Programmation Modulaire en Python PDF

Programmation Modulaire en Python Importation de Modules, Packages, et Exemples Pratiques INTRODUCTION À LA PROGRAMMATION MODULAIRE Définition: La programmation modulaire est une approche qui divise un programme en modules ou composants distincts. Avantages: Réutilisabilité: M...

Programmation Modulaire en Python Importation de Modules, Packages, et Exemples Pratiques INTRODUCTION À LA PROGRAMMATION MODULAIRE Définition: La programmation modulaire est une approche qui divise un programme en modules ou composants distincts. Avantages: Réutilisabilité: Modules réutilisables dans différents projets. Organisation: Code plus structuré et lisible. Maintenance simplifiée: Facilité de mise à jour et débogage. 2 CONCEPT DE MODULE EN PYTHON Les modules Python permettent de grouper et de rendre facilement réutilisable du code Python. Un module est un fichier contenant du code Python (par exemple, module.py) Contenu Typique: Fonctions Classes Variables Différentes manières d’importer un module: import module1, module2 # Importer les modules Import module1 as md1 #Importer un module en lui donnant un nom from module import func1,func2 #Importer les fonctions from module import * # Importer toutes les fonctions du module 3 PROPRIÉTÉS D’UN MODULE EN PYTHON Chaque module a un ensemble de propriétés qui peuvent être utilisées pour trouver les fonctionnalités fournies, le nom, la chaîne de documentation, etc. Ces propriétés sont considérées comme spéciales car elles commencent et se terminent toutes par une double barre inférieure ('__'). Ceux-ci sont : ✓ __name__ : le nom du module. ✓ __doc__ : la documentation pour le module. ✓ __file__ : le fichier dans lequel le module a été défini. Il est également possible d’obtenir une liste du contenu d'un module une fois qu'il a été importé en utilisant la fonction dir (). Exemple 4 ÉCRIRE ET UTILISER UN MODULE PYTHON Créer un module revient à créer un fichier au nom du module que l’on désire créer (suivi de.py), puis d’y inclure les fonctions désirées. Exemple 5 CHEMIN DE RECHERCHE D’UN MODULE Par défaut, l’interpréteur Python cherche le module dans le répertoire où il exécute les scripts (répertoire courant), puis dans les endroits habituels (un répertoire listé par la variable d'environnement PYTHONPATH). Si un module se trouve dans un autre répertoire, il faut l’ajouter dans sys.path Remarque: Si du code Python se trouve en dehors de toute fonction dans le module, il sera exécuté à son chargement. Pour éviter que cela se produise, il faut protéger le code avec: 6 MODULE EXÉCUTABLE Un module exécutable est un module Python qui peut être exécuté directement. Cela signifie qu'il contient un code qui peut s'exécuter si le fichier est appelé directement (par la commande python module.py). Un module devient exécutable lorsqu'il inclut une condition spéciale : if __name__ == "__main__": Exemple de module exécutable: Explication : Si le fichier script.py est exécuté directement, la fonction salutation() sera appelée. Si le module est importé dans un autre fichier, la fonction ne sera pas exécutée automatiquement. 7 DOCSTRINGS Une docstring est une chaîne de caractères documentant une fonction, une classe ou un module en Python. Elle permet d'expliquer le rôle, les paramètres et le comportement d'un élément de code. Les docstrings sont placées juste après la définition de la fonction ou de la classe, dans des guillemets triples """. Exemple de docstring dans une fonction : 8 IMPORTANCE DES DOCSTRINGS Documentation : Permet aux développeurs de comprendre le code sans avoir à lire chaque ligne. Outils : Utilisé par des outils comme Sphinx pour générer automatiquement des documentations. Facilite la maintenance : Facilite l'utilisation des fonctions et des modules dans de plus grands projets collaboratifs. 9 VISIBILITÉ DES FONCTIONS DANS UN MODULE PYTHON Fonctions publiques : Toutes les fonctions d'un module sont publiques par défaut. Elles peuvent être importées et utilisées dans d'autres scripts. Les fonctions dans un même module peuvent s'appeler les unes les autres. Les fonctions dans un module peuvent appeler des fonctions situées dans un autre module s'il a été préalablement importé. Exemple: 10 VISIBILITÉ DES FONCTIONS DANS UN MODULE PYTHON Fonctions privées dans un module: les fonctions privées (non destinées à être utilisées en dehors du module) sont nommées avec un underscore (_) au début de leur nom. Cela n'empêche pas leur importation, mais indique aux utilisateurs que ces fonctions sont réservées à une utilisation interne. 11 MODULES STANDARDS Quelques modules standards: ✓ String ✓ Math ✓ Time ✓ sys Module sys: informations système (version de python), options du système sys.path ✓ Donne le python où sont recherchés les modules lors de l’utilisation d’import ✓ Sys.path est une liste pour ajouter un élément: sys.path.append(‘…..’) ✓ Le premier élément est le répertoire courant Sys.exit: permet de quitter un script python 12 LES PACKAGES Module : fichier unique avec une extension.py. Package : répertoire contenant plusieurs modules et sous-packages. Exemples : math (module), numpy (package). Un package est un ensemble de modules regroupés dans un répertoire avec un fichier __init__.py. Structure d’un package: mon_package/ Par exemple: un module geometry peut être ├── __init__.py stocké dans trois fichiers différents au lieu d’un seul : ├── module1.py un pour les classes : classes.py ; ├── module2.py un pour les variables : variables.py ; └── module3.py un pour les fonctions : fonctions.py. 13 LES PACKAGES 14 LES PACKAGES Étapes de création d’un package: Créer un répertoire pour le package. Ajouter les modules Python. Ajouter un fichier __init__.py. Utilisation d'un package: import nom_du_package ou from nom_du_package import module. 15 IMPORTATION DE MODULES DANS UN PACKAGE Syntaxe: from package_name import module_name Exemple d'Utilisation: from mypackage import module1 Importation de Sous-Modules Syntaxe: from package_name.module_name import function_name Exemple d'Utilisation: from mypackage.module1 import function1 16 EXEMPLE DE PACKAGE COMPLET: Si on travaille sur une problématique faisant intervenir de la géométrie, on aura besoin de : Classes : carré – défini par la longueur de son côté, triangle – défini par la longueur de ses trois côtés, cercle – défini par son rayon, etc. ; Variables : pi : constante indispensable pour calculer l’aire d’un cercle, égale à 3,1415..., phi : constante représentant le nombre d’or, égale à 1,6180... ; Fonctions : aire : qui prend en paramètre un objet géométrique (carré, triangle, etc.) et calcule son aire, angles : qui prend en paramètre un triangle, et calcule les angles internes de ce dernier , etc. 17 EXEMPLE DE PACKAGE COMPLET: A partir de ce module, définir le package geometry 18 UTILISATION DU PACKAGE DANS UN SCRIPT 19 LES BIBLIOTHÈQUES EN PYTHON Une bibliothèque en Python est un ensemble de modules et de fonctions prêts à l'emploi, regroupés pour accomplir des tâches spécifiques. Elles permettent de réutiliser du code existant. Les bibliothèques facilitent et accélèrent le développement d'applications. ❖ Différence entre une bibliothèque et un package Bibliothèque : Terme plus large qui désigne une collection de modules ou de packages conçus pour fournir des fonctionnalités spécifiques. Une bibliothèque peut contenir plusieurs packages => Une bibliothèque peut être composée de packages et de modules. Package : Un ensemble de modules organisés dans un dossier avec un fichier __init__.py. Il permet de structurer le code de manière hiérarchique. => Un package est un ensemble de modules organisés dans un dossier. 20 BIBLIOTHÈQUE STANDARD DE PYTHON La bibliothèque standard est une collection de modules intégrée dans l'installation de Python. Elle inclut des fonctionnalités pour : Gestion des fichiers : os, shutil Mathématiques : math, statistics Dates et heures : datetime, time Réseaux : socket, http 21 BIBLIOTHÈQUES EXTERNES POPULAIRES NumPy Utilisé pour les calculs numériques et la manipulation de tableaux multidimensionnels. Particulièrement utile en science des données et intelligence artificielle. Pandas Utilisé pour la manipulation de données tabulaires, comme les fichiers CSV. Permet de lire, écrire et transformer des données de manière efficace. Remarque: Les bibliothèques externes peuvent être installées via l'outil de gestion de paquets pip 22 CONCLUSION Les bibliothèques Python sont essentielles pour accélérer le développement en offrant des outils puissants et réutilisables. Qu'il s'agisse de calculs numériques, de science des données, de développement web ou d'apprentissage automatique, Python dispose d'une bibliothèque pour répondre à chaque besoin. Packages et modules sont des moyens d'organiser le code au sein des bibliothèques, permettant une plus grande modularité. 23