Pensar antesde programar

Níveis de linguagem

A mesma operação, somar dois valores e guardar o resultado, em quatro níveis de abstração:

Compilação e interpretação

Na verdade, a fronteira é difusa. O CPython, a implementação padrão, primeiro compila o código-fonte para bytecode, uma linguagem intermediária guardada em arquivos .pyc. Depois, a máquina virtual do Python (PVM) interpreta esse bytecode. Java faz algo parecido com a JVM. E esta apostila usa um terceiro caminho: o Skulpt, que traduz Python para JavaScript, a linguagem que o navegador executa.

Por que Python?

• Legibilidade: a sintaxe é próxima do pseudocódigo, e a indentação faz parte da linguagem.
• Ecossistema: é a linguagem dominante em ciência de dados, inteligência artificial e automação, além de ser forte em web e computação científica.
• O custo: é mais lenta que C ou Rust em processamento intenso. Por isso as bibliotecas mais pesadas, como numpy, são escritas em C por baixo.

Preparando o ambiente

Aqui você programa no navegador. Na disciplina, vai precisar do Python instalado:

1. Baixe o Python 3 em python.org. No Windows, marque a opção "Add python.exe to PATH" no instalador. Esquecer isso é o problema número 1 dos iniciantes.
2. Confirme a instalação no terminal: python --version (no Windows, também funciona py --version). Deve aparecer algo como Python 3.12.
3. Escolha um editor. O Thonny é feito para iniciantes e já vem com Python. O VS Code com a extensão Python é o padrão de mercado.
4. Conheça os dois modos. No modo interativo (REPL), você digita python e vê o prompt >>>: cada linha roda na hora, ótimo para experimentar. No modo script, você salva um arquivo .py e roda com python arquivo.py: é assim que se fazem programas.

Seu primeiro programa

print() é uma função: um comando com nome, seguido de parênteses com os valores que ele recebe. Texto entre aspas é uma string. Tudo depois de # é comentário, ignorado pelo Python e escrito para humanos.

O programa é executado em sequência, de cima para baixo. É a primeira das três estruturas de controle (sequência, decisão e repetição). As outras duas você vê no Capítulo 3.

Controlando a saída: sep, end e caracteres de escape

print aceita vários valores separados por vírgula. O parâmetro sep define o que vai entre eles (padrão: espaço), e end define o que vai no final (padrão: quebra de linha). Dentro de strings, \n quebra a linha e \t insere uma tabulação.

Python como calculadora

A precedência segue a matemática: potência, depois multiplicação e divisões, depois soma e subtração. Parênteses mudam a ordem. No Capítulo 2, isso vira expressões com variáveis e tipos.

Os três tipos de erro

Errar é parte do processo, e cada tipo de erro aparece em um momento diferente:

Lendo um traceback

No terminal, um erro de execução vem como um traceback. Leia de baixo para cima: a última linha diz o quê, as anteriores dizem onde.

Traceback (most recent call last):
  File "notas.py", line 3, in <module>       ← onde: arquivo e linha
    print("Média por aluno:", 100 / total)    ← a linha que falhou
ZeroDivisionError: division by zero           ← o quê: tipo e mensagem

🏁 Resumão da Fase 2

• Linguagens de alto nível são traduzidas para código de máquina. O CPython compila para bytecode e o interpreta na PVM.
• print exibe valores; sep e end controlam o formato. /, //, % e ** completam a calculadora.
• Erros de sintaxe impedem a execução, de execução a interrompem e de lógica passam despercebidos.
• Traceback se lê de baixo para cima.

O labirinto é maior e tem um detalhe a mais: a 🚪 está trancada, e a 🔑 fica em um corredor sem saída. Os comandos agora incluem pegar() e abrir(), que só funciona com a porta logo à frente e a chave na mão. Rode o código inicial para ver o mapa.

Estratégia: use os pilares

• Decomposição: divida o trajeto em trechos: até a chave, da chave até a porta, da porta até a saída.
• Reconhecimento de padrões: não existe comando de meia-volta. Que combinação de giros produz o mesmo efeito?
• Abstração: frente(n) substitui vários passos. A solução ótima tem 13 comandos.
• Algoritmo: escreva a sequência final e teste.

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