7  Capítulo – Fundamentos de Programação com Python

7.1 Introdução à Linguagem Python

A linguagem Python foi desenvolvida por Guido van Rossum, e lançanda no início da década de 1990. Python é uma linguagem de alto nível interpretada, de código aberto e próposito geral. Sendo utilizada em vários setores como ciência de dados, matemática, geografia, física, medicina, big data, machine learning, detre outras.

Python é uma linguagem multiplataforma, funciona em diferentes ambientes e sistemas operacionais, como Android, IOS, Linux, Windows e na nuvem.

Para executar um programa escrito em Python, é preciso tê-lo instalado em seu computador, assim como também é necessário ter ferramentas para a escrita e execução de códigos. Essas ferramentas são chamadas de ambiente de desenvolvimento integrado (IDE, integrated development environment), com várias opções gratuitas (VSCode, Spyder, Positron).

A plataforma Google Colab ou Colaboratory (este que você está acessando), permite que você escreva e execute códigos em Python no navegador, sem que seja “necessário” configurar ferramentas, além de possuir acesso gratuito à GPUs e compoartilhamento facilitado.

Características principais: - Simples e legível - Interpretada (sem necessidade de compilação) - Ampla comunidade científica e bibliotecas - Multiplataforma

A linguagem Python, como a maioria das linguagens de programação, é formada por: - comandos; - tipos de dados; - variáveis; - expressões; - estrutura de dados; - funções; - bibliotecas (pacostes).

Os arquivos (scripts, códigos) criado para executar no computador, devem ter a extensão .py (scrip_01.py) e necessitam que o interpretador da linguagem Python esteja instalado no computador que será utilizado.

Em plataformas como o Google Colaboratory estes arquivos terão a extensão .ipynb (scrip_01.ipynb), denominados notebooks.

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7.2 Tipos de Dados Básicos

# Números inteiros e decimais
a = 5           # int
b = 3.14        # float

# Texto (string)
nome = "Meteorologia"

# Booleanos
chovendo = False

# Verificando os tipos
print(type(a))
print(type(nome))

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7.3 Estruturas de Dados

7.3.1 Listas

• aplicada para dados como coordenadas geográficas. Ex.: (-15,-45).
• quando vamos fazer uma composição colorida de imagens: (3,2,1) #(R,G,B).

temperaturas = [25.3, 27.8, 30.1]
print(temperaturas[0])       # Acessa o primeiro elemento
print(temperaturas[-1])      # Último elemento

7.3.2 Dicionários

Exemplos: usado em paleta de cores, metadados de imagens

estacao = {
    "nome": "Primavera",
    "chuva_mm": 120,
    "dias_quentes": 20
}
print(estacao["chuva_mm"])

7.3.3 Tuplas

• aplicada para dados como coordenadas geográficas. Ex.: (-15,-45).
• quando vamos fazer uma composição colorida de imagens: (3,2,1) #(R,G,B).

y = (1,2,4,6,8)
print(y)
type(y)

7.3.4 Array

Usado para representar imagens (bidimensional).

Forma de estrutura mais importante para se trabalhar nos processamentos de imagens de satélite.

import numpy as np

arr = np.array([1,2,3,4,5,6,7,8])
type(arr)

arr = np.array([[1,2,3,4,5,6,7,8], [8,7,6,5,4,3,2,1]])

print(arr)

arr = np.array([1,2,3,4,5,6,7,8])

arr[-1]

#Calculos
arr.min()
arr.mean()

np.median(arr)

7.4 Estruturas de Controle

7.4.1 Condicional (if, elif, else)

temp = 29

if temp < 18:
    print("Frio")
elif temp <= 28:
    print("Agradável")
else:
    print("Quente")

7.4.2 Repetição (for)

for t in temperaturas:
    print(t)

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7.5 Criando Funções

def amplitude_termica(tmax, tmin):
    return tmax - tmin

print(amplitude_termica(31.4, 22.8))