Capítulo 3

Variáveis e tipos embutidos

Neste capítulo vamos conhecer os tipos da biblioteca padrão do Python. Os principais tipos internos são números, sequências, mapas, classes, objetos e exceções, mas iremos focar primeiramente nos números e sequências de texto (strings). São objetos nativos da linguagem, recursos que já vêm prontos para uso e chamados de built-ins.

Neste início da aprendizagem trabalharemos com o modo interativo e ao final produziremos uma pequena aplicação em um script.

3.1 Tipos embutidos (built-ins)

Um valor, como um número ou texto, é algo comum em um programa. Por exemplo, 'Hello, World!', 1, 2, todos são valores. Estes valores são de diferentes tipos: 1 e 2 são números inteiros e 'Hello World!' é um texto, também chamado de String. Podemos identificar strings porque são delimitadas por aspas (simples ou duplas) - e é exatamente dessa maneira que o interpretador Python também identifica uma string.

A função print() utilizada no capítulo anterior também trabalha com inteiros:

    >>> print(2)
    2

Veja que aqui não é necessário utilizar aspas por se tratar de um número. Caso você não tenha certeza qual é o tipo de um valor, pode usar a função type() para checar:

    >>> type('Hello World')
    <class 'str'>

    >>> type(2)
    <class 'int'>

Strings são do tipo str (abreviação para string) e inteiros do tipo int (abreviação para integer). Ignore a palavra class por enquanto, teremos um capítulo especial para tratar dela. Veremos que funções como type() e print() também são tipos embutidos no Python.

Outro tipo que existe no Python são os números decimais que são do tipo float (ponto flutuante):

    >>> type(3.2)
    <class 'float'>

E qual será o tipo de valores como '2' e '3.2'? Eles se parecem com números mas são delimitados por aspas como strings. Utilize a função type() para fazer a verificação:

    >>> type('2')
    <class 'str'>

    >>> type('3.2')
    <class 'str'>

Como estão delimitados por aspas, o interpretador vai entender esses valores como strings, ou seja, como texto.

O Python também possui um tipo específico para números complexos. Números complexos são definidos por dois valores: a parte real e a parte imaginária. No Python é escrito na forma real + imag j. No caso, o número imaginário (definido pela raiz de -1 e chamado de 'i' na matemática) é designado pela letra j no Python. Por exemplo:

    >>> 2 + 3j
    >>> type(2 + 3j)
    <class 'complex'>

2 é a parte real e 3 a parte imaginária do número complexo. Utilizando a função type() podemos nos certificar que seu tipo é complex.

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3.2 Variáveis

Podemos pedir para o Python lembrar de um valor que queiramos utilizar em outro momento do programa. O Python vai guardar este valor em uma variável. Variável é um nome que faz referência a um valor. É como uma etiqueta que colocamos naquele valor e quando precisarmos usar, chamamos pelo nome que foi dado na etiqueta.

Um comando de atribuição (o sinal de igualdade =) cria uma nova variável e atribui um valor a ela:

    >>> mensagem = 'oi, python'
    'oi, python'

    >>> numero = 5
    5

    >>> pi = 3.14
    3.14

Três atribuições foram feitas neste código. Atribuímos a variável mensagem uma string; a variável numero um inteiro e a variável pi um valor aproximado do número pi. No modo interativo, o interpretador mostra o resultado após cada atribuição.

Para recuperar esses valores, basta chamar pelos nomes das variáveis definidas anteriormente:

    >>> mensagem
    oi, python

    >>> numero
    5

    >>> pi
    3.14

Utilize a função type() para verificar seus tipos:

    >>> type(mensagem)
    <class 'str'>

    >>> type(numero)
    <class 'int'>

    >>> type(pi)
    <class 'float'>

3.3 Para saber mais: Nomes de variáveis

Programadores escolhem nomes para variáveis que sejam semânticos e que ao mesmo tempo documentem o código. Esses nomes podem ser bem longos, podem conter letras e números. É uma convenção entre os programadores Python começar a variável com letras minúsculas e utilizar o underscore (_) para separar palavras como: meu_nome, numero_de_cadastro, telefone_residencial. Esse padrão é chamado de snake case. Variáveis também podem começar com underscore (_) mas deve ser evitado e utilizado em casos mais específicos.

Se nomearmos nossas variáveis com um nome ilegal, o interpretador vai acusar um erro de sintaxe:

    >>> 1nome = 'python'
      File "<stdin>", line 1
      1nome = 'python'
        ^
    SyntaxError: invalid syntax

    >>> numero@ = 10
      File "<stdin>", line 1
      numero@ = 10
          ^
    SyntaxError: invalid syntax

    >>> class = 'oi'
      File "<stdin>", line 1
      class = oi
        ^
    SyntaxError: invalid syntax

1nome é ilegal porque começa com um número, numero@ é ilegal porque contém um caractere especial (o @) considerado ilegal para variáveis. E class é ilegal porque class é uma palavra chave em Python. O interpretador utiliza palavras chaves como palavras reservadas da linguagem, como um vocabulário próprio.

Python possui 33 palavras reservadas:

 and        del        from        None        True
 as        elif        global        nonlocal        try
 assert        else        if        not        while
 break        except        import        or        with
 class        False        in        pass        yield
 continue        finaly        is        raise        def
 for        lambda        return

Portanto, não podemos utilizar essas palavras para nomear nossas variáveis.

3.4 Instruções

Uma instrução (ou comando) é uma unidade de código que o Python pode executar. Por exemplo, a função print() para imprimir uma mensagem na tela é um comando:

    >>> print("Hello, World!")
    Hello, World!

Quando executamos um comando no modo interativo, o interpretador Python apresenta o resultado, caso exista, deste comando. Um script contém uma sequência de instruções. Se existir mais de um comando, os resultados vão aparecendo durante a execução do programa:

    print(1)
    x = 2
    print(x)

E produz a saída:

    1
    2

Para rodar um script em Python é preciso concentrar esses comandos em um mesmo lugar e pedir para o interpretador executá-los. Criamos um arquivo de extensão .py com estes comandos, como aprendemos no capítulo anterior.

Arquivo programa.py:

Note que devemos utilizar a função print() para exibir os resultados na tela já que o modo script, diferente do modo interativo, não exibe os resultados após a declaração de variáveis.

Navegue até o diretório onde se encontra o arquivo programa.py e digite o comando no terminal:

    dev@caelum:~$ python3 programa.py

Que vai gerar a saída:

    dev@caelum:~$ python3 programa.py
    oi, python
    5
    3.14

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3.5 Operadores Aritméticos

Operadores são símbolos especiais que representam cálculos como adições e multiplicações. Para fazer cálculos com números utilizamos os operadores +, -, *, / e ** que representam, respectivamente, adição, subtração, multiplicação, divisão e potenciação.

Uma expressão é uma combinação de valores, variáveis e operadores como x + 17, 1 + 1 etc. Quando digitamos uma expressão no modo interativo, o interpretador vai calcular e imprimir o resultado:

    >>> 1 + 1
    2

    >>> 2 * 3
    6

Também podemos usar variáveis:

    >>> x = 1
    >>> y = 3
    >>> x + y
    4

    >>> x - y
    -2

    >>> x * y
    3

    >>> x / y
    0.3333333333333333

    >>> x ** y
    1

Além dos operadores comentados, temos também o operador // que representa a divisão inteira:

    >>> 7 // 2
    3

E o operador módulo % que resulta no resto da divisão entre dois números inteiros:

    >>> 7 % 3
    1

7 divido por 3 é 2 e gera resto igual a 1. Esse operador é bem útil quando queremos checar se um número é divisível por outro.

Os principais operadores são:

Operação Nome Descrição
a + b adição Soma entre a e b
a - b subtração Diferença entre a e b
a * b multiplicação Produto entre a e b
a / b divisão Divisão entre a e b
a // b divisão inteira Divisão inteira entre a e b
a % b módulo Resto da divisão entre a e b
a ** b exponenciação a elevado a potência de b

3.6 Strings

O operador + também funciona com strings de uma maneira diferente dos números. Ele funciona concatenando strings, ou seja, juntando duas strings:

    >>> texto1 = 'oi'
    >>> texto2 = 'Python'
    texto1 + texto2
    oiPython

O operador * também funciona com strings, multiplicando seu conteúdo por um inteiro. Vamos checar esse resultado:

    >>> texto1 = 'python'
    >>> texto1 * 3
    python python python

Ao multiplicar por 3 o Python replica a string três vezes. Strings possuem muitas funcionalidades prontas chamadas de métodos. O método upper(), por exemplo, retorna o texto em letras maiúsculas. Já o método capitalize() retorna o texto capitalizado (com a primeira letra em maiúscula):

    >>> texto1.upper()
    'PYTHON'

    >>> texto1.capitalize()
    'Python'

Outras funcionalidades de strings estão presentes na documentação que pode ser acessada neste link: https://docs.python.org/3/library/stdtypes.html#string-methods

3.7 Entrada do usuário

Agora vamos criar mais interatividade e pedir para o usuário entrar com um valor digitado do teclado.

O Python possui uma função que captura a entrada de valores: a função input(). Quando essa função é chamada, o programa para e espera o usuário digitar alguma coisa. Quando o usuário aperta a tecla ENTER, o programa processa e imprime o valor digitado em forma de string:

    >>> entrada = input()
    'oi pyhton'

    >>> print(entrada)
    'oi python'

Mas o ideal é pedir algo específico ao usuário e dizer qual dado queremos receber. Podemos passar uma string para a função input():

    >>> nome = input("digite seu nome:\n")
    digite seu nome:
    caelum

    >>> print(nome)
    caelum

O \n no final representa uma nova linha e o interpretador vai quebrar uma linha após imprimir a string. Por este motivo, o valor digitado pelo usuário aparece na próxima linha.

Com o conteúdo aprendido até aqui já é possível começar a escrever o primeiro script. Crie um arquivo programa2.py e acrescente um código que vai pedir que o usuário entre com algum valor e, em seguida, o programa deve imprimir este valor.

Arquivo programa2.py:

    numero = input('Digite um número:\n')
    print(numero)

Podemos melhorar e imprimir uma mensagem como O número digitado foi :

    numero = input('Digite um número:\n')
    print('O número digitado foi ' + numero)

Concatenamos a string com a variável numero utilizando o operador +. Agora, se o usuário digitar o número 2, a saída será O número digitado foi 2. Outra maneira mais elegante é usar a função format():

    print('O número digitado foi {}'.format(numero))

A função format() vai substituir o {} pela variável numero. A princípio, pode parecer uma alternativa pior já que escrevemos mais código para conseguir o mesmo resultado. Mas a função format() fornece mais facilidades. Suponha que o programa receba dois valores digitados pelo usuário e os imprima em uma única mensagem:

    nome = input('Digite seu nome ' + nome)
    idade = input('Digite sua idade ' + idade)
    print('Seu nome é {} e sua idade é {}'.format(nome, idade))

Veja que essa forma facilita a impressão e formatação dos dados uma vez que não quebra a string em várias partes como a concatenação faz. Além do que, com o operador +, sempre temos que lembrar dos espaço em branco entre as palavras:

    print('Seu nome é ' + nome + ' e sua idade é ' + idade)

Neste caso a função format() é mais recomendada e facilita na impressão de mensagens na tela. Agora o script está melhor e podemos executá-lo pelo terminal:

    dev@caelum:~$ python3 programa2.py

A saída:

    digite seu nome:
    caelum
    digite sua idade:
    20
    Seu nome é caelum e sua idade é 20

Para saber mais: a função format()

A função format() faz parte de um conjunto de funções de formatação de strings chamada Formatter. Para mais detalhes acesse a documentação: https://docs.python.org/3/library/string.html#string.Formatter.

Há outras funções de formatação e a format() é a principal delas e a mais utilizada. Podemos passar qualquer tipo de parâmetro e ela é especialmente útil para formatar números passando seu format code. Por exemplo, podemos arredondar o número flutuante 245.2346 para duas casas decimais através do código de formatação :.2f:

       >>> x = 245.2346
       >>> print('{:.2f}'.format(x))
       245.23

O :.2f diz que queremos apenas duas casas decimais para a variável x. Na documentação oficial do Python você acessa os códigos de formatação ou através da PEP 3101: https://www.python.org/dev/peps/pep-3101/.

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3.8 Constantes

O Python possui poucas constantes embutidas. As mais utilizadas são True, False e None. Essas também são palavras chaves do Python, portanto palavras reservadas que não podemos utilizar como nomes de variáveis.

True e False são valores booleanos que representam, respectivamente, verdadeiro e falso. O Python também possui a função bool() que retorna True quando o argumento passado é verdadeiro e retorna False, caso contrário.

Podemos representar True e False através de expressões. Por exemplo "O número 1 é igual a string '1'?". Vamos perguntar ao Python:

    >>> 1 == '1'
    False
print(1 == '1')

O operador == é usado para verificar se algo é igual a outro. Não confundir com o = que atribui um valor a uma variável. Também podemos verificar se um número é maior, utilizando o operador >, ou menor (<) do que outro:

    >>> 2 > 1
    True

    >>> 2 < 1
    False

Podemos também utilizar a função bool() para fazer a verificação:

    >>> bool(3 > 5)
    False

    >>> bool(1 == 1)
    True

O comando bool() não recebe apenas expressões, ele pode receber qualquer coisa e vai responder se tal valor é considerado True ou False:

    >>> bool(0)
    False

    >>> bool('')
    False

    >>> bool(None)
    False

    >>> bool(1)
    True

    >>> bool(-100)
    True

    >>> bool(13.5)
    True

    >>> bool('teste')
    True

    >>> bool(True)
    True

Repare que a função resulta False em strings vazias, quando um número é zero ou quando é None. Ainda não falamos o que o None representa. É um valor do tipo NoneType e é usado para representar a abstenção de um valor - como quando um argumento padrão não é passado para uma função (que veremos em outro capítulo).

    type(None)
    <class 'NoneType'>

Em outras linguagens de programação é comum utilizar a palavra Null para representar a abstenção de valor. Para programadores mais experientes e com algum conhecimento em linguagens como Java e C#, é importante observar que diferente do Null, o None ocupa espaço na memória, é um objeto com referência.

No exemplo acima foram utilizados três operadores diferentes daqueles já vistos anteriormente: o == (igual), o > (maior do que) e o < (menor do que). Estes operadores não são aritméticos, são conhecidos por operadores de comparação. O Python possui mais operadores deste tipo:

Operação Descrição
a == b a igual a b
a != b a diferente de b
a < b a menor do que b
a > b a maior do que b
a <= b a menor ou igual a b
a >= b a maior ou igual a b

Outros operadores que retornam valores booleanos são:

Operação Descrição
a is b True se a e b são idênticos
a is not b True se a e b não são idênticos
a in b True se a é membro de b
a not in b True se a não é membro de b

É importante saber que os operadores == e is funcionam de maneira diferente. Vamos usar o exemplo de duas listas e checar se elas são iguais:

    >>> x = [1, 2, 3]
    >>> y = [1, 2, 3]
    >>> x == y
    True

    >>> x is y
    False

O operador == checa se o conteúdo das variáveis são iguais e seu comportamento pode variar de interpretador para interpretador - o exemplo acima é o comportamento padrão do CPython. Já o operador is checa se a e b são o mesmo objeto. Falaremos de objetos em um outro capítulo, mas é importante ter em mente que tudo em Python é um objeto e cada objeto possui uma referência na memória. O operador is vai checar exatamente se x e y são o mesmo objeto, ou seja, se possuem a mesma referência.

3.9 Comando if

E se quisermos apresentar uma mensagem diferente para o usuário dependendo do valor de entrada? Vamos atribuir um valor para uma variável numero e pedir para o usuário entrar com um valor. Devemos verificar se os valores são iguais como um jogo de adivinhação em que o usuário deve adivinhar o número definido.

    numero = 42
    chute = input('Digite um número: ')

Até aqui, nenhuma novidade. Agora devemos mostrar a mensagem "Você acertou" caso o numero seja igual ao chute, e "Você errou" caso o numero seja diferente do chute. Em português, seria assim:

    Se chute igual a número: "Você acertou"
    Se chute diferente de número: "Você errou"

Ou melhor:

    Se chute igual a número: "Você acertou"
    Senão: "Você errou"

Podemos traduzir isso para código Python. O Python possui o operador condicional para representar a palavra se que é o if e a palavra senão que é o else. A sintaxe ficaria:

    if chute == numero:
        print('Você acertou')
    else:
        print('Você errou')

Este código ainda não funciona porque o Python entende as instruções if e else como blocos e os blocos devem seguir uma indentação. Como print('Você acertou') é a instrução que deve ser executada caso a verificação do if seja verdadeira, devemos ter um recuo para a direita em quatros espaços:

    if chute == numero:
       print('Você acertou')
    else:
       print('Você errou')

Caso contrário, o interpretador vai acusar erro de sintaxe. Dessa maneira o código fica mais legível e o que em outras linguagens é uma escolha do programador, o Python te obriga a fazer - forçando, desta maneira, a organizar o código. Tudo que estiver no bloco da primeira condição (do if) deve estar indentado, ou seja, recuado para direita. Assim como as instruções que estiverem no bloco do else.

No fim, nosso programa, que salvaremos em um arquivo chamado adivinhacao.py fica:

    numero = 42
    chute = input('Digite um número: ')

    if chute == numero:
       print('Você acertou')
    else:
       print('Você errou')

E executamos no terminal:

    dev@caelum:~$ python3 adivinhacao.py
    Digite um número:
    25
    Você errou

Note que a condição de um if deve ser um booleano, ou seja, True ou False. Passamos a expressão chute == numero que vai checar se ela é verdadeira ou não. Caso seja verdadeira, vai executar o código dentro do bloco do if, senão, vai executar o código dentro do else. Agora vamos chutar o número 42 e verificar se tudo está funcionando:

    dev@caelum:~$ python3 adivinhacao.py
    Digite um número:
    42
    Você errou

Algo de errado aconteceu! Digitamos o número correto e mesmo assim o programa não funcionou como esperado. Vamos entender o que aconteceu.

3.10 Convertendo uma string para inteiro

A função input() lê o valor digitado pelo usuário como uma string.

    chute = input('Digite um número: ')

Se o usuário digitar o número 42, a variável chute vai guardar o valor "42", ou seja, um texto. Podemos checar isso através da função type() que retorna o tipo da variável. Vamos testar isso no terminal:

    >>> chute = input('Digite um número: ')
    Digite um número: 42
    >>> type(chute)
    <class 'str'>

Agora fica mais claro porque o programa não está funcionando como o esperado. Quando o interpretador verificar chute == numero vai retornar False já que "42" (texto) é diferente de 42 (número).

Para funcionar, precisamos converter a string "42" para um número inteiro. O int também funciona como uma função (mais para frente entenderemos que não é realmente uma função) que pode receber uma string e retornar o inteiro correspondente:

    >>> numero_em_texto = '12'
    '12'
    >>> type(numero_em_texto)
    <class 'str'>
    >>> numero = int(numero_em_texto)
    12
    >>> type(numero)
    <class 'int'>

Mas devemos tomar cuidado, nem toda string pode ser convertida para um número inteiro:

    >>> texto = 'caelum'
    >>> numero = int(texto)
    Traceback (most recent call last):
        File "<stdin>", line 1, in <module>
    ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'caelum'

O interpretador acusa um ValueError dizendo que o valor passado para int() é inválido, ou seja, é um texto que não representa um número inteiro.

Agora é a melhor hora de aprender algo novo

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3.11 O comando elif

Podemos melhorar ainda mais o jogo: caso o chute não seja igual ao número secreto, podemos dar uma pista para o usuário se ele foi maior ou menor do que o chute inicial. Ou seja, devemos acrescentar esse tratamento caso o usuário erre o chute:

    Se chute = número:
        "Você acertou!"
    Senão:
        Se chute maior do que número_secreto:
            "Você errou! O seu chute foi maior que o número secreto"
        Senão
            "Você errou! O seu chute foi menor que o número secreto"

Já sabemos traduzir isso para Python:

    if(chute == numero_secreto):
    print('Você acertou!')
    else:
        if(chute > numero_secreto):
            print('Você errou! O seu chute foi maior que o número secreto')
        else:
            print('Você errou! O seu chute foi menor que o número secreto')

Mas neste caso podemos fazer um else com uma condição de entrada, o elif. Vamos utilizá-lo para deixar o código mais semântico, já que na prática não há diferença:

    if (numero_secreto == chute):
        print('Você acertou!')
    elif (chute > numero_secreto):
        print('Você errou! O seu chute foi maior que o número secreto')
    elif (chute < numero_secreto):
        print('Você errou! O seu chute foi menor que o número secreto')

Podemos melhorar ainda mais a legibilidade do código para que os outros programadores, que podem ajudar a desenvolvê-lo no futuro, entendam melhor. Vamos deixar nossas condições mais claras. chute == numero_secreto quer dizer que o usuário acertou. Então, extraímos essa condição para uma variável:

    acertou = chute == numero_secreto

    if(acertou):
        print('Você acertou!')

    #restante do código

A variável acertou guarda uma expressão e, portanto é do tipo booleano e podemos usar como condição no comando if. Agora a condição if fica um pouco mais clara. Vamos fazer a mesma coisa para as outras duas condições:

  acertou = chute == numero_secreto
    maior = chute > numero_secreto
    menor = chute < numero_secreto

    if(acertou):
        print('Você acertou!')
    elif(maior):
        print('Você errou! O seu chute foi maior que o número secreto')
    elif(menor):
        print('Você errou! O seu chute foi menor que o número secreto')

3.12 Exercícios - Jogo da adivinhação

  1. Crie um arquivo chamado adivinhacao.py em uma pasta chamada jogos dentro do diretório home:

         |_ home
             |_ jogos
                 |_ adivinhacao.py
    
  2. Abra o arquivo no editor de texto de sua preferência e comece a escrever um cabeçalho para o usuário saber do que se trata o programa:

         print('******************************')
         print('*    Jogo da adivinhação     *')
         print('******************************')
    
  3. Vamos definir a variável numero_secreto que vai guardar o valor a ser adivinhado pelo usuário:

         print('******************************')
         print('*    Jogo da adivinhação     *')
         print('******************************')
    
         numero_secreto = 42
    
  4. Capture a entrada do usuário usando a função input():

         print('******************************')
         print('*    Jogo da adivinhação     *')
         print('******************************')
    
         numero_secreto = 42
    
         chute = input('Digite o seu número: ')
         print('Você digitou: ', chute)
    
  5. Compare o valor digitado pelo usuário com o numero_secreto. Se os valores forem iguais mostre uma mensagem de acerto, caso contrário, mostre uma mensagem de erro:

         print('******************************')
         print('*    Jogo da adivinhação     *')
         print('******************************')
    
         numero_secreto = 42
    
         chute = input('Digite o seu número: ')
         print('Você digitou: ', chute)
    
         if(numero_secreto == chute):
             print('Você acertou!')
         else:
             print('Você errou!')
    
  6. Rode o código acima pelo terminal e teste o jogo chutando o número 42:

         dev@caelum:~$ python3 jogos/adivinhacao.py
    
  7. O chute 42 não funciona como esperado. Esquecemos de converter o chute digitado pelo usuário para um número inteiro. Modifique o código e utilize a função int() para receber a entrada do usuário:

         chute = int(input('Digite o seu número: '))
    
  8. Rode o código novamente com a entrada igual a 42 e veja que agora funciona como esperado.

  9. Vamos apresentar uma pista para o usuário e imprimir uma mensagem dizendo se o chute foi maior ou menor do que o número secreto. Para isso usaremos o elif:

         if (numero_secreto == chute):
             print('Você acertou!')
         elif (chute > numero_secreto):
             print('Você errou! O seu chute foi maior que o número secreto')
         elif (chute < numero_secreto):
             print('Você errou! O seu chute foi menor que o número secreto')
    
  10. Agora vamos melhorar a legibilidade do código extraindo as condições para variáveis:

         acertou = chute == numero_secreto
         maior = chute > numero_secreto
         menor = chute < numero_secreto
    
         if(acertou):
             print('Você acertou!')
         elif(maior):
             print('Você errou! O seu chute foi maior que o número secreto')
         elif(menor):
             print('Você errou! O seu chute foi menor que o número secreto')
    
  11. Rode o programa e teste com todas as situações possíveis.

3.13 Comando while

Queremos dar mais de uma oportunidade para o usuário tentar acertar o número secreto, já que é um jogo de adivinhação. A primeira ideia é repetir o código, desde a função input() até o bloco do elif. Ou seja, para cada nova tentativa que quisermos dar ao usuário, copiaríamos esse código novamente.

Só que copiar código sempre é uma má prática, queremos escrever o código apenas uma vez. Se queremos repetir o código, fazemos um laço, ou um loop, que deve repetir a instrução dentro de bloco enquanto ela for verdadeira. O laço que devemos fazer é:

    Enquanto ainda há tentativas, faça:
        chute_str = input('Digite o seu número: ')
        print('Você digitou: ', chute_str)
        chute = int(chute_str)

        acertou = numero_secreto == chute
        maior = chute > numero_secreto
        menor = chute < numero_secreto

        if (acertou):
            print('Você acertou!')
        elif (maior):
            print('Você errou! O seu chute foi maior que o número secreto')
        elif (menor):
            print('Você errou! O seu chute foi menor que o número secreto')

        print('Fim do Jogo!')

Como dito anteriormente, o Python não entende português e assim como o if ele tem um comando que substituirá a palavra enquanto do nosso exemplo. O while é esse comando que, assim como o if, recebe uma condição. A diferença é que o if, caso a condição seja verdadeira, executa apenas uma vez o código de seu bloco, já o while executa enquanto a condição for verdadeira, por exemplo:

    x = 5
    enquanto x for maior do que 1, faça:
        imprime(x)
        x = x - 1

Que em Python, é equivalente a:

    >>> x = 5
    >>> while(x > 1):
    ...     print(x)
    ...     x = x - 1
    5
    4
    3
    2

Mas tome cuidado, o que acontece se esquecermos essa linha do código x = x - 1?

    >>> x = 5
    >>> while(x > 1):
    ...     print(x)
    5
    5
    5
    5
    5
    ...

O programa vai imprimir o número 5 infinitamente, já que a condição passada é sempre verdadeira e não muda dentro do bloco.

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3.14 Exercícios - Jogo com while

  1. Daremos ao usuário do jogo um número máximo de tentativas. Abra o arquivo adivinhacao.py na pasta jogos e inicie a variável total_de_tentativas com 3 e acrescente o bloco do comando while:

         numero_secreto = 42
         total_de_tentativas = 3
    
         while(ainda há total_de_tentativas):
             #executa o código
    
  2. Resta agora a expressão ainda há. A ideia é que o usuário tenha 3 tentativas, representada no código pela variável total_de_tentativas. A cada rodada subtraímos 1 do valor dessa variável, até o valor chegar a 0, que é quando devemos sair do while. Logo, vamos executá-lo enquanto a variável total_de_tentativas for maior do que 0:

         numero_secreto = 42
         total_de_tentativas = 3
    
         while (total_de_tentativas > 0):
             chute = int(input('Digite o seu número: '))
             print('Você digitou: ', chute)
    
             acertou = chute == numero_secreto
             maior = chute > numero_secreto
             menor = chute < numero_secreto
    
             if(acertou):
                 print('Você acertou')
             elif(maior):
                 print('Você errou! O seu chute foi maior que o número secreto')
             elif(menor):
                 print('Você errou! O seu chute foi menor que o número secreto')
    
             total_de_tentativas = total_de_tentativas - 1
    

    OBS: Não esqueça de indentar o código dentro do bloco while para não receber erro de sintaxe.

  3. Além das tentativas, podemos apresentar qual o número da rodada que o usuário está jogando para deixar claro quantas tentativas ele têm. Para isso vamos criar a variável rodada, que começa com o valor 1:

         total_de_tentativas = 3
         rodada = 1
    
  4. E vamos imprimi-la antes do usuário digitar o seu chute:

         total_de_tentativas = 3
         rodada = 1
    
         while (total_de_tentativas > 0):
             print('Tentativa {} de {}'.format(rodada, total_de_tentativas))
             chute = int(input('Digite o seu número: '))
             print('Você digitou: ', chute)
    
             # restante do código aqui
    
  5. E para a variável total_de_tentativas continuar com o valor 3, não vamos mais subtrair 1 do seu valor, e sim adicionar 1 ao valor da variável rodada:

         total_de_tentativas = 3
         rodada = 1
    
         while (total_de_tentativas > 0):
             print('Tentativa {} de {}'.format(rodada, total_de_tentativas))
    
             chute = int(input('Digite o seu número: '))
               print('Você digitou: ', chute)
    
             acertou = numero_secreto == chute
             maior = chute > numero_secreto
             menor = chute < numero_secreto
    
             if (acertou):
                 print('Você acertou!')
             elif (maior):
               print('Você errou! O seu chute foi maior que o número secreto')
           elif (menor):
               print('Você errou! O seu chute foi menor que o número secreto')
    
             rodada = rodada + 1
    
         print('Fim do jogo')
    
  6. Por fim, precisamos modificar a condição. Já que o total_de_tentativas permanecerá com o valor 3, o código precisa ficar executando enquanto o valor da rodada for menor ou igual ao total de tentativas:

         total_de_tentativas = 3
         rodada = 1
    
         while (rodada <= total_de_tentativas):
             print('Tentativa {} de {}'.format(rodada, total_de_tentativas))
             chute_str = input('Digite o seu número: ')
    
             #restante do código
    

    Agora conseguimos imprimir para o usuário quantas tentativas restantes ele possui! Teste chamando seu arquivo adivinhacao.py com o comando 'python3'.

  7. Falta arrumar uma coisa: quando o usuário acerta, o jogo continua pedindo um novo chute. Queremos terminar a execução do programa quando o usuário acerta. Para isso usamos o comando break. Quando o interpretador encontrar o comando break ele para a execução do programa. vamos acrescentar isso quando o usuário acertar, ou seja, no primeiro comando if após a exibição da mensagem de acerto:

         if(acertou):
             print('Você acertou!')
             break
         elif(maior):
             # restante do código
    
  8. Teste o programa e veja se tudo está funcionando como o esperado.

3.15 Comando for

Ainda no código do jogo da adivinhação, implementamos o loop while, no qual temos uma variável rodada que começa com o valor 1, e é incrementada dentro do loop, que por sua vez tem uma condição de entrada, que é a rodada ser menor ou igual ao total de tentativas, que é 3.

Ou seja, a rodada tem um valor inicial, que é 1, e vai até 3. Fazemos um laço começando com um valor inicial, até um valor final, sempre incrementando esse valor a cada iteração. Mas se esquecermos de incrementar a rodada, entramos em um loop infinito.

Em casos como esse, existe um outro loop que simplifica essa ideia de começar com um valor e incrementá-lo até chegar em um valor final: o loop for.

Para entender o loop, ou laço for, podemos ir até o console do Python para ver o seu funcionamento. A ideia é definirmos o valor inicial e o valor final, que o loop o incrementa automaticamente. Para definir o valor inicial e final, utilizamos a função embutida range(), passando-os por parâmetro, definindo assim a série de valores. A sintaxe é a seguinte:

    Para variável em uma série de valores:
        Faça algo

Isso, em Python, pode ficar assim:

    for rodada in range(1, 10):

O range(1, 10) vai gerar o intervalo de números inteiros de 1 a 9. Na primeira iteração, o valor da variável rodada será 1, depois 2 e até chegar ao valor final da função range() menos 1, isto é, o segundo parâmetro da função não é inclusivo. No exemplo acima, a série de valores é de 1 a 9. Podemos confirmar isso imprimindo o valor da variável rodada no console do Python:

    >>> for rodada in range(1,10):
    ...     print(rodada)
    ...
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9

Com a função range() podemos definir um step (um passo), que é o intervalo entre os elementos. Por padrão o step tem valor igual a 1 mas podemos alterar este valor passando um terceiro parâmetro para a função:

    >>> for rodada in range(1,10,2):
    ...     print(rodada)
    ...
    1
    3
    5
    7
    9

Veja que o intervalo entre cada elemento da séria agora é 2, a cada iteração o laço pula dois passos (incrementa 2). Mas não necessariamente precisamos usar a função range() no for, podemos passar os valores da sequência manualmente conseguindo o mesmo resultado:

    >>> for rodada in [1,2,3,4,5]:
    ...     print(rodada)
    ...
    1
    2
    3
    4
    5

Tanto o while quanto o for podem ser usados no jogo. Conseguiremos o mesmo resultado mas o código fica mais verboso com o while, além de corrermos o risco de esquecer de incrementar a rodada (rodada = rodada + 1) e nosso código entrar em um loop infinito. Neste casos, é preferível utilizar o comando for.

3.16 Exercícios - Utilizando o for no jogo

  1. Substitua o comando while pelo for começando no 1 e indo até o total_de_tentativas. Não esqueça de remover a declaração da variável rodada e o seu incremento dentro do loop:

         numero_secreto = 42
         total_de_tentativas = 3
    
         for rodada in range(1, total_de_tentativas):
             print('Tentativa {} de {}'.format(rodada, total_de_tentativas))
    
             chute = int(input('Digite o seu número: '))
             print('Você digitou: ', chute)
    
             acertou = numero_secreto == chute
             maior = chute > numero_secreto
             menor = chute < numero_secreto
    
             if (acertou):
                 print('Você acertou!')
             elif (maior):
                 print('Você errou! O seu chute foi maior que o número secreto')
             elif (menor):
                 print('Você errou! O seu chute foi menor que o número secreto')
    
         print('Fim do jogo!')
    
  2. É importante saber que o for não é obrigado a ter parênteses. Podemos testar e ver que o programa dá apenas 2 tentativas. Isso porque, como foi falado anteriormente, o segundo parâmetro da função range não é inclusivo, no caso do nosso jogo, range(1,3) irá gerar a série 1 e 2 somente. Portanto, vamos somar 1 ao total_de_tentativas dentro da função range:

         for rodada in range(1, total_de_tentativas + 1):
    
  3. Teste novamente o jogo e veja que tudo está funcionando perfeitamente!

  4. (opcional) Crie um nível de dificuldade para o jogo. Crie uma variável chamada nível e peça para o usuário escolher em qual nível ele deseja jogar. O nível é mensurável de acordo com o total de tentativas: nível 1(tentativas = 20), nível 2(tentativas = 10) e nível 3 (tentativas = 5).

  5. (opcional) Acrescente um total de pontos ao jogador que deve iniciar com 1000 e a cada chute errado deve ser subtraído do total de pontos um valor que corresponde a diferença entre o chute e o número secreto. Para este exercício você vai precisar da função abs(). Veja na documentação do Python como ela funciona.

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