclo ‘for’ Python
Il ciclo for in Python è utilizzato per iterare su una sequenza (come una lista Python, una tuple o una stringa) e eseguire un blocco di codice per ogni elemento della sequenza. Facciamo un esempio di ciclo for in Python:
frutta = ["mela", "banana", "arancia"]
for frutto in frutta:
print(frutto)
Questo ciclo for stampa ogni elemento della lista frutta.
Ciclo ‘while’ Python
Il ciclo while in Python è utilizzato per eseguire un blocco di codice finché una condizione specificata è vera. Può essere utile quando non sai in anticipo quante iterazioni saranno necessarie.
numero = 1
while numero <= 5:
print(numero)
numero += 1
Questo ciclo while stampa i numeri da 1 a 5.
Istruzione ‘break’ e ‘continue’ in Python
Dentro un ciclo in Python, puoi utilizzare l'istruzione ‘break’ per uscire immediatamente dal ciclo e l'istruzione ‘continue’ per saltare l'iterazione corrente e passare alla successiva.
numeri = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
for numero in numeri:
if numero == 3 or numero == 5 or numero == 6:
continue
print(numero)
if numero == 4:
break
Questo ciclo stampa i numeri 1, 2 e 4, quindi si ferma quando raggiunge il 4.
Ciclo ‘for’ python con funzione ‘range()’
La funzione ‘range()’ in Python è spesso utilizzata in combinazione con il ciclo for per generare una sequenza di numeri interi in modo efficiente.
for i in range(5):
print(i)
Questo ciclo for stampa i numeri da 0 a 4.
Queste sono alcune delle principali strutture di controllo e cicli in Python. Con queste nozioni di base, puoi scrivere programmi più complessi che prendono decisioni, iterano attraverso i dati e gestiscono il flusso del programma in modo efficace.
2.8
Funzioni in Python
Le funzioni in Python sono uno degli elementi chiave nella programmazione Python. Sono blocchi di codice riutilizzabili che eseguono un insieme specifico di istruzioni quando vengono chiamati. Utilizzare le funzioni rende il codice più organizzato, più facile da leggere e consente di evitare la duplicazione del codice.
Definizione di una funzione in Python
Per definire una funzione in Python, è necessario utilizzare la parola chiave def, seguita dal nome della funzione e parentesi tonde.
Ecco la sintassi di base di una funzione in Python:
def nome_funzione(parametro1, parametro2, ...):
# Istruzioni della funzione
‘nome_funzione’ è il nome che scegliete per la vostra funzione.
‘parametro1’, ‘parametro2’, ecc. sono i parametri o argomenti che la funzione può accettare. Questi sono facoltativi.
Ecco un esempio di una semplice funzione Python:
def saluta(nome):
print("Ciao, " + nome + "!")
Invocazione di una funzione in Python
Una volta definita una funzione, è possibile chiamarla in qualsiasi parte del vostro programma. Per chiamare una funzione, utilizzate il nome della funzione seguito da parentesi tonde e, se necessario, fornite gli argomenti richiesti.
Ad esempio:
saluta("Alice")
Questa chiamata alla funzione ‘saluta()’ stampa "Ciao, Alice!" sulla console.
Parametri delle funzioni in Python
Le funzioni in Python possono accettare uno o più parametri. I parametri sono valori che la funzione può utilizzare durante l'esecuzione. Ecco un esempio di una funzione in Python con più parametri:
def somma(a, b):
risultato = a + b
return risultato
In questo caso, la funzione somma accetta due parametri, a e b, esegue una somma e restituisce il risultato utilizzando la parola chiave return.
Valori restituiti dalle funzioni in Python
Le funzioni in Python possono restituire valori utilizzando la parola chiave return. Questi valori possono essere assegnati a variabili o utilizzati direttamente nel codice. Ecco un esempio:
def quadrato(x):
return x * x
risultato = quadrato(5)
print(risultato) # Stampa 25
In questo esempio, la funzione quadrato restituisce il quadrato di un numero, che viene poi assegnato alla variabile risultato.
Funzioni senza valori di ritorno in Python
Non tutte le funzioni in Python devono restituire un valore. Alcune funzioni possono essere utilizzate solo per effettuare azioni senza restituire un risultato. Ad esempio:
def stampa_messaggio():
print("Questo è un messaggio!")
In questo caso, la funzione ‘stampa_messaggio()’ stampa un messaggio sulla console ma non restituisce alcun valore.
Scope delle variabili in Python
Le variabili definite all'interno di una funzione in Python sono, di solito, locali a quella funzione, il che significa che non è possibile accedervi da altre parti del programma. Le variabili definite al di fuori di una funzione sono globali e possono essere utilizzate in tutto il programma.
Funzioni lambda: le funzioni anonime in Python
Le funzioni lambda in Python, conosciute anche come funzioni anonime, sono funzioni senza nome. Sono spesso utilizzate quando si desidera definire una funzione piccola e semplice senza la necessità di assegnarle un nome. Le funzioni lambda sono comunemente utilizzate in combinazione con le funzioni come ‘map()’, ‘filter()’, e ‘sorted()’ per creare espressioni concise. Ecco come definire e utilizzare una funzione lambda in Python:
# Sintassi di base di una funzione lambda
lambda argomenti: espressione
# Esempio di una funzione lambda che calcola il quadrato di un numero
quadrato = lambda x: x * x
# Utilizzo della funzione lambda
risultato = quadrato(5)
print(risultato) # Stampa 25
Nell'esempio sopra, abbiamo creato una funzione lambda che prende un argomento x e restituisce il suo quadrato. La funzione lambda è stata assegnata a una variabile chiamata quadrato, che può essere utilizzata per calcolare il quadrato di un numero.
Le funzioni sono un fondamento essenziale della programmazione Python. Rappresentano un modo potente per organizzare il codice, renderlo più leggibile e promuovere il riuso in diverse parti di un programma. Con una buona comprensione delle funzioni, potrete affrontare progetti più complessi in modo strutturato e mantenibile, sfruttando appieno il potenziale di questo linguaggio di programmazione versatile.
3
Programmazione Orientata agli Oggetti (OOP)
3.1
Classi e Oggetti in Python
La programmazione orientata agli oggetti (OOP) è un paradigma di programmazione potente e flessibile che consente di organizzare il codice in modo più efficiente e comprensibile. Nel cuore della programmazione orientata agli oggetti ci sono le "classi" e gli "oggetti". In questa sezione, esploreremo cosa sono le classi e gli oggetti in Python e come usarli per creare programmi più strutturati e modulari.
Introduzione alle Classi e agli Oggetti in Python
Una classe è una struttura che definisce un tipo di oggetto. In altre parole, una classe è un modello o un prototipo da cui possono essere creati oggetti. Gli oggetti sono le istanze di una classe e rappresentano dati e comportamenti specifici associati a quella classe.
Ecco un esempio semplice di definizione di classe in Python:
class Automobile:
def __init__(self, marca, modello):
self.marca = marca
self.modello = modello
def info(self):
return self.marca, self.modello
In questo esempio, abbiamo creato una classe chiamata ‘Automobile’ che ha due attributi (marca e modello) e un metodo (info) per ottenere le informazioni sull'automobile.
Creazione di Oggetti in Python
Per creare un oggetto da una classe, possiamo chiamare il costruttore della classe. Nel caso della classe Automobile, possiamo farlo in questo modo:
car1 = Automobile("Fiat", "Panda")
car2 = Automobile("Ford", "Fiesta")
Ora abbiamo creato due oggetti di tipo Automobile, car1 e car2, ognuno con i propri valori per gli attributi marca e modello.
Accesso agli Attributi e ai Metodi degli Oggetti in Python
Per accedere agli attributi di un oggetto in Python, usiamo la notazione punto (.). Ad esempio, per ottenere la marca di car1, possiamo fare:
marca_car1 = car1.marca
Per chiamare un metodo su un oggetto in Python, usiamo la notazione punto anche per il metodo. Ad esempio:
info_car1 = car1.info()
3.2
Ereditarietà in Python
La programmazione orientata agli oggetti supporta il concetto di ereditarietà, che consente di creare nuove classi basate su classi esistenti. Una classe figlia eredita gli attributi e i metodi della classe genitore. Questo facilita la creazione di gerarchie di classi. Vediamone un esempio in Python.
class SUV(Automobile):
def __init__(self, marca, modello, capacita_bagagliaio):
super().__init__(marca, modello)
self.capacita_bagagliaio = capacita_bagagliaio
def info(self):
return f"{self.marca} {self.modello}, Capacità bagagliaio: {self.capacita_bagagliaio} litri"
Nel codice sopra, abbiamo definito una nuova classe chiamata SUV che eredita dalla classe Automobile. Ecco come funziona:
Definizione della classe figlia ‘SUV’: Iniziamo definendo la classe SUV. Nota che mettiamo tra parentesi il nome della classe genitore Automobile dopo il nome della classe figlia. Questo indica che SUV eredita dalla classe Automobile.
Il costruttore __init__ della classe figlia: All'interno del costruttore della classe figlia SUV, stiamo utilizzando super().__init__(marca, modello) per chiamare il costruttore della classe genitore Automobile. Questo ci consente di inizializzare gli attributi ereditati marca e modello come se stessimo creando un'istanza di Automobile. Inoltre, stiamo inizializzando un nuovo attributo specifico di SUV chiamato capacita_bagagliaio.
Il metodo info ridefinito: La classe SUV ridefinisce il metodo info ereditato dalla classe genitore Automobile. Ora il metodo info restituirà una stringa che include la marca, il modello e la capacità del bagagliaio del SUV.
In pratica, ora possiamo creare oggetti di tipo SUV utilizzando il costruttore della classe SUV e accedere ai metodi e agli attributi ereditati dalla classe Automobile oltre agli attributi specifici di SUV.
Ecco un esempio di utilizzo:
suv1 = SUV("Jeep", "Cherokee", 500)
print(suv1.info()) # Stampa "Jeep Cherokee, Capacità bagagliaio: 500 litri"
In questo modo, l'ereditarietà ci consente di estendere e specializzare le classi esistenti in modo efficiente, riducendo la duplicazione del codice e migliorando la chiarezza e la manutenibilità del nostro programma.
3.3
Incapsulamento in Python
L'incapsulamento è un altro concetto chiave nella programmazione orientata agli oggetti che consente di nascondere i dettagli di implementazione di una classe e di proteggere i dati da accessi non autorizzati.
In Python, l'incapsulamento è principalmente ottenuto utilizzando il prefisso doppio sottolineato ( __ ) prima del nome degli attributi o dei metodi di una classe, ecco un esempio:
class ContoBancario:
def __init__(self, nome_titolare, saldo_iniziale):
self.__nome_titolare = nome_titolare
self.__saldo = saldo_iniziale
# Getter per ottenere il nome del titolare del conto
def get_nome_titolare(self):
return self.__nome_titolare
# Setter per impostare il nome del titolare del conto
def set_nome_titolare(self, nuovo_nome):
self.__nome_titolare = nuovo_nome
# Getter per ottenere il saldo del conto
def get_saldo(self):
return self.__saldo
# Setter per depositare una certa quantità di denaro nel conto
def deposita(self, importo):
if importo > 0:
self.__saldo += importo
print("Deposito effettuato: +”, importo, “EUR")
else:
print("L'importo del deposito deve essere maggiore di zero.")
# Setter per prelevare una certa quantità di denaro dal conto
def preleva(self, importo):
if importo > 0 and importo <= self.__saldo:
self.__saldo -= importo
print("Prelievo effettuato: -”, importo, “EUR")
elif importo <= 0:
print("L'importo del prelievo deve essere maggiore di zero.")
else:
print("Fondi insufficienti per il prelievo.")
# Creiamo un conto bancario
conto = ContoBancario("Mario Rossi", 1000)
# Utilizziamo i getter per ottenere le informazioni
print("Titolare del conto:”, conto.get_nome_titolare())
print("Saldo iniziale:”, conto.get_saldo(), ” EUR")
# Utilizziamo i setter per effettuare operazioni sul conto
conto.deposita(500)
conto.preleva(200)
# Stampiamo il saldo aggiornato
print("Saldo attuale:”, conto.get_saldo(), ” EUR")
Funzionamento pratico dell’incapsulamento in Python
Descriviamo ora il funzionamento pratico dell’incapsulamento in Python, inerentemente ad attributi privati, metodi privati e metodi pubblici.
Attributi Privati :
Gli attributi di una classe possono essere dichiarati come privati mettendo __ prima del loro nome. Ad esempio, __nome indica un attributo privato.
class Persona:
def __init__(self, nome, cognome):
self.__nome = nome
self.__cognome = cognome
Non è possibile accedere direttamente dall'esterno della classe agli attributi privati. Tentativi di accesso a tali attributi causeranno un errore. Questo aiuta a garantire che i dati siano modificati solo attraverso metodi specifici della classe.
Metodi Privati: Analogamente, i metodi di una classe possono essere dichiarati come privati utilizzando il prefisso __. Ad esempio, __calcola_eta indica un metodo privato.
class Persona:
def __init__(self, nome, cognome):
self.__nome = nome
self.__cognome = cognome
def __calcola_eta(self, anno_di_nascita):
# Questo è un metodo privato per calcolare l'età
return 2023 - anno_di_nascita
I metodi privati non possono essere chiamati direttamente dall'esterno della classe. Questo è utile per nascondere la logica interna e le implementazioni dei metodi.
Metodi Pubblici: Per consentire agli utenti esterni di interagire con gli attributi privati o di eseguire operazioni specifiche, è possibile creare metodi pubblici nella classe.
class Persona:
def __init__(self, nome, cognome):
self.__nome = nome
self.__cognome = cognome
def calcola_eta(self, anno_di_nascita):
# Questo è un metodo pubblico per calcolare l'età
return 2023 - anno_di_nascita
I metodi pubblici possono essere chiamati dall'esterno della classe e sono il modo principale attraverso cui gli utenti interagiscono con gli oggetti di quella classe.
L'incapsulamento in Python è importante perché offre una protezione dei dati e una separazione tra l'implementazione interna di una classe e l'uso esterno. Ciò rende il codice più robusto, più facile da manutenere e migliora la modularità. Gli attributi privati e i metodi privati sono accessibili solo all'interno della classe stessa, il che significa che gli errori di programmazione sono meno probabili e che è possibile modificare l'implementazione interna senza influenzare il codice esterno che utilizza la classe.
Ecco un esempio di utilizzo dell'incapsulamento in Python:
persona = Persona("Alice", "Smith")
# Questo genererà un errore perché __nome è un attributo privato.
print(persona.__nome)
# Questo funzionerà poiché stiamo utilizzando un metodo pubblico.
eta = persona.calcola_eta(1990)
print(eta)
In breve, l'incapsulamento è uno dei principi fondamentali della OOP che aiuta a creare classi più sicure e modulari, migliorando la manutenibilità del codice.
3.4
Polimorfismo in Python
Il polimorfismo è un altro importante concetto nella programmazione orientata agli oggetti che consente a oggetti di classi diverse di rispondere in modo specifico ai metodi in base al loro tipo effettivo. Questo promuove una maggiore flessibilità e riusabilità del codice. Vediamo una spiegazione più dettagliata del polimorfismo in Python.
Polimorfismo di metodo in Python
Il polimorfismo di metodo in Python consente di definire metodi con lo stesso nome in diverse classi, ma con comportamenti diversi.
Questi metodi devono essere parte di una gerarchia di classi, dove le classi figlie ridefiniscono il metodo ereditato dalla classe genitore.
class Animale:
def verso(self):
pass
class Cane(Animale):
def verso(self):
return "Woof!"
class Gatto(Animale):
def verso(self):
return "Meow!"
In questo esempio, abbiamo tre classi: Animale, Cane e Gatto. Ognuna ha un metodo verso, ma le classi figlie lo ridefiniscono in modo specifico.
Il polimorfismo consente ora di chiamare il metodo verso su oggetti di diverse classi e ottenere comportamenti diversi:
cane = Cane()
gatto = Gatto()
print(cane.verso()) # Stampa "Woof!"
print(gatto.verso()) # Stampa "Meow!"
Anche se stiamo chiamando lo stesso metodo ‘verso()’, il comportamento dipende dal tipo dell'oggetto (Cane o Gatto) a cui è applicato.
Polimorfismo di Tipo in Python
Il polimorfismo in Python è implementato anche attraverso il concetto di "duck typing", il che significa che il tipo di oggetto non è importante quanto il suo comportamento. Se un oggetto si comporta come se fosse di un certo tipo, può essere trattato come tale.
def verso_animale(animalel):
return animal.verso()
cane = Cane()
gatto = Gatto()
print(verso_animale(cane)) # Stampa "Woof!"
print(verso_animale(gatto)) # Stampa "Meow!"
Nel codice sopra, la funzione verso_animale accetta qualsiasi oggetto che abbia un metodo ‘verso’. Non importa se l'oggetto è un Cane, un Gatto o qualsiasi altro oggetto che implementi quel metodo.
Il polimorfismo presenta una serie di vantaggi:
Rende il codice più flessibile e riutilizzabile. Puoi scrivere funzioni generiche che lavorano con oggetti di diverse classi, purché condividano un'interfaccia comune (cioè abbiano metodi con lo stesso nome).
Aiuta a creare codice più leggibile ed espressivo. Le chiamate a metodi hanno senso in base al contesto dell'oggetto.
Promuove una migliore astrazione e separazione delle responsabilità nelle classi.
In sintesi, il polimorfismo è un concetto chiave nella OOP che consente agli oggetti di rispondere in modo specifico ai metodi in base al loro tipo effettivo, migliorando la flessibilità, la riutilizzabilità e la leggibilità del codice.
3.5
Classi statiche in Python
Le classi statiche nel linguaggio Python sono classi speciali che non richiedono di essere istanziate per essere utilizzate. Queste classi sono utili quando desideri organizzare funzionalità o dati senza dover creare un oggetto della classe. In sostanza, le classi statiche sono contenitori di attributi e metodi che possono essere utilizzati senza creare istanze della classe stessa.
Ecco come definire e utilizzare una classe statica in Python:
class MathUtils:
@staticmethod
def add(x, y):
return x + y
@staticmethod
def subtract(x, y):
return x - y
In questo esempio, abbiamo creato una classe statica chiamata ‘MathUtils’ che contiene due metodi statici: ‘add’ e ‘subtract’.
Nota che i metodi statici sono “decorati” con il decoratore @staticmethod.
Ora puoi utilizzare questi metodi senza creare un'istanza della classe MathUtils:
sum_result = MathUtils.add(5, 3) # Chiama il metodo statico add
difference_result = MathUtils.subtract(10, 4) # Chiama il metodo statico subtract
I vantaggi delle classi statiche includono:
Organizzazione del Codice: Le classi statiche possono essere utilizzate per organizzare funzioni e dati correlati in un'unica posizione, rendendo il codice più ordinato e leggibile.
Facilità di Utilizzo: Non è necessario creare un oggetto per accedere ai membri di una classe statica. Questo rende più semplice l'uso delle funzioni o dei dati contenuti nella classe.
Separazione Logica: Le classi statiche consentono di separare logicamente funzionalità correlate senza la necessità di un oggetto. Questo promuove una migliore strutturazione del codice.
Tuttavia, è importante notare che le classi statiche non possono accedere a variabili di istanza o metodi di istanza di altre classi. Sono limitate al loro spazio dei nomi e non hanno accesso all'oggetto corrente. Inoltre, il concetto di ereditarietà in Python non si applica alle classi statiche.
In generale, le classi statiche sono un ottimo strumento per organizzare funzioni e dati correlati che non richiedono uno stato specifico dell'istanza. Sono utilizzate per promuovere la modularità e la struttura del tuo codice Python.
4
Moduli e librerie Python
4.1
Utilizzo dei moduli in Python
Il linguaggio Python è noto per la sua vasta libreria standard, che include una vasta gamma di moduli (vale a dire dei file contenenti definizioni e dichiarazioni Python) che offrono funzionalità predefinite per svolgere compiti comuni. Tuttavia, è anche possibile creare e utilizzare i propri moduli personalizzati per organizzare il proprio codice in modo più efficace. In questa sezione, esploreremo come utilizzare i moduli in Python per organizzare e rendere più efficiente il tuo codice.
Importazione dei moduli standard in Python
Per utilizzare le funzionalità offerte dai moduli standard di Python, è necessario importarli nel tuo script o programma. Puoi farlo utilizzando l'istruzione import.
# Importa il modulo math per eseguire operazioni matematiche
import math
# Utilizza la funzione sqrt() dal modulo math per calcolare la radice quadrata
x = math.sqrt(25)
print(x) # Stampa 5.0
Puoi anche importare specifiche funzioni o classi da un modulo:
# Importa solo la funzione sqrt() dal modulo math
from math import sqrt
# Ora puoi utilizzare sqrt() direttamente senza prefisso
x = sqrt(36)
print(x) # Stampa 6.0
Creazione e utilizzo di moduli personalizzati in Python
Oltre ai moduli standard, è possibile creare i propri moduli personalizzati per organizzare il proprio codice in modo più modulare e leggibile.
Per farlo, devi semplicemente scrivere il tuo codice Python all'interno di un file con estensione ‘.py’. Ad esempio, se hai un file chiamato ‘mio_modulo.py’, puoi importarlo in altri script Python come segue:
# Importa il modulo personalizzato mio_modulo
import mio_modulo
# Utilizza le funzionalità definite in mio_modulo
risultato = mio_modulo.calcola(10, 5)
print(risultato)
Utilizzo di Alias in Python
È possibile utilizzare alias per abbreviare il nome di un modulo o di una funzione importata. Ciò è utile per evitare conflitti di nomi o per semplificare l'uso di nomi lunghi. Ecco un esempio:
# Importa il modulo datetime con alias 'dt'
import datetime as dt
# Utilizza il modulo con alias
oggi = dt.date.today()
print(oggi)
Moduli standard popolari in Python
Ci sono molti moduli standard in Python che offrono una vasta gamma di funzionalità. Ecco alcuni moduli popolari:
Il modulo math: Fornisce funzioni matematiche avanzate.
Il modulo datetime: Per la gestione del tempo e delle date.
Il modulo os: Per l'interazione con il sistema operativo.
Il modulo random: Per la generazione di numeri casuali.
Il modulo json: Per la lettura e la scrittura di dati JSON.
Il modulo requests: Per l'invio di richieste HTTP.
L'utilizzo dei moduli è essenziale nella programmazione in Python. I moduli standard offrono un'ampia varietà di funzionalità, mentre la creazione di moduli personalizzati ti consente di organizzare il tuo codice in modo più modulare e riutilizzabile. Sperimenta con i moduli e scopri come possono semplificare la tua programmazione e migliorare la manutenibilità del tuo codice.
4.2
Libreria standard di Python
La libreria standard di Python è un insieme di moduli predefiniti che vengono forniti con ogni installazione di Python. Questa libreria offre una vasta gamma di funzionalità che coprono molte esigenze comuni nello sviluppo di software. Utilizzando la libreria standard, puoi accedere a strumenti e funzioni pronti all'uso per risparmiare tempo e sforzi nella scrittura del tuo codice. In questa sezione, esploreremo alcuni dei moduli più comuni e utili della libreria standard di Python.
Il modulo Math in Python
Il modulo math di Python fornisce funzioni matematiche e costanti, che possono essere estremamente utili per svolgere operazioni matematiche complesse senza dover scrivere da zero le funzioni o senza dover utilizzare altre librerie esterne.
Ecco alcune funzioni e costanti che possono tornarci utili:
math.pi: Il valore di π (pi greco);
math.e: Il valore di e (base dei logaritmi naturali);
math.pow(x, y): Restituisce x elevato alla potenza y;
math.sqrt(x): Restituisce la radice quadrata di x;
math.ceil(x): Restituisce il numero intero più piccolo che è maggiore o uguale a x;
math.floor(x): Restituisce il numero intero più grande che è minore o uguale a x.
Ecco un breve esempio di come si potrebbero utilizzare alcune delle funzioni del modulo math:
import math
# Calcolare l'area di un cerchio con raggio 5
raggio = 5
area = math.pi * math.pow(raggio, 2)
print(f"L'area del cerchio con raggio {raggio} è {area:.2f}")
# Calcolare la radice quadrata di 81
sqrt_val = math.sqrt(81)
print(f"La radice quadrata di 81 è {sqrt_val}")
# Arrotondare un numero verso l'alto e verso il basso
num = 4.6
print(f"Arrotondato verso l'alto: {math.ceil(num)}")
print(f"Arrotondato verso il basso: {math.floor(num)}")
Il modulo OS in Python
Il modulo ‘os’ (operating system) offre funzionalità per interagire con il sistema operativo. Puoi utilizzare questo modulo per eseguire operazioni come la navigazione tra directory, la creazione e l'eliminazione di file, la gestione delle variabili d'ambiente e molto altro ancora.
import os
# Ottieni la directory di lavoro corrente
current_directory = os.getcwd()
print(current_directory)
# Elenca i file in una directory specifica
files = os.listdir("/percorso/alla/directory")
print(files)
Il modulo datetime in Python
Il modulo ‘datetime’ in Python consente di gestire date e orari. Puoi utilizzare questo modulo per eseguire operazioni come la creazione di oggetti data e tempo, il calcolo di differenze tra date e l'analisi di date da stringhe.
import datetime
# Ottieni la data e l'ora correnti
now = datetime.datetime.now()
print(now)
# Calcola la differenza tra due date
data1 = datetime.datetime(2023, 1, 1)
data2 = datetime.datetime(2023, 12, 31)
differenza = data2 - data1
print(differenza.days)
Il modulo json in Python
Il modulo json in Python consente di lavorare con dati JSON, un formato comune per lo scambio di dati strutturati. Puoi utilizzare questo modulo per serializzare oggetti Python in formato JSON o per analizzare dati JSON in oggetti Python.
import json
# Converti un dizionario Python in una stringa JSON
data = {"nome": "Alice", "eta": 30}
json_data = json.dumps(data)
print(json_data)
# Analizza una stringa JSON in un dizionario Python
json_string = '{"nome": "Bob", "eta": 25}'
parsed_data = json.loads(json_string)
print(parsed_data)
Il modulo random in Python
Il modulo random in Python fornisce funzioni per generare numeri casuali. Puoi utilizzare questo modulo per eseguire operazioni come generare numeri casuali interi o float, o selezionare casualmente elementi da una sequenza.
import random
# Genera un numero casuale tra 1 e 100 (inclusi)
numero_casuale = random.randint(1, 100)
print(numero_casuale)
# Scegli casualmente un elemento da una lista
lista = ["mela", "banana", "ciliegia", "dattero"]
elemento_scelto = random.choice(lista)
print(elemento_scelto)
Il modulo requests in Python
Il modulo requests in Python è una delle librerie più popolari nel linguaggio, per effettuare richieste HTTP. Offre metodi semplici per l'invio di richieste HTTP, la gestione di risposte, la lavorazione con parametri, headers, file e molto altro.
Se non hai già installato requests, puoi farlo utilizzando pip:
pip install requests
Creiamo, ora, un esempio in cui vogliamo scaricare l'ultimo post da un "ipotetico" API di un blog e poi salvare il contenuto del post in un file.
import requests
# URL dell'API che restituisce l'ultimo post del blog
API_URL = "https://ipotetico-blog-api.com/ultimo-post"
# Facciamo una richiesta GET all'API
response = requests.get(API_URL)
# Verifica se la risposta ha un codice di stato HTTP di successo (200 OK)
if response.status_code == 200:
post_data = response.json()
post_title = post_data['titolo']
post_content = post_data['contenuto']
# Salva il contenuto del post in un file con il titolo del post come nome del file
with open(f"{post_title}.txt", 'w', encoding='utf-8') as file:
file.write(post_content)
print(f"Il post '{post_title}' è stato salvato con successo!")
else:
print(f"Errore: Non è stato possibile recuperare il post. Codice di stato: {response.status_code}")
Proviamo a dare una spiegazione dell’esempio appena mostrato:
Importazione del Modulo: Il modulo requests è importato per permetterci di effettuare richieste HTTP.
Definizione dell'URL dell'API: Stabiliamo a quale endpoint dell'API vogliamo inviare la nostra richiesta.
Richiesta GET: Effettuiamo una richiesta GET all'API e otteniamo una risposta.
Controllo della Risposta: Verifichiamo se la richiesta è stata un successo controllando il codice di stato HTTP.
Estrazione dei Dati: Convertiamo la risposta da formato JSON in un dizionario Python e quindi estraiamo i dati che ci interessano, in questo caso il titolo e il contenuto del post.
Salvataggio dei Dati in un File: Apriamo un file con il titolo del post come nome e scriviamo il contenuto del post in esso.
Feedback all'Utente: Forniamo un feedback all'utente, indicando se il post è stato salvato con successo o se si è verificato un errore.
Altri moduli interessanti in Python
La libreria standard di Python, come già detto, offre davvero una vasta gamma di moduli; oltre quelli già menzionati, altri moduli interessati potrebbero essere:
re: Per lavorare con espressioni regolari.
urllib: Per effettuare richieste HTTP.
sqlite3: Per interagire con database SQLite.
csv: Per la lettura e la scrittura di file CSV.
Questi sono solo alcuni esempi dei moduli disponibili nella libreria standard di Python. La libreria standard è una risorsa potente per il programmatore Python, che semplifica molte attività comuni e accelera lo sviluppo di applicazioni.
Quando affronti una nuova sfida di programmazione, vale la pena consultare la libreria standard prima di scrivere codice personalizzato, perché è probabile che esista già una soluzione pronta all'uso.
4.3
Come installare pacchetti esterni in Python
Python è noto per la sua vasta comunità di sviluppatori e per la disponibilità di migliaia di pacchetti esterni che estendono le funzionalità del linguaggio. Questi pacchetti possono essere facilmente installati nel tuo ambiente Python per aggiungere nuove funzionalità al tuo codice. In questa sezione, imparerai come installare pacchetti esterni utilizzando il gestore di pacchetti ‘pip’.
‘pip’: il gestore di pacchetti Python
pip è uno strumento di linea di comando che viene fornito con l'installazione predefinita di Python. Questo gestore di pacchetti ti consente di cercare, scaricare ed installare pacchetti Python dalla Python Package Index (PyPI), che è un vasto repository di pacchetti Python.
Come installare un pacchetto in Python
Per installare un pacchetto esterno, apri il tuo terminale o prompt dei comandi e utilizza il seguente comando pip seguito dal nome del pacchetto che desideri installare:
pip install nome_del_pacchetto
Ad esempio, per installare il pacchetto requests, che è ampiamente utilizzato per effettuare richieste HTTP in Python, puoi eseguire:
pip install requests
‘pip’ scaricherà e installerà automaticamente il pacchetto richiesto e le sue dipendenze.
Come gestire le versioni dei pacchetti in Python
La gestione delle versioni dei pacchetti in Python è un aspetto cruciale quando si lavora con pacchetti esterni. Per garantire la stabilità del tuo progetto e prevenire comportamenti inaspettati causati da aggiornamenti non previsti dei pacchetti, è fondamentale controllare le versioni dei pacchetti che installi. Puoi farlo specificando la versione desiderata durante l'installazione di un pacchetto con pip.
Ecco come gestire le versioni dei pacchetti:
Ecco come gestire le versioni dei pacchetti:
Specifica della versione esatta: per installare una versione specifica di un pacchetto, utilizza == seguito dalla versione desiderata durante l'installazione. Ad esempio, se vuoi installare la versione 1.0.0 di un pacchetto chiamato mypackage, esegui:
pip install mypackage==1.0.0
Utilizzo di operatori di confronto: Inoltre, puoi utilizzare operatori di confronto per specificare un intervallo di versioni che vuoi installare. Ad esempio, se vuoi installare qualsiasi versione successiva alla 1.0.0 ma precedente alla 2.0.0 di mypackage, puoi eseguire:
pip install mypackage>1.0.0,<2.0.0
Questo installerà la versione più recente del pacchetto che soddisfa il tuo criterio di versione.
Utilizzo di ‘requirements.txt’: per gestire efficacemente le versioni dei pacchetti per un progetto, è una buona pratica creare un file requirements.txt. In questo file, elenca tutti i pacchetti necessari insieme alle versioni specifiche, se del caso. Ad esempio:
mypackage==1.0.0
anotherpackage>=2.0.0,<3.0.0
Successivamente, puoi utilizzare il comando pip per installare tutti i pacchetti elencati nel file requirements.txt in modo coerente:
pip install -r requirements.txt
Questo assicura che tutti i membri del tuo team o i tuoi collaboratori possano installare esattamente le stesse versioni dei pacchetti necessari per il tuo progetto.
In conclusione, la gestione delle versioni dei pacchetti è una parte fondamentale della gestione di un progetto Python. Assicurati di specificare le versioni dei pacchetti in modo appropriato per garantire la stabilità e la compatibilità del tuo codice nel tempo.
5
Virtual Environment in Python
5.1
Come creare un Virtual Environment in Python
Finora, abbiamo imparato a scrivere codice Python, a utilizzare moduli della libreria standard e a installare pacchetti esterni con pip. Ma quando si lavora su progetti Python più complessi o collaborativi, si possono verificare problemi legati alla compatibilità delle versioni dei pacchetti. Questi problemi possono diventare molto fastidiosi, in quanto diversi progetti possono richiedere diverse versioni dei pacchetti, e installare tutte queste versioni globalmente sul sistema potrebbe causare conflitti.
Ecco dove entrano in gioco gli ambienti virtuali. Un ambiente virtuale è un ambiente isolato e indipendente in cui è possibile installare pacchetti Python specifici per un progetto senza influenzare il sistema globale o altri progetti. Ciò significa che è possibile avere progetti separati con le proprie dipendenze, comprese versioni specifiche di pacchetti, senza conflitti.
In questa sezione, impareremo a:
Comprendere perché gli ambienti virtuali sono importanti per la gestione dei progetti Python.
Creare e attivare ambienti virtuali utilizzando ‘venv’.
Installare e gestire pacchetti specifici all'interno di un ambiente virtuale.
Utilizzare gli ambienti virtuali per mantenere la pulizia e l'ordine nei tuoi progetti Python.
Gli ambienti virtuali sono uno strumento essenziale per gli sviluppatori Python e sono ampiamente utilizzati nella comunità Python per mantenere progetti separati e ben organizzati. Ora, prepariamoci a entrare nel mondo degli ambienti virtuali e scoprire come possono migliorare la gestione dei tuoi progetti Python.
Come creare un Virtual Environment in Python
La creazione di ambienti virtuali è fondamentale per evitare conflitti tra le versioni dei pacchetti e per mantenere progetti Python puliti e ben organizzati.
In questa sezione, impareremo come creare un ambiente virtuale utilizzando il modulo ‘venv’, che è incluso nella distribuzione standard di Python (a partire da Python 3.3). Ti basterà seguire questi passaggi per creare il tuo ambiente virtuale. Cominciamo!
Apri il Terminale o il Prompt dei Comandi
Per iniziare, apri il terminale (su Linux e macOS) o il prompt dei comandi (su Windows). Assicurati di essere nella directory principale del tuo progetto o di scegliere una directory appropriata in cui creare il tuo ambiente virtuale.
Utilizza venv per Creare l'Ambiente Virtuale
Esegui il seguente comando per creare un ambiente virtuale chiamato "myenv" (puoi sostituire "myenv" con il nome che preferisci):
python -m venv myenv
Questo comando utilizza il modulo venv per creare una directory myenv nella tua directory corrente. All'interno di questa directory, verranno creati i file e le cartelle necessari per l'ambiente virtuale.
Attiva l'Ambiente Virtuale
Una volta creato l'ambiente virtuale, devi attivarlo. Il processo di attivazione varia a seconda del tuo sistema operativo:Linux/macOS:
source myenv/bin/activate
Windows:
myenv\Scripts\activate
Una volta attivato l'ambiente virtuale, il prompt del terminale o del prompt dei comandi cambierà per indicare che sei all'interno dell'ambiente virtuale. Ad esempio, potresti vedere qualcosa del genere:
(myenv) username@hostname:~/path/to/your/project$
Utilizza l'Ambiente Virtuale
Ora sei all'interno del tuo ambiente virtuale, e puoi utilizzare pip per installare pacchetti specifici per il tuo progetto senza influenzare il sistema globale. Tutti i pacchetti installati saranno isolati all'interno dell'ambiente virtuale.
Disattiva l'Ambiente Virtuale
Quando hai finito di lavorare sul tuo progetto o desideri uscire dall'ambiente virtuale, puoi disattivarlo utilizzando il seguente comando:
deactivate
Una volta disattivato, tornerai al contesto del sistema globale.
La creazione e l'utilizzo di ambienti virtuali sono pratiche consigliate nella programmazione in Python. Consentono di mantenere progetti separati, di gestire facilmente le dipendenze dei pacchetti e di evitare conflitti tra versioni. Quando lavori su più progetti Python o collabori con altri sviluppatori, la gestione degli ambienti virtuali diventa essenziale per mantenere un ambiente di sviluppo pulito e organizzato.
6
Alcune applicazioni pratiche di Python
6.1
Python per lo sviluppo web
Avevamo già accennato, nell’introduzione, alla moltitudine di applicazioni pratiche del linguaggio Python. In questo capitolo e nel successivo, ne esploreremo alcune, dandoti degli spunti utili a riguardo. Partiamo col concentrarci su Python per lo sviluppo web. Cominciamo!
Framework Web in Python
I framework web in Python rappresentano uno strumento fondamentale per lo sviluppo di applicazioni web robuste, scalabili e sicure. Questi strumenti forniscono un'infrastruttura predefinita e un set di convenzioni per semplificare il processo di sviluppo, consentendo agli sviluppatori di concentrarsi sulla logica dell'applicazione anziché sulle complessità dell'implementazione web.
Due tra i più famosi framework web scritti in Python sono Django e Flask:
Django
Flask
Flask
Flask è un micro-framework web scritto in Python che semplifica la creazione di applicazioni web leggere e flessibili.
È noto per la sua semplicità ed è ideale per piccole e medie applicazioni web. È altamente estensibile e permette agli sviluppatori di scegliere gli strumenti e le librerie più adatti al proprio progetto.
Flask ha una documentazione molto dettagliata che ti sarà utile per approfondire ulteriormente le tue conoscenze: Documentazione ufficiale di Flask.
Django
Django è un framework web Python che rende lo sviluppo di applicazioni web più semplice, veloce ed efficiente. Conosciuto per la sua robustezza e scalabilità, Django è un framework web adatto a progetti di qualsiasi dimensione. Fornisce un set completo di strumenti per gestire database, autenticazione, sicurezza e altro ancora.
Django è un framework molto potente con molte funzionalità avanzate. Continua a esplorare la documentazione ufficiale di Django per ulteriori dettagli e risorse.
6.2
Python per Data Analyst
Un' altra delle possibili applicazioni concrete del linguaggio Python è quella legata alla Data Analysis. L'analisi dei dati con Python è diventata, infatti, una delle competenze fondamentali per i data analyst, vale a dire per chiunque lavori nel campo della scienza dei dati, dell'analisi dei dati o della business intelligence. Python è un linguaggio di programmazione versatile e potente che offre una vasta gamma di librerie e strumenti specificamente progettati per l'elaborazione, la visualizzazione e l'analisi dei dati. Questa combinazione di flessibilità e ricchezza di risorse ha reso Python uno strumento preferito per affrontare sfide legate all'analisi dei dati in molte industrie e settori.
Due strumenti utili per l’analisi dei dati sono: Pandas e Matplotlib.
Pandas
Pandas è una libreria open-source molto popolare in Python per la manipolazione e l'analisi dei dati. Fornisce strutture dati e strumenti per lavorare con dati tabellari, simili a un foglio di calcolo o a una tabella SQL.
La libreria è estremamente flessibile e ti permette di lavorare con dati in modo efficiente. La pratica è la chiave per diventare esperti nell'uso di Pandas, quindi sperimenta con i tuoi dati e consulta la documentazione ufficiale di Pandas per ulteriori dettagli.
Matplotlib
Matplotlib è una libreria di visualizzazione dati che offre una vasta gamma di opzioni per la creazione di grafici 2D e 3D. È ampiamente utilizzata nelle scienze dei dati, nella ricerca scientifica, nella produzione di report e nella generazione di visualizzazioni interattive.
Matplotlib offre molte opzioni di personalizzazione, tra cui la modifica dei colori, lo stile dei marker e la gestione delle legende. Per ulteriori dettagli e approfondimenti, consulta la documentazione ufficiale di Matplotlib.
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