.. -*- rst -*-

Introduction
============


Què és programar?
-----------------

- Descriure formalment la solució genèrica d'un problema de manera que
  un ordinador pugui calcular una solució concreta a partir d'unes
  dades concretes.

- Per programar calen habilitats de disciplines com

  :matemàtiques: per tal d'expressar els càlculs en llenguatges
    formals,
  :enginyeria: per tal de dissenyar components, assemblar-los en
    sistemes complexos i avaluar alternatives i
  :ciència: per tal d'observar el comportament de sistemes complexos,
    formular hipòtesis i comprovar les prediccions.


El llenguatge de programació Python
-----------------------------------

- `Python
  <http://en.wikipedia.org/wiki/Python_%28programming_language%29>`_
  és un llenguatge de programació d'alt nivell (http://python.org/).

- Els ordinadors només poden executar programes escrits en
  `llenguatges de baix nivell
  <https://ca.wikipedia.org/wiki/Llenguatge_de_programaci%C3%B3#Classificaci%C3%B3_alt_nivell-baix_nivell>`_.

- Avantatges dels programes escrits en llenguatges de programació
  d'alt nivell:

  - S'escriuen més de pressa, són més curts, més fàcils de llegir i
    es més probable que siguin correctes.

  - Són portables.


Compiladors i intèrprets
------------------------ 

- `Intèrpret
  <https://ca.wikipedia.org/wiki/Int%C3%A8rpret_(inform%C3%A0tica)>`_.

- `Compilador <https://ca.wikipedia.org/wiki/Compilador>`_, programa
  (o codi) font, programa objecte, programa executable.

- Combinació compilador-intèrpret, *byte-code* (codi intermedi),
  màquina virtual. Python i Java.


L'intèrpret de Python
---------------------

- Python és un `llenguatge interpretat
  <https://ca.wikipedia.org/wiki/Llenguatge_interpretat>`_

- Dos modes de treball: *shell mode* i *script mode*.

- *Script mode*: per programes.

- *Shell mode*: per petits experiments.


Què és debugging?
-----------------

- *Bugs*, `errors de programació
  <https://ca.wikipedia.org/wiki/Error_de_programari>`__. Poden ser
  errors lèxics, sintàctics, d'execució i lògics (semàntics).

- Error lèxic (*tokens*):

  .. code-block:: python3

    >>> ? + 5
    SyntaxError: invalid syntax

- Error sintàctic:

    >>> 5 * 2)
    SyntaxError: unmatched ')'

- Errors d'execució:

    >>> 3 + 'hola'
    Traceback (most recent call last):
      File "<pyshell#2>", line 1, in <module>
        3 + 'hola'
    TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

    >>> 1/0
    Traceback (most recent call last):
      File "<pyshell#4>", line 1, in <module>
        1/0
    ZeroDivisionError: division by zero

- Error lògic en calcular el tant per cent d'estudiants aprovats sobre
  el total:

    >>> aprovats = 5
    >>> total = 10
    >>> total/aprovats*100
    200.0
  
- `Debugging
  <https://ca.wikipedia.org/wiki/Depuraci%C3%B3_de_programes>`_:
  correcció d'errors.

- Vegeu algunes :doc:`pautes per evitar cometre errors i corregir-los <thinkpy:Debugging/toctree>`.


Valors i tipus
--------------

- Valors de tipus enter (:py:class:`int`).

  .. code-block:: python3

     1285
     -5284327
     0

  Nombres sense coma ni punt decimal.

     
- Valors de tipus real representats en `coma flotant
  <https://ca.wikipedia.org/wiki/Coma_flotant>`__ (:py:class:`float`).

  .. code-block:: python3

     12.85
     -528.4327
     0.0
     3e-4

  Nombres amb punt decimal o escrits en `notació científica
  <https://ca.wikipedia.org/wiki/Notaci%C3%B3_cient%C3%ADfica>`__
  (-1.7e3).

     
- Valors de tipus *string* o `cadena
  <https://ca.wikipedia.org/wiki/Cadena_(inform%C3%A0tica)>`__
  (:py:class:`str`).

    >>> 'Hola!'
    'Hola!'
    >>> "Digues com estàs."
    'Digues com estàs.'
    >>> """I les teves
    amistats,
       com van?"""
    'I les teves\namistats,\n   com van?'


- Funció :py:class:`type`.

    >>> type(-5284327)
    <class 'int'>
    >>> type(3e-4)
    <class 'float'>
    >>> type('Hola')
    <class 'str'>


- El tipus s'ha deduït de la sintaxi del valor.


Variables
---------

- Les *variables* són noms que es refereixen a objectes.

- Les dades en Python es representen mitjançant objectes.

- Un *objecte* té associats un identificador, un tipus i un valor.

Noms de variables i paraules clau
---------------------------------

- Arbitràriament llargs i formats per lletres, dígits i ``_``
  començant per lletra.

- No són noms de variables vàlids les :ref:`paraules clau
  <keywords>` ::

    False      await      else       import     pass
    None       break      except     in         raise
    True       class      finally    is         return
    and        continue   for        lambda     try
    as         def        from       nonlocal   while
    assert     del        global     not        with
    async      elif       if         or         yield

- Exemples de noms correctes:

  .. code-block:: python3

     _abc
     lm1
     n_o
     _
     _1a
     h_3
     a94_3jl
     
- Exemples de noms incorrectes:

  .. code-block:: python3

     1xyz
     ab?
     b-a
     k+l
     @fgh

     
     
Assignment sentence
-------------------


- Sentència d'assignació: ``variable = valor``.

  A partir d'aquest moment la ``variable`` **es refereix** (o fa
  referència) un objecte amb valor ``valor``.

- L'operador d'assignació (``=``) no és commutatiu.

- `Diagrama d'estat
  <http://pythontutor.com/live.html#code=&cumulative=false&heapPrimitives=true&mode=display&origin=opt-live.js&py=3&rawInputLstJSON=%5B%5D&textReferences=false>`_.

- Les variables poden canviar l'objecte al que es refereixen.

- Els objectes als quals no es refereix cap variable es destrueixen.

:Author:	Antoni Soto i Riera
:Date:		4/10/2010
:Copyright:	`Reconeixement-Compartir Igual 3.0 Espanya de Creative
    Commons <http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/es/deed.ca>`_


Assignacions múltiples
----------------------

- Una variable pot canviar el valor al que es refereix:

  .. sourcecode:: python

    a = 3
    a = 7

- Sentència d'assignació (=) vs igualtat (==):

  - La igualtat és simètrica i l'assignació no:

    .. sourcecode:: python

      a = 7
      7 = a

  - La igualtat matemàtica sempre és certa, l'assignació pot fer que
    dues variables es refereixin al mateix valor, però pot canviar:

    .. sourcecode:: python

      a = 5
      b = a	# a i b es refereixen a 5: són iguals
      a = 9	# ara ja no


Actualitzant variables
----------------------

- El nou valor de la variable depèn de l'anterior:

  .. sourcecode:: python

    x = x + 1

- És un error actualitzar una variable que no s'ha inicialitzat:

  .. sourcecode:: python

    x = 0
    x = x + 1

- Incrementar (sumar 1) i decrementar (restar 1)

  .. sourcecode:: python

    x = 0
    x = x + 1
    
    


Sentències
----------

- L'assignació i les expressions són sentències.

- L'assignació produeix un canvi en l'entorn: modifica variables. Les
  expressions no. Veieu `Online Python Tutor
  <http://pythontutor.com/live.html#code=&cumulative=false&heapPrimitives=true&mode=display&origin=opt-live.js&py=3&rawInputLstJSON=%5B%5D&textReferences=false>`_.

- Un programa és una seqüència de sentències (composició seqüencial).


Avaluació d'expressions
-----------------------

- Expressió: combinació de valors, variables i operadors.

    >>> a = 5.7
    >>> a - 3**2
    -3.3
    

- Avaluació d'una expressió: realitzar els càlculs indicats pels
  operadors a partir dels valors i dels valors de les variables que hi
  apareixen.

- Un valor és una expressió i una variable també.

    >>> 3
    3
    >>> a = 5.7
    >>> a
    5.7

- Una variable ha d'estar inicialitzada per poder participar en una
  expressió.

    >>> b
    Traceback (most recent call last):
      File "<pyshell#21>", line 1, in <module>
        b
    NameError: name 'b' is not defined
    >>> b = -1
    >>> b
    -1
  
- Avaluar una expressió no és el mateix que escriure el seu valor.

    >>> a = 5.7
    >>> a - 3**2
    -3.3
    >>> print(a - 3**2)
    -3.3

- L'avaluació d'una expressió és una sentència vàlida, però en un
  *script* no té cap efecte.


    
Operadors i operands
--------------------

- Operadors: símbols que representen càlculs (suma, producte, ...).

- Operands: valors sobre els que actuen els operadors.

- Exemples: +, \*, /, \*\*, %, (, ).

- Divisió entera: //.

.. modulus operator


Ordre de les operacions
-----------------------

- Prioritat: parèntesis, elevar, multiplicació i divisió, suma
  i resta.

    >>> 3 + 5 * 2 ** (3 - 1)
    23
    >>> 3 + (5 * (2 ** (3 - 1)))
    23
    
- Associativitat: d'esquerra a dreta excepte per elevar a una
  potència.

    >>> 5 - 3 - 2
    0
    >>> (5 - 3) - 2
    0
    >>> 5 - (3 - 2)
    4
    
    >>> 2 ** 3 ** 4
    2417851639229258349412352
    >>> 2 ** (3 ** 4)
    2417851639229258349412352
    >>> (2 ** 3) ** 4
    4096
    
- Vegeu :ref:`Evaluation order <python:evalorder>` al Manual de
  Referència de Python.


Operacions sobre *strings*
--------------------------

- Exemples d'operacions il·legals.

  .. code-block:: python3

     'a' / 'b'
     'a' - 'b'
     'a' ** 3

- Concatenació (+) i repetició (*).

    >>> c = 'Hola' + 'Joan'
    >>> c
    'HolaJoan'
    >>> d = '-' * 5
    >>> d
    '-----'
     

Composition
-----------

Program = Composition of simple sentences written one after the other (*sequential order*) and executed in that same order.


Assignació múltiple
-------------------

- Exemple:

    >>> a, b = 3, 'xyz'
    >>> a
    3
    >>> b
    'xyz'


Comentaris
----------

- Els programes els executen els ordinadors però els llegeixen els
  humans.

- Els comentaris adreçats als humans tenen com a objectiu facilitar la
  lectura dels programes.

- Sintaxi ``#``.

    >>> # 3
    >>> 3
    3

.. 
   Entrada
   -------
   
   .. keyboard input
   .. raw_input
   .. input
   .. prompt
   
   - Com llegir dades del l'entrada (canal estàndard d'entrada)?
   
   - Funció ``input(prompt)``: retorna un *string* que conté
     literalment la següent línia de l'entrada.
   
   - El *prompt* és un *string*.
   
     .. activecode:: entrada
        :nocodelens:
   
        a = input('Escriu quelcom: ')
        print(a)
        print(type(a))
   

Sortida
-------

- Funció :py:func:`print`.


:Author:	Antoni Soto i Riera
:Date:		4/10/2010
:Copyright:	`Reconeixement-Compartir Igual 3.0 Espanya de Creative
    Commons <http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/es/deed.ca>`_


Assignacions múltiples
----------------------

- Una variable pot canviar el valor al que es refereix:

  .. sourcecode:: python

    a = 3
    a = 7

- Sentència d'assignació (=) vs igualtat (==):

  - La igualtat és simètrica i l'assignació no:

    .. sourcecode:: python

      a = 7
      7 = a

  - La igualtat matemàtica sempre és certa, l'assignació pot fer que
    dues variables es refereixin al mateix valor, però pot canviar:

    .. sourcecode:: python

      a = 5
      b = a	# a i b es refereixen a 5: són iguals
      a = 9	# ara ja no


Actualitzant variables
----------------------

- El nou valor de la variable depèn de l'anterior:

  .. sourcecode:: python

    x = x + 1

- És un error actualitzar una variable que no s'ha inicialitzat:

  .. sourcecode:: python

    x = 0
    x = x + 1

- Incrementar (sumar 1) i decrementar (restar 1)

  .. sourcecode:: python

    x = 0
    x = x + 1
    
    
    
    

Exercicis
---------

- :doc:`topics/intr/Conversions/index`: 2 i 5.
- :doc:`topics/intr/Física/index`: 3.
- :doc:`topics/intr/Geometria/index`: 4, 5.
- :doc:`topics/intr/Percentatge/index`