Comprendre les 10 concepts les plus difficiles de Python

Python a une syntaxe simple et est facile à apprendre, ce qui en fait un choix idéal pour les débutants. Cependant, à mesure que tu creuses le langage Python, il se peut que tu rencontres des concepts difficiles à comprendre.

Dans cet article, j’expliquerai les 10 concepts les plus difficiles de Python, notamment la récursivité, les générateurs, les décorateurs, la programmation orientée objet, le threading, la gestion des exceptions, les *args et **kwargs, la programmation fonctionnelle, les compréhensions et les collections.

En complément de ces 10 concepts Python, tu peux tester tes connaissances sur ces concepts plus ou moins difficiles à l’aide mon Quiz ultime Python (110 quiz corrigés).

Voir les 10 concepts les plus difficiles de Python expliqués

1. Récursivité

La récursivité est une technique de programmation dans laquelle une fonction s’appelle elle-même à plusieurs reprises jusqu’à ce qu’une certaine condition soit remplie. En Python, les fonctions récursives sont des fonctions qui s’appellent elles-mêmes à l’intérieur de leur propre bloc de code.

Voici un exemple de fonction récursive en Python qui calcule la factorielle d’un nombre :

def factorial(n):
    if n == 0:
        return 1
    else:
        return n * factorial(n-1)

Dans cet exemple, la fonction factorial() prend un argument n et vérifie s’il est égal à zéro. Si n est égal à zéro, elle renvoie 1 car la factorielle de 0 est égale à 1. Si n n’est pas égal à zéro, elle s’appelle elle-même avec l’argument n-1 et multiplie le résultat par n. Cette opération se poursuit jusqu’à ce que n devienne égal à 0 et que la fonction renvoie le résultat final.

2. Générateurs

Les générateurs sont des fonctions qui produisent une séquence de résultats, mais ne créent pas de liste. Ils peuvent être plus efficaces en termes de mémoire que les listes.

Plus précisément, les générateurs sont créés à l’aide d’un type de fonction spécial appelé fonction de générateur. Ces fonctions sont définies comme des fonctions ordinaires, mais au lieu de renvoyer une valeur, elles utilisent le mot-clé « yield » pour renvoyer un objet générateur. L’objet générateur peut ensuite être utilisé dans une boucle pour produire des valeurs une par une, selon les besoins.

def my_generator():
    for i in range(10):
        yield i

for num in my_generator():
    print(num)

# Output
# 0
# 1
# 2
# 3
# 4
# 5
# 6
# 7
# 8
# 9

Dans cet exemple, la fonction my_generator génère une séquence de nombres de 0 à 9. Lorsque la fonction est appelée, elle renvoie un objet générateur qui peut être utilisé pour itérer sur les valeurs de la séquence.

3. Décorateurs

Les décorateurs sont des fonctions qui modifient le comportement d’autres fonctions. L’une des utilisations les plus courantes des décorateurs est d’ajouter des fonctionnalités à des fonctions existantes sans modifier le code d’origine.

En Python, les décorateurs sont des fonctions qui prennent une autre fonction en argument, la modifient et la renvoient. Ils sont écrits avec le symbole « @ » suivi du nom de la fonction décoratrice.

def my_decorator(func):
    def wrapper():
        print("Avant l'appel de la fonction.")
        func()
        print("Après l'appel de la fonction.")
    return wrapper

@my_decorator
def say_hello():
    print("Hello World !")

# Appel de la fonction décorée
say_hello()

# Output :
# Avant l'appel de la fonction.
# Hello World !
# Après l'appel de la fonction.

Dans cet exemple, my_decorator est une fonction décoratrice qui prend une fonction comme argument et renvoie une nouvelle fonction wraper. La fonction wraper ajoute des fonctionnalités supplémentaires avant et après l’appel de la fonction d’origine.

La syntaxe @my_decorator est une manière abrégée d’appliquer la fonction my_decorator à la fonction say_hello. Lorsque say_hello est appelée, elle appelle en fait la fonction wraper renvoyée par my_decorator, qui appelle à son tour la fonction say_hello d’origine. Cela nous permet d’ajouter un comportement supplémentaire à la fonction say_hello sans modifier directement son code.

4. Programmation Orientée Objet

Python est un langage de programmation orienté objet (POO). La POO est un paradigme de programmation qui met l’accent sur l’utilisation d’objets et de classes pour organiser et structurer le code.

La POO consiste à créer du code réutilisable en utilisant des classes. Les objets sont essentiellement des instances d’une classe et sont dotés d’attributs (données) et de méthodes (fonctions) qui définissent leur comportement.

Pour créer une classe en Python, tu utilises le mot-clé class, suivi du nom de la classe et de deux points. À l’intérieur de la classe, tu définis ses attributs et ses méthodes à l’aide de fonctions.

Par exemple, imaginons que nous voulions créer une classe appelée Person, dotée d’un attribut name et d’une méthode greet qui imprime un message de bienvenue. Nous pouvons la définir comme suit :

class Person:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def greet(self):
        print("Bonjour, je m'appelle", self.name)

# Créer un nouvel objet Personne avec le nom Rod
person = Person("Rod")
print(person.name) # Rod
person.greet() # Bonjour, je m'appelle Rod

5. Threading

Le threading est une technique utilisée pour exécuter plusieurs threads simultanément. Il permet d’améliorer considérablement les performances du programme. En voici un exemple :

import threading

def print_numbers():
    for i in range(1, 11):
        print(i)

def print_letters():
    for letter in ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']:
        print(letter)

thread1 = threading.Thread(target=print_numbers)
thread2 = threading.Thread(target=print_letters)

thread1.start()
thread2.start()

thread1.join()
thread2.join()

print('Fini')

Dans cet exemple, nous définissons deux fonctions print_numbers et print_letters qui impriment simplement des nombres et des lettres sur la console, respectivement. Nous créons ensuite deux objets Thread, en passant les fonctions cibles comme arguments, et nous les démarrons à l’aide de la méthode start(). Enfin, nous utilisons la méthode join() pour attendre que les deux threads se terminent avant d’imprimer « Fini » sur la console.

6. Gestion des exceptions

La gestion des exceptions est le processus de gestion des erreurs d’exécution ou des exceptions qui peuvent survenir dans un programme au cours de son exécution. Python fournit un mécanisme pour attraper et gérer les exceptions qui se produisent pendant l’exécution du programme, garantissant que le programme peut continuer à fonctionner même si une erreur se produit.

try:
    numerator = int(input("Saisir le numérateur : "))
    denominator = int(input("Saisir le dénominateur : "))
    result = numerator / denominator
    print("Résultat : ", result)
except ZeroDivisionError:
    print("Erreur : Impossible de diviser par zéro !")
except ValueError:
    print("Erreur : Entrée non valide. Veuillez saisir un nombre entier.")
except Exception as e:
    print("Une erreur s'est produite :", e)

Dans cet exemple, le bloc try contient le code susceptible de lever une exception. Si une exception est levée, elle sera rattrapée par le bloc except correspondant.

En utilisant la gestion des exceptions, nous pouvons gérer les erreurs dans notre code et éviter que le programme ne se bloque. Il fournit un retour d’information à l’utilisateur et prend les mesures appropriées en fonction du type d’erreur qui s’est produite.

7. *args et **kwargs

En Python, *args et **kwargs sont utilisés pour passer un nombre non spécifié d’arguments à une fonction. Ainsi, lorsque tu écris la définition de la fonction, tu n’as pas besoin de savoir combien d’arguments seront passés à la fonction.

*args est utilisé pour passer un certain nombre de variables d’arguments autres que des mots-clés à une fonction. L’opérateur * est utilisé pour décompresser les arguments passés à la fonction en un tuple. Cela te permet de passer n’importe quel nombre d’arguments à une fonction.

def my_function(*args):
    for arg in args:
        print(arg)

my_function('hello', 'world', '!')

# Output :
# hello
# world
# !

**kwargs est utilisé pour passer un nombre de variables d’arguments de mots-clés à une fonction. L’opérateur ** est utilisé pour décomposer les arguments de mots-clés passés à la fonction dans un dictionnaire. Cela te permet de passer n’importe quel nombre d’arguments de mots-clés à une fonction.

def my_function(**kwargs):
    for key, value in kwargs.items():
        print(key, value)

my_function(name='Rod', age=35, city='Dublin')

# Output :
# name Rod
# age 35
# city Dublin

8. Programmation fonctionnelle

La programmation fonctionnelle est un paradigme de programmation qui met l’accent sur l’utilisation de fonctions pour résoudre des problèmes. Python prend en charge la programmation fonctionnelle grâce à plusieurs fonctions et caractéristiques intégrées, notamment les fonctions lambda, map(), filter() et reduce().

Les lambdas sont des fonctions sur une ligne.

# Une fonction lambda pour élever un nombre au carré
square = lambda x: x**2

# Utilisation de la fonction lambda
print(square(5))   # Output : 25

map() applique une fonction à chaque élément d’un itérable et renvoie un nouvel itérable contenant les résultats.

nums = [1, 2, 3, 4, 5]
squared_nums = list(map(lambda x: x**2, nums))
print(squared_nums) # Output : [1, 4, 9, 16, 25]

filter() crée une liste d’éléments pour lesquels une fonction renvoie true.

nums = [1, 2, 3, 4, 5]
even_nums = list(filter(lambda x: x % 2 == 0, nums))
print(even_nums) # Output : [2, 4]

reduce() applique une fonction aux éléments d’un itérable de manière cumulative et renvoie une valeur unique.

from functools import reduce

nums = [1, 2, 3, 4, 5]
product = reduce(lambda x, y: x*y, nums)
print(product) # Output : 120

9. Compréhensions

En Python, la compréhension est un moyen concis et efficace de créer une nouvelle liste, un dictionnaire ou un ensemble à partir d’un objet itérable en appliquant une transformation ou une condition de filtrage à ses éléments.

Compréhension de liste :

# Créer une liste de carrés pour les 10 premiers entiers positifs
squares = [x**2 for x in range(1, 11)]
print(squares)

# Output : [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

Compréhension de dictionnaire :

# Créer un dictionnaire dont les clés proviennent d'une liste et dont les valeurs correspondent à la longueur de chaque clé.
fruits = ['apple', 'banana', 'kiwi', 'mango']
fruit_lengths = {fruit: len(fruit) for fruit in fruits}
print(fruit_lengths)

# Output : {'apple': 5, 'banana': 6, 'kiwi': 4, 'mango': 5}

Compréhension de set :

# Créer un ensemble de tous les nombres pairs compris entre 1 et 20
evens = {x for x in range(1, 21) if x % 2 == 0}
print(evens)

# Output : {2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20}

Compréhension de générateur :

# Créer un générateur qui donne le carré de chaque nombre de 1 à 10
squares_gen = (x**2 for x in range(1, 11))
for square in squares_gen:
    print(square)

# Output :
# 1
# 4
# 9
# 16
# 25
# 36
# 49
# 64
# 81
# 100

10. Collections

En Python, le module collections fournit des alternatives aux types intégrés qui sont plus efficaces et offrent des fonctionnalités supplémentaires, telles que les compteurs, les dictionnaires par défaut et les tuples nommés.

La classe Counter du module collections est utilisée pour compter les occurrences des éléments d’une liste.

from collections import Counter

lst = ['apple', 'banana', 'cherry', 'apple', 'cherry', 'cherry']
count = Counter(lst)

print(count)
# Output : Counter({'cherry': 3, 'apple': 2, 'banana': 1})

print(count['cherry'])
# Output : 3

La classe Defaultdict est une sous-classe de la classe dict intégrée qui fournit une valeur par défaut pour les clés manquantes.

from collections import defaultdict

d = defaultdict(int)

d['a'] = 1
d['b'] = 2

print(d['a'])
# Output : 1

print(d['c'])
# Output : 0 (la valeur par défaut des clés manquantes est 0 en raison de l'argument int)

La classe namedtuple est utilisée pour créer des tuples nommés, qui sont comme des tuples ordinaires, mais dont les champs sont nommés, ce qui facilite leur accès.

from collections import namedtuple

Person = namedtuple('Person', ['name', 'age', 'gender'])
p1 = Person(name='Alice', age=30, gender='Female')
p2 = Person(name='Bob', age=25, gender='Male')

print(p1.name)
# Output : Alice

print(p2.age)
# Output : 25

Merci de ta lecture ! J’espère que cet article t’aura aidé à mieux comprendre les concepts les plus difficiles de Python ! Et n’oublie pas la documentation Python !