Formation Python. Sandra Dèrozier & Franck Samson 29 Mars 2013

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1 Formation Python Sandra Dèrozier & Franck Samson 29 Mars 2013

2 Programme

3 Présentation de Python Présentation d Eclipse Caractéristiques d un programme Python Variables Python Structures de contrôle et Boucles Gestion de fichiers Présentation de BioPython Programme

4 Présentation Python

5 Création par Guido van Rossum en Langage de programmation interprété. similaire à Perl, Ruby,... Adapté au traitement et à la manipulation de fichiers texte. Dernière version : Site officiel : Présentation de Python

6 Présentation Eclipse

7 Environnement de développement. libre, extensible, universel et polyvalent. création de projets de développement. Principalement écrit en Java. Site officiel : Plugin Perl pour eclipse : Lancement d eclipse sur vos machines : eclipse Présentation d Eclipse

8 Caractéristiques

9 Exécution d un programme Python. via Eclipse : uniquement si le programme ne prend pas d argument en entrée (triangle vert). via un shell : python monfichier.py./monfichier.py chmod +x monfichier.py Utile : commentaire : précédé de #. affichage : print ou print ou print. sauter une ligne : \n. indentation : elle permet l identification des blocs. Caractéristiques d un programme Python

10 Enoncé : créer un programme Python permettant d afficher : Je m appelle Prénom Nom. création d un nouveau projet Python sous Eclipse «formation». création d un nouveau programme Python sous Eclipse «hello.py». print Je m appelle Sandra Derozier. Mon premier programme

11 Variables

12 Plusieurs types : nombres, chaine de caractères, booléens, listes, dictionnaires. Remarque importante : Toutes les variables Python sont montées en mémoire sur la machine (attention à ne pas utiliser des variables trop couteuses en mémoire). Variables Python

13 Nombres

14 Utilisation : stocker des entiers, réels, Caractéristiques : attention : pas d accent ni d espace dans les noms des variables. un nom de variable peut être aussi long que l on veut (mais difficile à manipuler). variable automatiquement initialisée à 0. Variables Python - Nombres

15 Opérateur d affectation : i = 10 Opérateurs arithmétiques : addition : j = i + 1 soustraction : j = i - 4 multiplication : j = i * 2 division : m = j / 2 puissance : j = i ** 2 modulo : j = i % 3 Variables Python - Nombres

16 Incrémentation d une variable : a = a + 1 ou a += 1 Opérateurs de comparaison : inférieur : j < i inférieur ou égal : j <= i supérieur : i > i supérieur ou égal : i >= j tester l égalité : i == j tester la différence : i!= j Variables Python - Nombres

17 Chaines de caractères

18 Opérateur d affectation : Affichage : met = ATG ou met = «ATG» Concaténation : print «Je m appelle» print Je m\ appelle print une variable :, met print «une variable :», str(met) «ATG»++«CGA» -> ATG CGA Variables Python - Chaines de caractères

19 Opérateurs de comparaison : Inférieur : a < b Inférieur ou égal : a <= b Supérieur : a > b Supérieur ou égal : a >= b Tester l égalité : a == b Tester la différence : a!= b Répétition d une chaîne : «Met» * 3 -> MetMetMet Variables Python - Chaines de caractères

20 Récupération d une sous-chaîne : seq = ATGGCATGG seq[0:1] -> AT / seq[4:7] -> CATG Récupération du début de la sous-chaine : seq = ATGGCATGG seq[:3] -> ATG Récupération de la fin de la sous-chaine : seq = ATGGCATGG seq[-3:] -> TGG Variables Python - Chaines de caractères

21 Récupération d une position donnée : met = ATG met[0] -> A / met[1] -> T / met[2] -> G Longueur d une chaîne de caractères : seq = ATGGCATGG len(seq) -> 9 Suppression d un saut de ligne : seq = ATGGCATGG\n seq.strip() -> ATGGCATGG Variables Python - Chaines de caractères

22 Remplacement de caractères : seq = ATGGCATGG seq.replace( G, T ) -> ATTTCATTT Début/Fin d une chaîne de caractères : seq = ATGGCATGG seq.startswith( A ) -> True seq.startswith( T ) -> False seq.endswith( G ) -> True Minuscules/Majuscules : seq = atggcatgg seq.upper() -> ATGGCATGG seq.lower() -> atggcatgg Variables Python - Chaines de caractères

23 Booléens

24 Deux valeurs possibles : True / False Opérateurs logiques : and / or and True False True True False False False False or True False True True True False True False Variables Python - Booléens

25 A partir de cette séquence atgcccaaaaacctggataa, créer un programme Python permettant d afficher sur différentes lignes : la séquence en lettres majuscules uniquement, la longueur de la séquence, le nombre de codon, le premier codon, le dernier codon. Variables Python - Enoncé Exercice 1

26 Listes

27 Utilisation : stocker des chiffres, nombres, caractères, chaînes de caractères, sous la forme de tableaux. Caractéristiques : attention : pas d accent ni d espace dans les noms des variables. un nom de variable peut être aussi long que l on veut (mais difficile à manipuler). variable automatiquement initialisée à tableau vide. Variables Python - Listes

28 Opérateur d affectation : alphabet = [ A, B, C, D, E, F, G, H, I, J ] A B C D E F G H I J tableau indices Accès à un élément du tableau : alphabet[indice] exemple : alphabet[5] -> F et non pas E!!! exemple : alphabet[-1] -> J (dernier élément) Variables Python - Listes

29 Accès à plusieurs éléments du tableau : alphabet[indice_début..indice_fin+1] exemple : alphabet[0..3] -> ABC Retrait/Insertion à une position donnée : seq = [ seq1, seq2, seq3 ] seq.pop(0) -> [ seq2, seq3 ] seq.insert(0, seq1 ) -> [ seq1, seq2, seq3 ] Suppression d un élément donné : seq.remove( seq3 ) -> [ seq1, seq2 ] Variables Python - Listes

30 Ajout d un élément du côté droit : seq.append( seq4 ) -> [ seq1, seq2, seq4 ] Concaténation de tableaux : seq1 = [ seq1 ] / seq2 = [ seq2 ] seq1+seq2 -> [ seq1, seq2 ] Récupération de l index : lettres = [ a, b, c ] lettres.index( b ) -> 1 Variables Python - Listes

31 Nombre d occurrences : lettres = [ a, b, c, b, b, a ] lettres.count( b ) -> 3 lettres.count( a ) -> 2 Inverser un tableau : seq = [ a, b, c ] seq.reverse() -> [ c, b, a ] Duplication d un tableau : seq = [ seq1, seq2 ] seq * 2 -> [ seq1, seq2, seq1, seq2 ] Variables Python - Listes

32 Trier dans l ordre ASCII : seq = [ c, b, a ] seq.sort() -> [ a, b, c ] Transformer un scalaire en tableau grâce à un séparateur : sequence = a*b*c*d*e*f sequence.split( * ) -> [ a, b, c, d, e, f ] Nombre d éléments dans un tableau : sequence = [ a, b, c, d, e, f ] len(sequence) -> 6 Variables Python - Listes

33 A partir de cette séquence atg ccc AAA AAC Cat GGa Taa, créer un programme Python permettant d afficher sur différentes lignes : la séquence en lettres majuscules uniquement, la longueur de la séquence, le premier codon, le dernier codon. Variables Python - Enoncé Exercice 2

34 Dictionnaires

35 Utilisation : stocker des chiffres, nombres, caractères, chaînes de caractères, dans des dictionnaires. Caractéristiques : attention : pas d accent ni d espace dans les noms des variables. un nom de variable peut être aussi long que l on veut (mais difficile à manipuler). variable automatiquement initialisée à vide. formation de couples clé/valeur où la clé doit absolument être unique. attention : recherche d une valeur à partir de sa clé et non l inverse. Variables Python - Dictionnaires

36 Opérateur d affectation : sequences = { seq1 : ATGC, seq2 : TGCC } Liste des clés : sequences.keys() -> [ seq1, seq2 ] Liste des valeurs : sequences.values() -> [ ATGC, TGCC ] Accéder à une valeur donnée : sequences = { seq1 : ATGC, seq2 : TGCC } sequences[ seq2 ] -> TGCC Variables Python - Dictionnaires

37 Ajout d un couple clé/valeur : attention : sequences[ seq3 ] = GCTT si la clé existe déjà, la valeur est remplacée. Suppression d un couple clé/valeur : sequences = { seq1 : ATGC, seq2 : TGCC } del sequences[ seq2 ] -> { seq1 : ATGC } sequences.pop( seq2 ) -> { seq1 : ATGC } Variables Python - Dictionnaires

38 A partir de 8 séquences, créer un programme permettant de créer un tableau de hachage puis d afficher sur différentes lignes : la séquence qui a pour nom «A.SE.SE6594», la liste de tous les noms des séquences (sans les recopier), la liste de toutes les séquences (sans les recopier), la liste de tous les noms des séquences rangés par ordre alphabétique, la longueur de la séquence «A.SE.SE7253», le 1 er codon et le 2 ème codon de cette séquence. Variables Python - Enoncé Exercice 3

39 Structures de contrôle

40 Syntaxe : if condition1 : action1 indentation Exemple : elif condition2 : action2 else : action3 seuil = 15 1 er cas : length = 20 2 ème cas : length = 10 if length <= seuil: print «Longueur séquence <= au seuil déterminé.\n» else: print «Longueur séquence > au seuil déterminé.\n» 1 er cas : longueur séquence > au seuil déterminé. 2 ème cas : longueur séquence <= au seuil déterminé. Structures de contrôle

41 A partir de 8 séquences, créer un programme permettant de créer un dictionnaire puis d afficher sur différentes lignes : les séquences qui ont pour nom «A.KE.Q23-CXC- CG» et «A.SE.SE7535», la longueur des 2 séquences précédentes, les premiers codons des 2 séquences précédentes, les derniers codons des 2 séquences précédentes, si les séquences sont identiques, si les séquences sont de même longueur, si les premiers codons des 2 séquences précédentes sont bien une méthionine (ATG), si les derniers codons des 2 séquences précédentes sont bien un codon stop (TAA, TGA ou TAG). Structures de contrôle - Enoncé Exercice 4

42 Boucles

43 Syntaxe : while condition d arrêt : Exemple : action On a 30 ml d enzyme, chaque digestion a besoin de 5 ml, je veux savoir jusqu à quand je peux lancer mes digestions. vol_enz_depart = vol_enz_restant = 30 vol_reaction = 5 while ( vol_enz_restant > vol_reaction ) : indentation # Déduction des 5mL d enzyme utilisés vol_enz_restant -= vol_reaction print «Vous pouvez lancer votre digestion.\n» Boucles - While

44 A partir de la séquence ATGACTGTAGCTATCGTACGTATGCGTTAA, créer un programme qui, à l aide d une boucle while, permet d afficher l ensemble des codons et leurs positions sur la séquence. Exemple d affichage : Voici le codon numero 1 : ATG Voici le codon numero 2 : ACT Voici le codon numero 3 : GTA Boucles - Enoncé Exercice 5

45 Syntaxe : for element in variable : action Exemple : on a une liste contenant tous les nucléotides d une séquence et on veut stocker la séquence complète dans un scalaire. sequence = nucl = («A», «T», «G», «A», «C», «A», «T») for i in nucl : # Concaténation des nucléotides sequence += nucl[i] Résultat : sequence = «ATGACAT» indentation Boucles - For

46 Parcours d une chaine de caractères : sequence = ACTGATCGTACG for nulceotide in sequence : print nucleotide Parcours des clés ou valeurs d un dictionnaire : sequences = { seq1 : ATGC, seq2 : TGCC, seq3 : GCTT } for cle in sequences.keys(): print(cle) for value in sequences.values(): print(value) Récupération des couples clé/valeur : for cle, valeur in sequences.items(): print("la clé {} contient la valeur {}.".format(cle, valeur)) Boucles - For

47 A partir de 8 séquences, créer un programme qui contient un dictionnaire contenant ces 8 séquences et permet d afficher, à l'aide d'une boucle for, sur différentes lignes : le nom de chaque séquence, chaque séquence, la longueur de chaque séquence. facultatif : le 1 er codon ; est-ce que c est une méthionine? facultatif : le dernier codon ; est-ce que c est un codon stop? Boucles - Enoncé Exercice 6

48 Gestion de fichiers

49 Ouverture en lecture (read) : mon_fichier = open("fichier.txt", "r") Ouverture en écriture (write) : mon_fichier = open("fichier.txt", "w") Ouverture en écriture en mode ajout (append) : mon_fichier = open("fichier.txt", "a") Fermeture : mon_fichier.close() Gestion de fichiers

50 Lecture de l intégralité du fichier : contenu = mon_fichier.read() Stockage des lignes dans une liste : ligne = mon_fichier.readlines() Ecriture : mon_fichier.write(«chaine de caractères») Gestion de fichiers

51 Parcours : mon_entree = open("entree.txt", "r") ma_sortie = open("sortie.txt", "w") for ligne in mon_entree.readlines(): ma_sortie.write(ligne) mon_entree.close() ma_sortie.close() Gestion de fichiers

52 A partir d'un fichier tabulé fichier.txt, créer un programme permettant de transformer un fichier tabulé en fichier FASTA : ouverture en lecture du fichier tabulé, ouverture en écriture du fichier FASTA, lecture du fichier tabulé, écriture dans le fichier FASTA. Voici les formats des fichiers : fichier tabulé : Nom_Sequence Sequence Start Stop Brin fichier FASTA : >Nom_Sequence Start..Stop Brin Sequence Variables Python - Enoncé Exercice 7

53 BioPython

54 Définition : BioPython est un ensemble d outils écrits en Python mis à disposition gratuitement pour la bio-informatique. Documentation : Import de modules : from Bio import SeqIO BioPython

55 Lecture d un fichier au format FASTA : from Bio import SeqIO for seq_record in SeqIO.parse("file.fasta", "fasta") : # Récupération de l ID de la séquence print seq_record.id # Récupération de la séquence print repr(seq_record.seq) print seq_record.seq Gestion de fichiers

56 A partir d'un fichier au format FASTA, créer un programme permettant de récupérer l identifiant de chaque séquence, la séquence et de calculer sa longueur : import des modules nécessaires, parcours du fichier au format FASTA, récupération de l identifiant de chaque séquence, récupération de chaque séquence, calcul de la longueur de chaque séquence. BioPython - Enoncé Exercice 8

57 A partir d'un fichier au format GenBank, créer un programme permettant de récupérer l identifiant de la séquence, la séquence et de calculer sa longueur : import des modules nécessaires, parcours du fichier au format GenBank, récupération de l identifiant de chaque séquence, récupération de chaque séquence, calcul de la longueur de chaque séquence. BioPython - Enoncé Exercice 9

58 Fonction

59 Définition : Une fonction permet de répéter une instruction plusieurs fois sans avoir à réécrire la totalité du code. Syntaxe : def fonction (param1, param2) : instruction1 instruction2 return resultat1, resultat2 Fonction

60 Exemple : # Définition de ma fonction «pluriel» def pluriel (mot) : # Instruction qui permet de rajouter un «s» mot += «s» # Retour du résultat return mot # Appel de la fonction nommée «pluriel» mots = pluriel(«sequence») # Affichage du résultat print «Mot au pluriel :», mots Fonction

61 A partir d'une séquence nucléique, créer un programme avec deux fonctions permettant de reverse complémenter cette séquence : création d une fonction avec un paramètre et une instruction pour inverser la séquence, création d une fonction avec deux paramètres et une instruction pour complémenter la séquence, retour du résultat et affichage de celui-ci. Reverse : ATGATGCAGCT -> TCGACGTAGTA Complement : TCGACGTAGTA -> AGCTGCATCAT Fonction - Enoncé Exercice 10

62 A partir d'une séquence nucléique, créer un programme avec une fonction permettant de traduire cette séquence : création d une fonction avec deux paramètres et une instruction pour traduire la séquence, retour du résultat et affichage de celui-ci. Fonction - Enoncé Exercice 11

63 code_genetique = { "GCT" :"A","GCC":"A","GCA":"A","GCG":"A", "TTA":"L","TTG":"L","CTT":"L","CTC":"L", "CTA":"L","CTG":"L","CGT":"R","CGC":"R", "CGA":"R","CGG":"R","AGA":"R","AGG":"R", "AAA":"K","AAG":"K","AAT":"N","AAC":"N", "ATG":"M","GAT":"D","GAC":"D","TTT":"F", "TTC":"F","TGT":"C","TGC":"C","CCT":"P", "CCC":"P","CCA":"P","CCG":"P","CAA":"Q", "CAG":"Q","TCT":"S","TCC":"S","TCA":"S", "TCG":"S","AGT":"S","AGC":"S","GAA":"E", "GAG":"E","ACT":"T","ACC":"T","ACA":"T", "ACG":"T","GGT":"G","GGC":"G","GGA":"G", "GGG":"G","TGG":"W","CAT":"H","CAC":"H", "TAT":"Y","TAC":"Y","ATT":"I","ATC":"I", "ATA":"I","GTT":"V","GTC":"V","GTA":"V", "GTG":"V","TAG":"*","TGA":"*","TAA":"*" } Fonction - Enoncé Exercice 11 (code génétique)

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