Introduzione alla programmazione in Python
Impara Python, un linguaggio di programmazione popolare, coprendo i concetti fondamentali per sviluppare applicazioni web e software, analisi dei dati e assicurazione della qualità. Le competenze acquisite includono la scrittura di programmi Python 3 e la semplificazione del codice.
Panoramica del corso
📚 Panoramica del Corso
Impara Python, un linguaggio di programmazione popolare, coprendo i concetti fondamentali per sviluppare applicazioni web e software, analizzare dati e garantire la qualità. Le competenze acquisite includono la scrittura di programmi Python 3 e la semplificazione del codice.
Breve sintesi degli obiettivi principali: padroneggiare i fondamenti di Python, il flusso di controllo, le strutture dati (liste, stringhe, dizionari), le funzioni, i moduli e la gestione dei file, culminando con un'introduzione alla Programmazione ad Oggetti.
🎯 Obiettivi di Apprendimento
- Scrivere ed eseguire script Python 3 di base, applicando la sintassi fondamentale e i tipi di dati predefiniti (int, float, str).
- Implementare logiche di programma complesse utilizzando strutture di flusso di controllo (if/else, cicli for/while) per gestire percorsi di esecuzione.
- Progettare e utilizzare funzioni e moduli per strutturare programmi migliorandone riutilizzabilità e manutenibilità.
- Gestire efficacemente i dati usando le strutture fondamentali di Python, tra cui Liste, Stringhe e Dizionari.
- Interagire con fonti esterne di dati eseguendo operazioni di Input/Output su file (testo, CSV e JSON).
🔹 Lezione 1: Ciao Mondo e Sintassi di Base
Panoramica: Questa lezione fondamentale introduce gli elementi essenziali del linguaggio di programmazione Python, partendo dal tradizionale programma "Ciao Mondo" tramite la funzione print(). Stabiliremo regole sintattiche fondamentali, trattando l'importanza dell'indentazione, la sensibilità al caso e come usare efficacemente i commenti per la documentazione del codice. Un focus significativo sarà dedicato alle variabili, coprendo dichiarazione, assegnazione e tipi di dati fondamentali come interi, float e stringhe, necessari per memorizzare prezzi e nomi di articoli. Infine, applicheremo immediatamente questi concetti costruendo il framework per un semplice sistema di punto vendita adatto a un negozio di arredamento. Questa applicazione prevederà la definizione di variabili specifiche per gli articoli (es. 'prezzo_divano', 'quantità') e l'esecuzione di calcoli aritmetici basilari per determinare il totale di un acquisto, consolidando la comprensione del flusso operativo di Python.
Risultati dell'apprendimento:
- Eseguire il programma standard "Ciao Mondo" utilizzando la funzione
print()di Python. - Descrivere e applicare le regole di base della sintassi di Python, inclusa l'indentazione corretta e l'uso efficace dei commenti.
- Definire, dichiarare e assegnare valori a variabili utilizzando tipi di dati fondamentali appropriati (int, float, str).
- Utilizzare operatori aritmetici basilari per eseguire calcoli semplici all'interno di un programma.
- Costruire la struttura iniziale di un sistema di punto vendita, definendo prezzi degli articoli e calcolando il totale di una transazione.
🔹 Lezione 2: Flusso di Controllo e Logica
Panoramica: Questa lezione introduce il concetto fondamentale del flusso di controllo, che determina l'ordine di esecuzione del codice di un programma. Cominceremo esplorando la logica booleana, comprendendo il tipo di dato bool (True/False) e gli operatori relazionali (es. ==, >, <) utilizzati per creare espressioni condizionali. Esamineremo approfonditamente la struttura centrale, l’istruzione if, dimostrando come eseguire blocchi di codice solo quando una condizione è soddisfatta. Successivamente espanderemo questo concetto per gestire percorsi mutuamente esclusivi con le istruzioni else e elif, permettendo algoritmi decisionali complessi nel codice Python. Infine, gli studenti padroneggeranno gli operatori logici (and, or, not), consentendo di combinare più controlli condizionali in modo efficiente. Gli esempi pratici si concentreranno sulla verifica di vincoli dell'input utente e sul routing dell'esecuzione del programma in base a criteri specifici.
Risultati dell'apprendimento:
- Definire variabili booleane e utilizzare operatori relazionali (es. ==, >, <) per valutare espressioni condizionali.
- Costruire strutture di logica condizionale di base utilizzando l’istruzione
if. - Implementare logica decisionale multi-percorso con le istruzioni
elseeelif. - Spiegare il ruolo cruciale dell'indentazione nella definizione dei blocchi di flusso di controllo di Python.
- Applicare operatori logici (
and,or,not) per creare test condizionali composti.
🔹 Lezione 3: Lavorare con le Liste
Panoramica: Questa lezione introduce la lista di Python, il tipo di dato sequenza fondamentale per archiviare collezioni ordinate e modificabili. Cominceremo definendo come creare liste usando parentesi quadre [] e dimostrando la loro capacità di contenere tipi di dati eterogenei. Esploreremo ampiamente i meccanismi fondamentali delle liste—indicizzazione e slicing—mostrando agli studenti come accedere a elementi specifici o sottosezioni utilizzando sia l'indicizzazione positiva (basata su zero) che quella negativa. Un punto teorico cruciale riguarda la mutabilità, spiegando che le liste possono essere modificate in loco dopo la creazione. Gli esempi pratici si concentreranno sui metodi essenziali per la gestione delle liste, inclusi aggiungere elementi (append(), insert()), rimuovere elementi (remove(), pop(), parola chiave del) e determinare la lunghezza (len()). Gli studenti impareranno a memorizzare ed elaborare gruppi dinamici di dati, abilità fondamentale per qualsiasi applicazione Python.
Risultati dell'apprendimento:
- Definire e inizializzare una lista in Python utilizzando la sintassi appropriata, comprendendone il ruolo come sequenza ordinata e mutabile.
- Accedere, modificare ed estrarre elementi o sottosezioni da liste utilizzando l'indicizzazione positiva, negativa e lo slicing.
- Applicare metodi fondamentali delle liste, come
append(),insert(),pop()eremove(), per gestire dinamicamente il contenuto della lista. - Spiegare il concetto di mutabilità e differenziare come viene gestito il contenuto delle liste rispetto ai tipi di dati immutabili.
🔹 Lezione 4: Iterazione e Cicli
Panoramica: Questa lezione introduce il concetto di iterazione, uno strumento fondamentale di programmazione che consente agli sviluppatori di eseguire blocchi di codice ripetutamente, portando a programmi semplificati ed estremamente efficienti. Analizzeremo le due principali strutture di ciclo in Python: il ciclo for, ideale per iterare su una sequenza nota (come elementi in una lista o numeri generati dalla funzione range()), e il ciclo while, che si ripete finché una condizione booleana specificata rimane vera. Dimostreremo come costruire cicli robusti, assicurando criteri di terminazione adeguati per i cicli while per evitare esecuzioni infinite. Inoltre, copriremo meccanismi specializzati di controllo del ciclo, inclusi l’istruzione break per uscire immediatamente dal ciclo e l’istruzione continue per saltare il resto dell’iterazione corrente e passare alla successiva, consentendo un controllo del flusso complesso per soluzioni iterative.
Risultati dell'apprendimento:
- Distinguere tra i ruoli strutturali di
forewhilee selezionare il tipo di ciclo appropriato per un compito di programmazione specifico. - Costruire e utilizzare cicli
forper iterare in modo efficiente su sequenze (come le liste) e usare la funzionerange()per iterazioni numeriche. - Implementare cicli
whilesicuri e controllati, assicurando condizioni di terminazione chiare per evitare esecuzioni infinite. - Applicare le istruzioni
breakecontinueper modificare il flusso standard di esecuzione dei cicli in base a requisiti condizionali specifici.
🔹 Lezione 5: Riutilizzo del Codice con Funzioni
Panoramica: Questa lezione introduce il concetto essenziale del riutilizzo del codice attraverso le funzioni di Python. Gli studenti impareranno innanzitutto la sintassi fondamentale per definire una funzione usando la parola chiave def, comprendendo l'importanza dell'indentazione corretta e dei docstring opzionali. Copriremo come strutturare le funzioni per accettare input tramite parametri (argomenti) e come restituire output usando l’istruzione return. Il beneficio principale delle funzioni—semplificare il codice, migliorarne la leggibilità e prevenire ridondanze (principio DRY)—sarà enfatizzato. L’applicazione pratica coinvolgerà la risoluzione di problemi matematici reali. Gli studenti definiranno e chiameranno funzioni per calcolare formule fisiche famose, come l’energia cinetica o la forza gravitazionale, dimostrando come le funzioni incapsulino logiche specifiche per un uso facile e ripetibile in qualsiasi programma Python.
Risultati dell'apprendimento:
- Definire lo scopo delle funzioni nella programmazione Python e articolare i vantaggi del riutilizzo del codice e della modularità.
- Costruire e definire funzioni Python semplici usando la parola chiave
def, includendo parametri appropriati e convenzioni standard di denominazione. - Chiamare con successo funzioni definite, passando argomenti richiesti per eseguire la logica incapsulata.
- Utilizzare l’istruzione
returnper restituire risultati da una funzione per assegnazione o ulteriori calcoli. - Applicare concetti di programmazione funzionale per implementare e calcolare formule fisiche famose, come il calcolo della distanza o della velocità.
🔹 Lezione 6: Manipolazione delle Stringhe
Panoramica: Questa lezione approfondisce l'oggetto stringa di Python, fondamentale per gestire dati testuali. Cominceremo esplorando come vengono create le stringhe, incluso l'uso di virgolette semplici vs doppie, e discuteremo la loro natura immutabile. Un focus centrale sarà l'accesso e il riorganizzazione del testo tramite indicizzazione e slicing, che permettono di estrarre caratteri o sottostringhe in modo efficiente. Successivamente copriremo metodi essenziali per manipolare il testo, inclusi la pulizia del testo con .strip(), il cambiamento del caso con .lower() e .upper(), e il controllo del contenuto con metodi come .startswith(). Infine, gli studenti padroneggeranno il processo di suddivisione di grandi blocchi di testo in liste di parole o righe tramite il potente metodo .split(), e successivamente ricostruirle in modo efficiente usando il versatile metodo .join(), abilitando applicazioni automatizzate di elaborazione del testo.
Risultati dell'apprendimento:
- Definire l'oggetto stringa di Python e applicare indicizzazione e slicing per accedere a caratteri o sottostringhe specifiche.
- Utilizzare metodi comuni delle stringhe come .upper(), .lower() e .strip() per pulire e formattare i dati testuali.
- Implementare tecniche di interpolazione stringa usando f-string e il metodo .format() per creare testi dinamici.
- Dimostrare l'uso del metodo .split() per suddividere il testo in liste e del metodo .join() per ricostruire sequenze in stringhe.
🔹 Lezione 7: Moduli di Python
Panoramica: Questa lezione introduce il concetto essenziale dei moduli di Python, che permettono di organizzare il codice e ampliare enormemente le funzionalità tramite file riutilizzabili. Definiremo cosa sia un modulo (un file standard .py) e spiegheremo perché l'uso dei moduli promuove il riutilizzo del codice e la chiarezza. Il focus principale sarà padroneggiare l’istruzione import, coprendo la sintassi standard (import nome_modulo), l'aliasing (import modulo as alias) e gli import mirati (from modulo import elemento) per gestire efficacemente lo spazio dei nomi del programma. Esploreremo esempi pratici con moduli integrati fondamentali della Libreria Standard di Python, come il modulo math (per funzioni come sqrt o costanti come pi) e il modulo random. Infine, illustreremo come creare e implementare un semplice modulo personalizzato per strutturare e riutilizzare le proprie funzioni in diversi file Python.
Risultati dell'apprendimento:
- Definire cosa sia un modulo di Python e spiegare il suo ruolo nell'estensione delle funzionalità e nell'organizzazione di programmi complessi.
- Utilizzare correttamente l'istruzione
importstandard e le sue varianti (aliasing e import mirati). - Dimostrare la capacità di chiamare e utilizzare funzioni da moduli integrati comuni come
matherandom. - Spiegare come diversi metodi di import influiscano nello spazio dei nomi del programma corrente.
- Creare un semplice modulo personalizzato di Python contenente funzioni riutilizzabili.
🔹 Lezione 8: Uso dei Dizionari
Panoramica: Questa lezione approfondisce il dizionario di Python, una struttura dati fondamentale e potente utilizzata per mappare chiavi univoche a valori specifici. Cominceremo definendo la struttura del dizionario usando parentesi graffe e coppie chiave-valore separate da virgole, sottolineando che i dizionari sono mutabili e ottimizzati per ricerche rapide basate sulla chiave. La lezione coprirà operazioni essenziali, inclusi come accedere ai valori in modo efficiente tramite notazione con parentesi quadre, e come aggiungere nuove coppie o modificare valori esistenti dinamicamente. Esploreremo vincoli chiave, notando che le chiavi devono essere tipi immutabili (come stringhe o tuple). Infine, gli studenti impareranno metodi critici come ".keys()", ".values()" e ".items()" per visualizzare il contenuto del dizionario, e come iterare su questi elementi utilizzando cicli, consolidando la loro capacità di archiviare e recuperare dati complessi e non strutturati in modo efficace.
Risultati dell'apprendimento:
- Definire la struttura del dizionario di Python e articolare la sua funzione primaria come contenitore per mappature chiave-valore.
- Costruire e inizializzare un dizionario utilizzando la sintassi letterale e assegnare e recuperare correttamente i valori in base alle loro chiavi corrispondenti.
- Eseguire operazioni CRUD (Creare, Leggere, Aggiornare, Eliminare) sugli elementi del dizionario utilizzando la notazione con parentesi quadre e la parola chiave
del. - Utilizzare metodi incorporati dei dizionari, inclusi .keys(), .values() e .items(), per estrarre in modo efficiente diverse visualizzazioni dei dati memorizzati.
- Applicare i dizionari in esempi pratici di programmazione, come modellare un profilo utente o gestire impostazioni di configurazione.
🔹 Lezione 9: Input e Output (I/O) su File
Panoramica: Questa lezione introduce l'Input e Output su file (I/O) in Python, abilitando l'automazione e la persistenza dei dati. Cominciamo padroneggiando le operazioni fondamentali di gestione dei file: aprire file usando la funzione integrata open(), specificare diversi modalità di accesso (lettura 'r', scrittura 'w', append 'a') e comprendere il ruolo cruciale del contesto with open() as f: per assicurare che i file siano chiusi automaticamente, prevenendo perdite di risorse. Successivamente, esploreremo la lettura e la scrittura di dati non strutturati usando file di testo standard (.txt). La seconda parte si concentra su dati strutturati: utilizzando il modulo csv dedicato per leggere e scrivere efficacemente valori separati da virgola, e implementando il modulo json (specificamente json.load() e json.dump()) per gestire strutture dati JSON complesse e nidificate, fondamentali per interagire con API e file di configurazione moderni. Padronanza di questi concetti è fondamentale per costruire applicazioni Python pratiche che interagiscono con fonti esterne di dati.
Risultati dell'apprendimento:
- Spiegare il processo fondamentale della gestione dei file in Python, inclusa l'uso della funzione
open()e la specifica delle modalità di lettura/scrittura/append. - Implementare l'istruzione
with(gestore di contesto) per gestire in modo sicuro e affidabile le risorse dei file, assicurando sempre la chiusura. - Scrivere codice Python per leggere e scrivere dati sequenziali su file di testo standard (.txt).
- Applicare il modulo integrato
csvper leggere, analizzare e generare dati in formato CSV in modo programmato. - Utilizzare il modulo
jsonper serializzare oggetti Python in formato JSON e deserializzare dati JSON in strutture Python utilizzabili.
🔹 Lezione 10: Introduzione alle Classi e alla Programmazione ad Oggetti
Panoramica: Questa lezione offre un’introduzione fondamentale alla Programmazione ad Oggetti (OOP) in Python. Cominceremo chiarendo la differenza tra i tipi di dati standard e integrati di Python (come int, str, list) e le potenti strutture definite dall’utente note come classi. I discenti capiranno che una classe serve come progetto, mentre un oggetto è un'istanza concreta derivata da quel progetto. Copriremo la sintassi essenziale per definire una classe usando la parola chiave class, focalizzandoci pesantemente su come inizializzare lo stato dell'oggetto usando il metodo speciale __init__ (il costruttore) e come definire metodi operativi. Infine, esploreremo come questi concetti consentano l'incapsulamento—raggruppare dati e i metodi che agiscono su quei dati—e brevemente discuteremo il ruolo degli interfacce nel definire contratti comportamentali chiari per gli oggetti, gettando le basi per architetture software complesse.
Risultati dell'apprendimento:
- Distinguere tra i tipi di dati Python integrati e i tipi di classe definiti dall’utente.
- Definire e articolare la differenza fondamentale tra una classe e un oggetto (istanza).
- Implementare una classe Python di base, inclusa l’istanziazione e la definizione di attributi dell’istanza.
- Utilizzare il metodo
__init__(costruttore) per inizializzare correttamente lo stato dell’oggetto al momento della creazione. - Spiegare come l’incapsulamento struttura il codice e contribuisca alla riutilizzabilità e manutenibilità del codice.