Computação Científica com Python

305 Pages·2007·6.876 MB·Portuguese

by  Flávio Codeço Coelho

Computa(cid:231)ªo
Cient(cid:237)(cid:28)ca
com Python

Computa(cid:231)ªo
Cient(cid:237)(cid:28)ca
com Python
Uma introdu(cid:231)ªo (cid:224) programa(cid:231)ªo
para cientistas
FlÆvio Code(cid:231)o Coelho
Petr(cid:243)polis (cid:21) RJ
Edi(cid:231)ªo do Autor
2007
(cid:13)c 2007FlÆvioCode(cid:231)oCoelho
Todososdireitosreservados.
ISBN:978-85-907346-0-4
Capa: Mosaico constru(cid:237)do com as (cid:28)guras deste livro imitando o logotipo da
linguagemPython. Concebidoerealizadopeloautor,comoaux(cid:237)liodosoftware
livreMetapixel.
RevisªoortogrÆ(cid:28)ca: PauloF.CoelhoeLucieneC.Coelho.
Edi(cid:231)ªodoautor. Petr(cid:243)polis-RJ-Brasil
PrimeiraEdi(cid:231)ªo: Julho2007
Este livro Ø dedicado (cid:224) minha esposa e meu (cid:28)lho, sem
os quais nada disso valeria a pena.

Agradecimentos
MuitaspessoasforamindispensÆveisparaqueestelivrosetornasse
uma realidade. Seria imposs(cid:237)vel listar todas elas. Mas algumas
(cid:28)guras fundamentais merecem uma men(cid:231)ªo especial.
Richard M. Stallman. Sem o Software Livre tudo o que eu sei
sobre programa(cid:231)ªo, provavelmente se reduziria a alguns co-
mandos de DOS.
Linus Torvalds. Sem o Linux, nunca teria me aproximado o su-
(cid:28)ciente da programa(cid:231)ªo para conhecer a linguagem Python.
Guido van Rossum. Muito obrigado por esta bela linguagem, e
poracreditarqueeleg(cid:226)nciaeclarezasªoatributosimportan-
tes de uma linguagem de programa(cid:231)ªo.
Comunidade Python. Obrigado por todas esta extensıes ma-
ravilhosas ao Python. (cid:192) comunidade de desenvolvedores do
NumpyeScipysegueumagradecimentoespecialporfacilitar
a ado(cid:231)ªo do Python por cientistas.
Alem destas pessoas gostaria ainda de agradecer ao Fernando Pe-
rez (criador e mantenedor do Ipython) por este incrivelmente œtil
software e por permitir que eu utilizasse alguns dos exemplos da
sua documenta(cid:231)ªo neste livro.

SumÆrio
SumÆrio i
Lista de Figuras vii
Lista de Tabelas x
Listagens xi
PrefÆcio: Computa(cid:231)ªo Cient(cid:237)(cid:28)ca xvii
DaComputa(cid:231)ªoCient(cid:237)(cid:28)caesuade(cid:28)ni(cid:231)ªopragmÆtica.
Do porquΠesta se diferencia, em metas e ferramentas, da
CiŒncia da Computa(cid:231)ªo.
I Python 1
1 Fundamentos da Linguagem 3
Breve introdu(cid:231)ªo a conceitos bÆsicos de programa(cid:231)ªo
e (cid:224) linguagem Python. A maioria dos elementos bÆsicos
da linguagem sªo abordados neste cap(cid:237)tulo, com exce(cid:231)ªo
de classes, que sªo discutidas em detalhe no cap(cid:237)tulo 2.
PrØ-requisitos: Conhecimentos bÆsicos de programa(cid:231)ªo
em qualquer linguagem.
i
ii SUM`RIO
1.1 Primeiras impressıes . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2 Uso Interativo vs. Execu(cid:231)ªo a Partir de Scripts . . . 5
Opera(cid:231)ıes com Nœmeros . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3 Nomes, Objetos e Espa(cid:231)os de Nomes . . . . . . . . . 11
1.4 Estruturas de Dados . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Listas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Tuplas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Strings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
DicionÆrios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Conjuntos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.5 Controle de (cid:29)uxo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Condi(cid:231)ıes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Itera(cid:231)ªo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Lidando com erros: Exce(cid:231)ıes . . . . . . . . . . . . . 32
1.6 Fun(cid:231)ıes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Fun(cid:231)ıes lambda. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Geradores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Decoradores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Strings de Documenta(cid:231)ªo . . . . . . . . . . . . . . . 41
1.7 M(cid:243)dulos e Pacotes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Pacotes (cid:218)teis para Computa(cid:231)ªo Cient(cid:237)(cid:28)ca . . . . . . 45
1.8 Documentando Programas . . . . . . . . . . . . . . . 47
Pydoc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Epydoc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
1.9 Exerc(cid:237)cios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2 Orienta(cid:231)ªo a Objeto 51
Introdu(cid:231)ªo (cid:224) programa(cid:231)ªo orientada a objetos e sua
implementa(cid:231)ªo na linguagem Python. PrØ-requisitos:
Ter lido o cap(cid:237)tulo 1.
2.1 Objetos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
De(cid:28)nindo Objetos e seus Atributos em Python . . . 53
Adicionando Funcionalidade a Objetos . . . . . . . . 55
Heran(cid:231)a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56