PENSAMENTO COMPUTACIONAL COM PYTHON

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PENSAMENTO COMPUTACIONAL COM PYTHON
ADALBERTO DE OLIVEIRA PEREIRA
PLANO DE AULA
 Introdução
 Instalando e usando o Python
 Introdução à lógica de programação e ambiente Python
 Tipos de dados e variáveis (utilizando a linguagem Python)
 Comandos de entrada e saída (utilizando a linguagem Python)
 Atribuição, operadores aritméticos (utilizando a linguagem Python)
 Comando condicional if (estruturas simples e compostas) — Python
 Comando for, variáveis contadoras e acumuladoras (utilizando a linguagem Python)
 Comando while, variáveis contadoras e acumuladoras (utilizando a linguagem Python)
 Aplicações utilizando comandos iterativos aninhados (nível fácil de aninhamento — Python)
 Criação, acesso e operadores de listas / Tuplas (Python)
 Criação, acesso e operadores de matrizes (Python)
 Extra: Arquivos e Gráficos
 Referências.
07/08/2022
INTRODUÇÃO
07/08/2022
A linguagem Python foi criada em 1990 na Holanda por Guido van Rossum, com o principal objetivo a atende 
necessidades nas áreas de engenharia.
Sendo hoje usada na área de pesquisa e bem aceita nas principais empresas de tecnologia.
▪ Google (aplicações Web).
▪ Yahoo (aplicações Web).
▪ Microsoft (IronPython: Python para .NET).
▪ Nokia (disponível para as linhas recentes de celulares e PDAs).
▪ Disney (animações 3D).
Python é um software de código aberto (com licença compatível com a 
General Public License (GPL), porém menos restritiva, permitindo que o 
Python seja inclusive incorporado em produtos proprietários). A especificação da linguagem é mantida pela Python 
Software Foundation2 (PSF).
INTRODUÇÃO
07/08/2022
Com Python podemos trabalhas em:
1 – Python para que serve: data science (Machine Learning e Análise de dados)
2 – Python para desenvolvimento Web
3 – Python para desenvolvimento de aplicativos
4 – Python para que serve: finanças
5 - Desenvolvimento de jogos
6 - Aplicações GUI
7 - Networking
8 - Testing
9 - Robotics
10 - Gráficos
07/08/2022
# Crescimento da População Brasileira 1980-2016
# DataSus
import matplotlib.pyplot as plt
dados = open("populacao_brasileira.csv").readlines()
x = []
y = []
for i in range(len(dados)):
if i != 0:
linha = dados[i].split(";")
x.append(int(linha[0]))
y.append(int(linha[1]))
plt.bar(x, y, color="#e4e4e4")
plt.plot(x, y, color='k', linestyle="--")
plt.title("Crescimento da População Brasileira 1980-2016")
plt.xlabel("Ano")
plt.ylabel("População x100.000.000")
#plt.show()
plt.savefig("populacao_brasileira.png", dpi=300)
PYTHON
EXEMPLO (GRÁFICO A PARTIR DE DADOS DA POPULAÇÃO BRASILEIRA)
07/08/2022
Python pode fazer:
● Desenvolvimento Web
○ Django - https://www.djangoproject.com/
○ Flask - http://flask.pocoo.org/
○ Pyramid - https://trypyramid.com/
● Análise de Dados, Ciência de Dados e Computação Científica ○ Propaganda sem vergonha - No meu blog 
tem uma série de posts sobre como começar com análise de dados usando Python: 
http://felipegalvao.com.br/blog/ciencia-de-dados-com-python-basico/
○ pandas (análise de dados) - http://pandas.pydata.org/
○ Numpy (computação científica) - http://www.numpy.org/
○ SciPy (programação científica) - https://www.scipy.org/
○ scikit-learn (Machine Learning) - http://scikit-learn.org/stable/
○ BioPython (programação para biologia) -https://biopython.org/
● Programação para Desktop
○ Camelot - http://www.python-camelot.com/
○ PySide - http://wiki.qt.io/PySide
○ tkinter - https://docs.python.org/3/library/tkinter.html
● Programação multiplataforma
○ Kivy - https://kivy.org/#home
● Desenvolvimento de Jogos
○ Pygame - http://pygame.org/hifi.html
○ Panda3D - http://www.panda3d.org/
INSTALANDO PYTHON
07/08/2022
A implementação oficial do Python é mantida pela PSF e escrita em C, e por isso, é também conhecida como 
CPython. A versão estável mais recente está disponível para download no endereço:
http://www.python.org/download/
Para a plataforma Windows, basta executar o instalador. Para outras plataformas, como em sistemas Linux, 
geralmente o Python já faz parte do sistema, porém em alguns casos pode ser necessário compilar e instalar 
o interpretador a partir dos arquivos fonte.
Existem também implementações de Python para .NET (IronPython), JVM (Jython) e em Python (PyPy).
Você ainda códigos desenvolvidos em Python 2, porém a versão mas atual parte da versão 3
http://www.python.org/download/
COMPILAÇÃO E INTERPRETAÇÃO
07/08/2022
Sendo o código fonte é traduzido pelo Python para bytecode, que é um formato binário com instruções para o 
interpretador. O bytecode é multiplataforma e pode ser distribuído e executado sem fonte original, observe 
que a extensão padrão .py.
O interpretador Python pode ser usado de forma 
interativa, na qual as linhas de código são digitadas 
em um prompt (linha de comando) semelhante ao 
shell do sistema operacional.
Para evocar o modo interativo basta executar o 
interpretador (se ele estiver no path):
Porém vamos utilizar para IDE podemos usar o Visual 
Studio Code que possui um grupo de Extensões 
atualizadas para a linguagem Python.
07/08/2022
VISUAL STUDIO CODE
PYTHON
COMANDOS BÁSICOS
07/08/2022
A maioria dos comandos em Python são padronizados como Funções
Como sabemos, funções podem retornar um valor final para ser utilizado 
posteriormente ou
apenas exibir informações.
A forma usual de chamar uma função é através de seu nome, com os 
parâmetros dentro de parênteses. Caso a função não receba parâmetros, 
deve-se incluir os parênteses, mas sem nada dentro deles. A função print, por 
exemplo, recebe como parâmetro o que será exibido por ela.
print “Olá Mundo” #Versão 2
print (“Olá mundo”) #Versão 3
Obs: Use # para indicar comentário em Python
PYTHON
COMANDOS BÁSICOS – TIPOS DE DADOS
07/08/2022
Existem vários tipos simples de dados pré-definidos no Python, tais como:
▪ Números (inteiros, reais, complexos, ... ).
▪ Texto.
Também, existem tipos que funcionam como coleções. Os principais são:
▪ Lista.
▪ Tupla.
▪ Dicionário.
Interessante apontar que os tipos no Python podem ser:
▪ Mutáveis: permitem que os conteúdos das variáveis sejam alterados.
▪ Imutáveis: não permitem que os conteúdos das variáveis sejam alterados.
Em Python, os nomes de variáveis são referências, que podem ser alteradas em tempos de execução.
07/08/2022
# Definição das primeiras variáveis
a = 3
b = 7
print(a+b)
# Mudança de tipo de uma variável
a = "Agora uma string"
print(a)
# Definindo uma variável com base no valor atual de 
outra
b = a
print(b)
# Definição de múltiplas variáveis com valores iguais
x = y = z = 10
print(x)
print(y)
print(z)
# Definição de múltiplas 
variáveis com valores diferentes
x, y, z = 10, 20, 30
print(x)
print(y)
print(z)
# Captação de input do usuário
nome = input("Olá, qual o seu 
nome?\n")
print("Olá, %s" % nome)
PYTHON
COMANDOS BÁSICOS – SINAIS E OPERADORES
07/08/2022
NO Python podemos utilizar uma série de operadores definidos para manipular número através de cálculos 
aritméticos, operações lógicas (que testam se uma determina condição é verdadeira ou falsa) ou 
processamento bit-a-bit (em que os números são tratados na forma binária).
# Demonstração dos operadores matemáticos básicos
print(4 + 5)
print(6 - 3)
print(7 * 8)
print(12 / 4)
print(63 % 10)
print(5**3)
# Isto imprimirá uma linha vazia e facilitará a visualização da 
saída
print()
07/08/2022
# Demonstração dos operadores comparativos
print(4 == 5)
print(4 == 4)
print(6 != 3)
print(6 != 6)
print(9 > 8)
print(3 > 5)
print(10 >= 10)
print(13 >= 15)
print(63 < 65)
print(150 < 140)
print(5 <= 5)
print(12 <= 8)
#Outros Recursos utilizados
PYTHON
COMANDOS BÁSICOS – ENTRADA DE DADOS
07/08/2022
A função input()
Esta função é utilizada para captar informações enviadas pelo usuário. Ela pode 
receber um parâmetro, que será uma mensagem exibida ao usuário antes que 
ele insira o que deseja.
Para o exemplo, logo após a exibição da mensagem “Olá, qual o seu nome?”, o
programa aguardará o input do usuário. Após digitar seu nome, você deve 
apertar o Enter, para que o código prossiga
nome = input("Olá, qual o seu nome?\n") print("Olá, %s" % nome)
> Olá, qual o seu nome?
Adal
> Olá, Adal
PYTHON
COMANDOS BÁSICOS – MANIPULANDO STRINGS
07/08/2022
Uma string é definida como tudo que se encontra entre aspas
simples (‘) ou duplas (“). Qual você usa é uma questão de gosto e opinião
pessoal. Desta forma vamos aos primeiros exemplos:
string1 = "Oi Python"
string2 = ‘Fui'
print(string1) print(string2)
> Oi Python > Fui
Inserindo variáveis em uma string
Uma formatação de string poderá ser utilizada de forma básica através do 
%s para incluir outras strings em uma string, e %d para incluir um 
número inteiro (Integer) e desta forma para os demais tipos simples de 
dados. 
nome = “Adal"
idade = 30
print("Meu nome é %s " % nome) print("Tenho %d anos" % idade)
> Meu nome é Adal > Tenho 30 anos
PYTHON
COMANDOS BÁSICOS – MANIPULANDO STRINGS
07/08/2022
# Inserindo múltiplos valores em uma string
nome = ' Adal '
idade = 30
print("Meu nome é %s e tenho %d anos" % (nome, idade))
# Strings como listas; acessando caracteres
string9 = "Olá, meu nome é Adal "
print(string9[0])
print(string9[3])
print(string9[21])
# Funções capitalize, upper e lower
string10 = "olá, meu NOME é Adal "
print(string10.capitalize())
print(string10.upper())
# Exemplo da função center()
string11 = "olá, meu nome é Adal"
print(string11.center(50,"*"))
# Exemplo da função find
string12 = "Olá, meu nome é Adal "
substring1 = "meu"
print(string12.find(substring1))
substring2 = "José"
print(string12.find(substring2))
print(string12.find(substring1, 7))
print(string12.find(substring1, 2))
# Replace
print(string17.replace("Felipe","José"))
> Olá, meu nome é José
07/08/2022
PYTHON
COMANDOS BÁSICOS – ESTRUTURAS CONDICIONAIS
07/08/2022
O “ if ” é uma estrutura de controle que executa um determinado bloco de código baseado em uma condição. 
Se a condição estipulada for verdadeira, o bloco logo abaixo será executado, repare que inicia-se um bloco com : 
(dois pontos)
Caso a condição não seja verdadeira? Bem, aí usamos o “ else ”
Se quisermos testar mais de uma condição? 
Usamos temos o “ elif ”.
Podemos usar o “elif” quantas vezes quisermos, para testar quantas condições forem necessárias. Se 
nenhuma delas for verdadeira, o bloco “ else ”, localizado ao final, é executado:
PYTHON
COMANDOS BÁSICOS – ESTRUTURAS CONDICIONAIS
07/08/2022
# Primeira estrutura de controle: If
nome = input("Digite aqui seu nome: ")
if nome == “Adal":
print("Olá, %s" % nome)
if nome == "Felipe":
print("Olá, %s" % nome)
else:
print("Olá, visitante")
if nome == “Adal":
print("Olá, Adal")
elif nome == "Maria":
print("Oi, Maria")
elif nome == "Carlos":
print("E aí, Carlos?")
else:
print("Olá, visitante")
PYTHON
COMANDOS BÁSICOS – ESTRUTURAS DE REPETIÇÃO - LOOP
07/08/2022
Python possui o loop “ for ”. Este loop itera sobre os elementos de uma sequência, executando o código 
no bloco indentado logo abaixo. Pode ser uma string, uma lista.
Além do for temos também o While que faz a repetição de um bloco de código. Entretanto, ele executa este 
código enquanto uma certa condição definida for verdadeira.
Dois comando importantes presentes nos loops são o “ break ” e o “continue ”. Esses comandos 
alteram o fluxo natural de um loop. No caso do “ break ”, ele para a execução do loop. Já no “ continue ”, ele 
não executa
PYTHON
COMANDOS BÁSICOS – ESTRUTURAS DE REPETIÇÃO - LOOP
07/08/2022
# Exemplo do loop while
contador = 0
while contador < 5:
print(contador)
contador = contador + 1
# Exemplo com condição while true e break
while True:
nome = input("Digite seu nome ou sair para 
terminar o programa: ")
if nome == "sair":
break
else:
print("Olá, %s" % nome)
# Break e continue em loops com for
print("Exemplo break")
for i in range(1,11):
if i % 5 == 0:
break
print(i)
print("Exemplo continue")
for i in range(1,11):
if i % 5 == 0:
continue
print(i)
PYTHON
COMANDOS BÁSICOS – DEFININDO UMA FUNÇÃO
07/08/2022
A estrutura básica para definir uma função é através da declaração “def” depois o nome da função e 
parênteses. Caso a função não receba parâmetros, os parênteses ficarão vazios. Se receber, os parâmetros 
devem ser nomeados na definição. Primeiro, vejamos um exemplo de uma função sem parâmetros. Primeiro 
definimos a função, e em seguida a chamamos:
Funções podem ter valores retornados. Definimos o valor a ser retornado pela função através do comando 
“return”. O que é retornado pode ou não estar entre parênteses. 
Você também pode chamar uma função e utilizar parâmetros (Argumentos) que será enviado para dentro da 
função, podendo ainda definir um valor padrão, que será o valor daquele argumento se nenhum valor para ele for 
incluído na chamada da função. 
07/08/2022
# Definição de função sem parâmetros e sem valor de retorno
def print_ola_tres_vezes():
print("Ola Python")
print("Ola Python")
print("Ola Python")
print_ola_tres_vezes()
# Definição de uma função com parâmetro e valor de retorno
def numero_ao_cubo(numero):
valor_a_retornar = numero * numero * numero
return(valor_a_retornar)
numero = numero_ao_cubo(4)
print(numero)
# A chamada da função acima sem argumento retorna um erro
# numero = numero_ao_cubo()
# Definição de função com parâmetro com valor padrão
def print_ola(nome="estranho"):
print("Olá, " + nome
print_ola("Priscilla")
print_ola()
07/08/2022
# Chamada de função com parâmetros nomeados
def print_infos(nome, idade):
print("Olá, meu nome é %s e tenho %d anos" % (nome, idade))
print_infos(idade=30, nome="Felipe")
# Definição da função com número variável de argumentos: *args e **kwargs
def print_tudo_2_vezes(*args):
for parametro in args:
print(parametro + "! " + parametro + "!")
print_tudo_2_vezes("Olá", "Python", "Felipe")
def print_info(**kwargs):
for parametro, valor in kwargs.items():
print(parametro + " - " + str(valor))
print_info(nome="Felipe", idade=30, nacionalidade="Brasil")
PYTHON
CRIAÇÃO, ACESSO A OPERADORES DE LISTA
07/08/2022
Para criar uma lista, basta definir seus itens entre colchetes “[]” e separado por vírgula. Também é possível criar 
uma lista vazia, definindo apenas o colchetes, sem nenhum item dentro deles. Vejamos alguns exemplos:
alunos = ["José", "João", "Luiz"]
notas = [8.5, 9.2, 6.7]
print(alunos)
print(notas)
lista_vazia = []
print(lista_vazia)
> ['José', 'João', 'Luiz']
> [8.5, 9.2, 6.7]
> []
Para acessar os itens de uma lista, você utiliza o índice de cada uma delas, ou a posição que o item desejado 
ocupa na lista. O primeiro item é o de índice 0 (zero). Vejamos:
print(alunos[0]) print(notas[2])
> José
> 6.7
07/08/2022
E quando queremos adicionar 
novos itens a uma lista? Bem, 
nesse caso
temos três funções. A primeira delas 
é a função “ append() ”. A função “
append() ”, chamada através de uma 
lista, recebe como parâmetro o item a
ser adicionado ao final da lista:
print(alunos)
alunos.append('Alfredo') print(alunos)
> ['José', 'João', 'Luiz']
> ['José', 'João', 'Luiz', 'Alfredo']
E quando queremos adicionar novos itens a uma lista? Bem, nesse 
caso temos três funções. A primeira delas é a função “ append() ”. A 
função “ append() ”, chamada através de uma lista, recebe como 
parâmetro o item a ser adicionado ao final da lista:
print(alunos)
alunos.append('Alfredo') print(alunos)
> ['José', 'João', 'Luiz']
> ['José', 'João', 'Luiz', 'Alfredo']
E se não quisermos que o novo item fique no final? Bem, aí usamos a
função “ insert() ”. Nesta função, indicamos o índice que o novo item
deverá ficar. Os outros itens são ajustados de acordo:
print(alunos)
alunos.insert(1, "Daniela") print(alunos)
> ['José', 'João', 'Luiz', 'Alfredo']
> ['José', 'Daniela', 'João','Luiz', 'Alfredo']
07/08/2022
Repare como ‘Daniela’ se tornou o item no índice 1, conforme indicamos
na função “ insert() ”.
Por fim, temos a função “ extend() ”. Esta função adiciona uma lista de
itens ao final de outra lista:
print(alunos)
novos_alunos = ['Carlos', 'Maria', 'Ana']
alunos.extend(novos_alunos) print(alunos)
Para remover itens de uma lista, temos as funções “remove() ” e pop. A função “ remove() ”, apaga o item com 
base em seu valor:
print(alunos)
alunos.remove('João') print(alunos)
> ['José', 'Daniela', 'João', 'Luiz', 'Alfredo', 'Carlos', 'Maria', 'Ana']
> ['José', 'Daniela', 'Luiz', 'Alfredo', 'Carlos', 'Maria', 'Ana']
Por último, é possível verificar se um determinado item consta ou não na
lista. Para isso, usamos o “in”, da seguinte forma:
print("José" in alunos) print("Felipe" in alunos)
> True
> False
07/08/2022
Exercícios: 
listas 1 – Dada a lista L = [5, 7, 2, 9, 4, 
1, 3], escreva um programa que 
imprima as seguintes informações:
a) tamanho da lista. 
b) maior valor da lista. 
c) menor valor da lista. 
d) soma de todos os elementos da lista. 
e) lista em ordem crescente. 
f) lista em ordem decrescente.
PYTHON
TUPLAS
07/08/2022
Tupla, assim como a Lista, é um conjunto sequencial de valores, onde cada valor é identificado através de um 
índice. 
A principal diferença entre elas é que as tuplas são imutáveis, ou seja, seus elementos não podem ser 
alterados. Dentre as utilidades das tuplas, destacam-se as operações de empacotamento e 
desempacotamento de valores. 
Uma tupla em Python é declarada da seguinte forma: 
Nome_tupla = (valor1, valor2, ..., valorN) 
Exemplo: 
T = (1,2,3,4,5) 
print(T) 
(1, 2, 3, 4, 5) 
print(T[3]) 4 
T[3] = 8 
Traceback (most recent call last): File "C:/Python34/teste.py", line 4, in T[3] = 8 TypeError: 'tuple' object does 
not support item assignment
PYTHON
MÓDULOS
07/08/2022
Para o Python, módulos são arquivos fonte que podem importados para um programa. Podem conter 
qualquer estrutura do Python e são executados quando importados, . Eles são compilados quando 
importados pela primeira vez e armazenados em arquivo (com extensão “.pyc” ou “.pyo”), possuem 
namespace próprio e aceitam Doc Strings. São objetos Singleton (é carregada somente uma instância em 
memória, que fica disponível de forma global para o programa).
Os Módulos são carregados via o comando import
import os
print os.name
Também possível importar módulos de forma relativa:
from os import name
print name
O caractere “*” pode ser usado para importar tudo que está 
definido no módulo:
from os import *
print name
PYTHON
ARQUIVOS
07/08/2022
Os arquivos no Python são representados por objetos do tipo file , que oferecem métodos para diversas 
operações de arquivos. Arquivos podem ser abertos para leitura ('r', que é o default), gravação ('w') ou 
adição ('a'), em modo texto ou binário('b’).
Em Python:
▪ sys.stdin representa a entrada padrão.
▪ sys.stdout representa a saída padrão.
▪ sys.stderr representa a saída de erro padrão.
A entrada, saída e erro padrões são tratados pelo Python como arquivos 
07/08/2022
import sys
# Criando um objeto do tipo file
temp = open('temp.txt', 'w')
# Escrevendo no arquivo
for i in range(100):
temp.write('%03d\n' % i)
# Fechando
temp.close()
# Abrindo novamente o arquivo
temp = open('temp.txt')
# Escrevendo no terminal
for x in temp:
# Escrever em sys.stdout envia
# o texto para a saída padrão
sys.stdout.write(x)
temp.close()
PYTHON
ARQUIVOS - EXEMPLO
PYTHON
MATRIZES
07/08/2022
A classe matrix implementa operações de matrizes.
Exemplos:
import numpy
print ('Criando uma matriz a partir de uma 
lista:')
l = [[3,4,5], [6, 7, 8], [9, 0, 1]]
Z = numpy.matrix(l)
print (Z)
# [[3 4 5]
# [6 7 8]
# [9 0 1]]
print ('Transposta da matriz:')
print (Z.T)
# [[3 6 9]
# [4 7 0]
# [5 8 1]]
print ('Inversa da matriz:')
print (Z.I)
# [[-0.23333333 0.13333333 0.1 ]
# [-2.2 1.4 -0.2 ]
# [ 2.1 -1.2 0.1 ]]
# Criando outra matriz
R = numpy.matrix([[3, 2, 1]])
No Python, além dos recursos matemáticos que 
fazem parte da distribuição padrão, o processamento 
numérico pode ser feito através do NumPy e outros 
pacotes que foram construídos a partir dele.
NumPy
NumPy53
é um pacote que inclui:
▪ Classe matrix.
▪ Várias funções auxiliares.
PYTHON
MÓDULO : MATPLOTLIB
07/08/2022
Existem vários pacotes de terceiros para a 
geração de gráficos disponíveis 
para Python, sendo que o mais popular deles é 
o Pylab / Matplotlib56
.
O pacote tem dois módulos principais:
▪ matplotlib: módulo que oferece uma abstração 
orientada a objetos aos recursos do pacote.
▪ pylab: módulo que oferece uma coleção de 
comandos que se assemelha ao Matlab, e é 
mais adequado para o uso interativo.
from pylab import *
ent = arange(0., 20.1, .1)
# Calcula os cossenos da 
entrada
sai = cos(ent)
# Plota a curva
plot(ent, sai)
# Texto para o eixo X
xlabel('entrada')
# Texto para o eixo Y
ylabel('cosseno')
# Texto no topo da figura
title('Cossenos')
# Ativa a grade
grid(True)
# Apresenta a figura 
resultante na tela
show()
REFERÊNCIAS
07/08/2022
• BEAZLEY, D. ; JONES, B.K. Python Cookbook. Ed. Novatec, 2013.
• BORGES, L. E. Python para desenvolvedores. 1ed. São Paulo – SP: Novatec, 2014.
• GRUPO PET-TELE. Tutorial de introdução ao Python. Niterói – RJ: Universidade
• Federal Fluminense (UFF) / Escola de Engenharia, 2011. (Apostila).
• LABAKI, J. Introdução a python – Módulo A. Ilha Solteira – SP: Universidade Estadual
• Paulista (UNESP), 2011. (Apostila).
• MENEZES, N. N. C. Introdução à programação com python. 2ed. São Paulo – SP:
• Novatec, 2014.
• PYTHON. Python Software Foundation. Disponível em: <https://www.python.org/>.
• Acesso em: Agosto de 2022.