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Utiliser des notebooks pours écrire du code python.

Les notebooks python ont été rendus populaire par la société Jupyter. Stricto sensu, c'est une interface web à IPython (une console python conviviale).

Notebook

Sur le web

Il existe beaucoup de solutions pour utiliser un Notebook sur internet. On peut en citer deux : Sur internet :

https://basthon.fr/ : pour un usage scolaire
https://colab.research.google.com : pour un usage professionnel. Mais nécessite un compte google pour fonctionner.

Regardons à quoi ça correspond :

Allez sur le site https://basthon.fr/ et choisissez menu Notebook > python

Vous allez vous retrouver sur le site https://notebook.basthon.fr/

Vous devriez avoir quelque chose du genre :

console python

Si votre notebook n'est pas vide, recréez en un nouveau : menu Fichier > Nouveau Notebook > Python 3

Écrivons notre premier programme :

Dans la cellule votre notebook écrivez : print("Bonjour Monde !")
assurez vous que le type de la cellule soit bien code
cliquez sur le bouton Exécuter

Vous devriez avoir quelque chose du genre :

console python

Félicitations ! vous avez écrit votre premier notebook !

Usages

L'utilisation d'un notebook est très adapté aux usages interactifs, car on voit directement le résultat de l'exécution de quelques lignes de codes. C'est pourquoi l'usage des notebook est généralisé :

en data science
dans l'enseignement
dans la production de rapport

En revanche, un notebook n'est pas adapté du tout à l'écriture de programmes conséquents car il ne possède aucun des outils de développement requis.

L'usage d'un notebook est adapté lorsque notre code est destiné à être lu par des humains plutôt qu'un ordinateur.

Utiliser

Code d'une cellule

Une cellule est constituée d'une ou plusieurs lignes de code qui peuvent être exécutées.

Appuyer sur la touche entrée ajoute une ligne à la cellule, ne l'exécute pas.

A l'exécution, elles seront envoyées à l'interpréteur et une sortie (si elle existe) est affichée.

Sortie d'une cellule

Après l'exécution du code d'une cellule, son résultat est présenté en dessous ce celle-ci. De façon plus précise :

Le résultat de la cellule est la valeur de la dernière ligne.

La valeur de la dernière ligne est souvent le résultat d'une fonction, mais cela peut tout aussi bien être juste un objet :

Dans la deuxième cellule votre notebook écrivez : "Bonjour Monde !" puis exécutez là.

Vous devriez avoir quelque chose du genre :

console python

La deuxième cellule contient une chaîne de caractère, elle est affichée comme sa sortie après exécution.

La différence avec la sortie de la première cellule est que print est une fonction qui ne rend rien, elle ne fait qu'afficher des choses à l'écran.

>>> x = print("Bonjour monde !")
Bonjour monde !
>>> print(x)
None
>>>

Ce qui est affiché n'est donc pas son retour, mais son action (afficher des choses) : il n'y ait pas de quotes autour de Bonjour Monde ! : ce n'est pas une chaîne de caractère python (comparez avec la sortie de la deuxième cellule qui elle est une chaîne de caractères python.)

Essayons de rendre tout ça un peu plus clair :

Dans un notebook :

tapez 2 dans une cellule puis exécutez là.
tapez 1 + 1 dans une cellule puis exécutez là.
tapez None dans une cellule puis exécutez là.
tapez "coucou".upper() dans une cellule puis exécutez là.

Vous devriez avoir quelque chose du genre :

console python

La valeur de la cellule contenant 2 est un entier valant 2
La valeur de la cellule contenant 1 + 1 est un entier valant 2
La valeur de la cellule contenant None est rien du tout et n'est donc pas affiché
La valeur de la cellule contenant "coucou".upper() est le résultat de la méthode upper() appliquée à la chaîne "coucou" : c'est la chaîne de caractère "COUCOU"

Type de cellules

Une cellule n'est pas forcément du code. Si vous cliquez sur le menu déroulant type de la cellule (il devrait y avoir marqué "code"), vous pouvez changer le type de la cellule en :

code
markdown
texte brute
titre

Les 2 types utilisés sont :

code : pour écrire du python
markdown : pour écrire du markdown

L'intérêt est qu'avec le markdown vous pouvez introduire ou commenter le résultat de cellules de code.

Dans une cellule changez son type en markdown, puis écrivez le code suivant :

* une liste en markdown
* **en gras**
* *en italique*
* une équation $\sqrt{2+2}$

Puis exécutez la cellule.

Vous devriez avoir quelque chose du genre :

console python

Lorsque l'on exécute une cellule au format markdown, le code disparaît et est remplacé par sa version compilée.

Interpréteur

Le notebook n'est une interface à un interpréteur, nommé noyau.

Variables

Comme le noyau est unique, les variables définies dans une cellule peuvent être utilisées dans d'autres cellules.

Dans un nouveau notebook :

dans la première cellule, écrivez le code x = 1 puis exécutez la cellule
dans la seconde cellule, écrivez le code y = 2 * x + 4 puis exécutez la cellule
dans la troisième cellule, écrivez le code 3 * y puis exécutez la cellule

Vous devriez obtenir ceci :

console python

Une affectation est considérée comme ne rendant rien. Il n'y a donc pas de sortie d'affichée si la la dernière ligne d'une cellule est une affectation.

Ordre d'exécution

Le numéro entre crochet à gauche de la cellule est son ordre d'exécution. En re-exécutant une cellule, elle repasse dans l'interpréteur et son ordre d'exécution va changer.

Dans la figure ci-après, on a remplacé le code de la cellule d'ordre deux par x = 3 puis on l'a re-exécuté. Son ordre d'exécution vaut maintenant 4 et non plus 1 :

console python

Les autres cellules ne sont pas exéctuées, et donc sans ordre d'exécution, on aurait l'impresion que le notebook est faux : si $x = 3$ $3 y$ devrait valoir $30$ et non pas 18...

Lorsque vous changez la valeur de cellules qui ont déjà été exécutées, le reste de votre notebook n'est plus valable !

Il faut alors re-exécuter toutes les cellules : Menu cellule > Exécuter tout