Actividades de Programación: Mejores practicas para Python

Una pequeña introducción para Python

En los siguientes ejemplos, las entradas y salidas son distinguidas por la presencia o ausencia de los prompts (`>>>` and `...`): para reproducir los ejemplos, debes escribir todo lo que esté después del prompt, cuando este aparezca; las líneas que no comiencen con el prompt son las salidas del intérprete. Tener en cuenta que el prompt secundario que aparece por si sólo en una línea de un ejemplo significa que debés escribir una línea en blanco; esto es usado para terminar un comando multilínea.
Muchos de los ejemplos de este manual, incluso aquellos ingresados en el prompt interactivo, incluyen comentarios. Los comentarios en Python comienzan con el carácter numeral, #, y se extienden hasta el final físico de la línea. Un comentario quizás aparezca al comienzo de la línea o seguidos de espacios blancos o código, pero sin una cadena de caracteres. Un carácter numeral dentro de una cadena de caracteres es sólo un carácter numeral. Ya que los comentarios son para aclarar código y no son interpretados por Python, pueden omitirse cuando se escriben ejemplos.

Algunos ejemplos:

# este es el primer comentario
SPAM = 1                 # y este es el segundo comentario
                         # ... y ahora un tercero!
STRING = "# Este no es un comentario".

Python como una calculadora

Vamos a probar algunos comandos simples en Python. Iniciá un intérprete y esperá por el prompt primario, >>>. (No debería demorar tanto).

Números

El intérprete actúa como una simple calculadora; podés ingrsar una expresión y este escribirá los valores. La sintaxis es sencilla: los operadores +, -, * y / funcionan como en la mayoría de los lenguajes (por ejemplo, Pascal o C); los paréntesis pueden ser usados para agrupar. Por ejemplo:

>>> 2+2
4
>>> # Este es un comentario
... 2+2
4
>>> 2+2  # y un comentario en la misma línea que el código
4
>>> (50-5*6)/4
5
>>> # La división entera retorna redondeado al piso:
... 7/3
2
>>> 7/-3
-3

 

El signo igual (=) es usado para asignar un valor a una variable. Luego, ningún resultado es mostrado antes del próximo prompt:

>>> ancho = 20
>>> largo = 5*9
>>> ancho * largo
900

 

Un valor puede ser asignado a varias variables simultáneamente:

>>> x = y = z = 0  # Cero a x, y, y z
>>> x
0
>>> y
0
>>> z
0

 

Las variables deben estar “definidas” (con un valor asignado) antes de que puedan usarse, o un error ocurrirá:

>>> # tratamos de acceder a una variable no definida
... n
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'n' is not defined

Se soporta completamente los números de punto flotante; las operaciones con mezclas en los tipos de los operandos convierten los enteros a punto flotante:

>>> 3 * 3.75 / 1.5
7.5
>>> 7.0 / 2
3.5

Los números complejos también están soportados; los números imaginarios son escritos con el sufijo de j o J. Los números complejos con un componente real que no sea cero son escritos como (real+imagj), o pueden ser escrito con la función complex(real, imag).

>>> 1j * 1J
(-1+0j)
>>> 1j * complex(0,1)
(-1+0j)
>>> 3+1j*3
(3+3j)
>>> (3+1j)*3
(9+3j)
>>> (1+2j)/(1+1j)
(1.5+0.5j)

 

Los números complejos son siempre representados como dos números de punto flotante, la parte real y la imaginaria. Para extraer estas partes desde un número complejo z, usá z.real y z.imag.

>>> a=1.5+0.5j
>>> a.real
1.5
>>> a.imag
0.5

 

La función de conversión de los punto flotante y enteros (float(), int() y long()) no funciona para números complejos; aquí no hay una forma correcta de convertir un número complejo a un número real. Usá abs(z) para obtener esta magnitud (como un flotante) o z.real para obtener la parte real.

>>> a=3.0+4.0j
>>> float(a)
Traceback (most recent call last):
...
TypeError: can't convert complex to float
>>> a.real
3.0
>>> a.imag
4.0
>>> abs(a)  # sqrt(a.real**2 + a.imag**2)
5.0
>>>

 

En el modo interactivo, la última expresión impresa es asignada a la variable _. Esto significa que cuando estés usando Python como una calculadora de escritorio, es más fácil seguir calculando, por ejemplo:

>>> impuesto = 12.5 / 100
>>> precio = 100.50
>>> precio * impuesto
12.5625
>>> precio + _
113.0625
>>> round(_, 2)
113.06
>>>

 

Esta variable debería ser tratada como de sólo lectura por el usuario. No le asignes explícitamente un valor; crearás una variable local independiente con el mismo nombre enmascarando la variable con el comportamiento mágico.

Cadenas de caracteres

Además de números, Python puede manipular cadenas de texto, las cuales pueden ser expresadas de distintas formas. Pueden estar encerradas en comillas simples o dobles:

>>> 'huevos y pan'
'huevos y pan'
>>> 'doesn\'t'
"doesn't"
>>> "doesn't"
"doesn't"
>>> '"Si," le dijo.'
'"Si," le dijo.'
>>> "\"Si,\" le dijo."
'"Si," le dijo.'
>>> '"Isn\'t," she said.'
'"Isn\'t," she said.'

 

Las cadenas de texto literales pueden contener múltiples líneas de distintas formas. Las líneas continuas se pueden usar, con una barra invertida como el último carácter de la línea para indicar que la siguiente línea es la continuación lógica de la línea:

hola = "Esta es una larga cadena que contiene\n\
varias líneas de texto, tal y como se hace en C.\n\
    Notar que los espacios en blanco al principio de la linea\
 son significantes."

print hola

 

Notá que de todas formas se necesita embeber los salto de líneas con \n; la nueva línea que sigue a la barra invertida final es descartada. Este ejemplo imprimiría:

Esta es una larga cadena que contiene
varias líneas de texto, tal y como se hace en C.
     Notar que los espacios en blanco al principio de la linea son
     significantes.

O, las cadenas de texto pueden ser rodeadas en un par de comillas triples: """ o '''. No se necesita escapar los finales de línea cuando se utilizan comillas triples, pero serán incluidos en la cadena.

print """
Uso: algo [OPTIONS]
     -h                        Muestra el mensaje de uso
     -H nombrehost             Nombre del host al cual conectarse
"""

...produce la siguiente salida:

Uso: algo [OPTIONS]
     -h                        Muestra el mensaje de uso
     -H nombrehost             Nombre del host al cual conectarse

Si se hace de la cadena de texto una cadena “cruda”, la secuencia \n no es convertida a salto de línea, pero la barra invertida al final de la línea y el carácter de nueva línea en la fuente, ambos son incluidos en la cadena como datos. Así, el ejemplo:

hola = r"Esta es una larga cadena que contiene\n\
varias líneas de texto, tal y como se hace en C."

print hola

...imprimirá:

Esta es una larga cadena que contiene\n\
varias líneas de texto, tal y como se hace en C.

El interprete imprime el resultado de operaciones entre cadenas de la misma forma en que son tecleadas como entrada: dentro de comillas, y con comillas y otros caracteres raros escapados con barras invertidas, para mostrar el valor preciso. La cadena de texto es encerrada con comillas dobles si contiene una comilla simple y no comillas dobles, sino es encerrada con comillas simples. (La declaración print, descrita luego, puede ser usado para escribir cadenas sin comillas o escapes).
Las cadenas de texto pueden ser concatenadas (pegadas juntas) con el operador + y repetidas con *:

>>> palabra = 'Ayuda' + 'A'
>>> palabra
'AyudaA'
>>> '<' + palabra*5 + '>'
'<AyudaAAyudaAAyudaAAyudaAAyudaA>'

 

Dos cadenas de texto juntas son automáticamente concatenadas; la primer línea del ejemplo anterior podría haber sido escrita palabra = 'Ayuda' 'A'; esto solo funciona con dos literales, no con expresiones arbitrarias:

>>> 'cad' 'ena'                   #  <-  Esto es correcto
'cadena'
>>> 'cad'.strip() + 'ena'   #  <-  Esto es correcto
'cadena'
>>> 'cad'.strip() 'ena'     #  <-  Esto no es correcto
Traceback (most recent call last):
...
SyntaxError: invalid syntax

 

Las cadenas de texto se pueden indexar; como en C, el primer carácter de la cadena tiene el índice 0. No hay un tipo de dato para los caracteres; un carácter es simplemente una cadena de longitud uno. Como en Icon, se pueden especificar subcadenas con la notación de rebanadas: dos índices separados por dos puntos.

>>> palabra[4]
'a'
>>> palabra[0:2]
'Ay'
>>> palabra[2:4]
'ud'

 

Los índices de las rebanadas tienen valores por defecto útiles; el valor por defecto para el primer índice es cero, el valor por defecto para el segundo índice es la longitud de la cadena a rebanar.

>>> palabra[:2]    # Los primeros dos caracteres
'Ay'
>>> palabra[2:]    # Todo menos los primeros dos caracteres
'udaA'

 

A diferencia de las cadenas de texto en C, en Python no pueden ser modificadas. Intentar asignar a una posición de la cadena es un error:

>>> palabra[0] = 'x'
Traceback (most recent call last):
...
TypeError: 'str' object does not support item assignment
>>> palabra[:1] = 'Mas'
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in ?
TypeError: 'str' object does not support item assignment

 

Sin embargo, crear una nueva cadena con contenido combinado es fácil y eficiente:

>>> 'x' + palabra[1:]
'xyudaA'
>>> 'Mas' + palabra[5]
'MasA'

Algo útil de las operaciones de rebanada: s[:i] + s[i:] es s.

>>> palabra[:2] + palabra[2:]
'AyudaA'
>>> palabra[:3] + palabra[3:]
'AyudaA'

 

Los índices degenerados en las rebanadas son manejados bien: un índice muy largo es reemplazado por la longitud de la cadena, un límite superior más chico que el límite menor retorna una cadena vacía.

>>> palabra[1:100]
'yudaA'
>>> palabra[10:]
''
>>> palabra[2:1]
''

 

Los índices pueden ser números negativos, para empezar a contar desde la derecha. Por ejemplo:

>>> palabra[-1]     # El último caracter
'A'
>>> palabra[-2]     # El penúltimo caracter
'a'
>>> palabra[-2:]    # Los últimos dos caracteres
'aA'
>>> palabra[:-2]    # Todo menos los últimos dos caracteres
'Ayud'

 

Pero notá que -0 es en realidad lo mismo que 0, ¡por lo que no cuenta desde la derecha!

>>> palabra[-0]     # (ya que -0 es igual a 0)
'A'

Los índices negativos fuera de rango son truncados, pero esto no funciona para índices de un solo elemento (no rebanada):

>>> palabra[-100:]
'AyudaA'
>>> palabra[-10]    # error
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in ?
IndexError: string index out of range

 

Una forma de recordar cómo funcionan las rebanadas es pensar en los índices como puntos entre caracteres, con el punto a la izquierda del primer carácter numerado en 0. Luego, el punto a la derecha del último carácter de una cadena de n caracteres tienen índice n, por ejemplo:

 +---+---+---+---+---+---+

 | A | y | u | d | a | A |
 +---+---+---+---+---+---+
 0   1   2   3   4   5   6
-6  -5  -4  -3  -2  -1

La primer fila de números da la posición de los índices 0...6 en la cadena; la segunda fila da los correspondientes índices negativos. La rebanada de i a j consiste en todos los caracteres entre los puntos etiquetados i y j, respectivamente.
Para índices no negativos, la longitud de la rebanada es la diferencia de los índices, si ambos entran en los límites. Por ejemplo, la longitud de palabra[1:3] es 2.
La función incorporada len() devuelve la longitud de una cadena de texto:

>>> s = 'supercalifrastilisticoespialidoso'
>>> len(s)
33

Cadenas de texto Unicode

Desde la versión 2.0 de Python, se encuentra disponible un nuevo tipo de datos para que los programadores almacenen texto: el objeto Unicode. Puede ser usado para almacenar y manipular datos Unicode (ver http://www.unicode.org/) y se integran bien con los objetos existentes para cadenas de texto, mediante auto-conversión cuando es necesario.
Unicode tiene la ventaja de tener un número ordinal para cada carácter usado tanto en textos modernos como antiguos. Previamente, había sólo 256 ordinales posibles para los caracteres en scripts. Los textos eran típicamente asociados a un código que relaciona los ordinales a caracteres en scripts. Esto lleva a mucha confusión, especialmente al internacionalizar software. Unicode resuelve estos problemas definiendo una sola codificación para todos los scripts.
Crear cadenas Unicode en Python es tan simple como crear cadenas de texto normales:

>>> u'Hola Mundo!'
u'Hola Mundo!'

La 'u' al frente de la comilla indica que se espera una cadena Unicode. Si querés incluir caracteres especiales en la cadena, podés hacerlo usando una forma de escapar caracteres Unicode provista por Python. El siguiente ejemplo muestra cómo:

>>> u'Hola\u0020Mundo!'
u'Hola Mundo!'

La secuencia de escape \u0020 indica que se debe insertar el carácter Unicode con valor ordinal 0x0020 (el espacio en blanco) en la posición dada.
Otros caracteres son interpretados usando su respectivo valor ordinal como ordinales Unicode. Si tenés cadenas de texto literales en la codificación estándar Latin-1 que es muy usada en países occidentales, encontrarás conveniente que los primeros 256 caracteres de Unicode son los mismos primeros 256 caracteres de Latin-1.
También existe un modo crudo para expertos, del mismo modo que con las cadenas de texto normales. Debés anteponer ‘ur’ a la comilla inicial para que Python use el modo de escape crudo de Unicode. Solo se aplicará la conversión \uXXXX si hay un número impar de barras invertidas frente a la ‘u’.

>>> ur'Hola\u0020Mundo!'
u'Hola Mundo!'
>>> ur'Hola\\u0020Mundo!'
u'Hola\\\\u0020Mundo!'

 

El modo crudo es útil principalmente cuando tenés que insertar muchas barras invertidas, como puede suceder al trabajar con expresiones regulares.
Además de estas codificaciones estándar, Python provee muchas más formas de crear cadenas de texto Unicode en las bases de codificaciones conocidas.

La función predefinida unicode() da acceso a todos los codecs (CODificadores y DECodificadores). Algunos de los códigos más conocidos que estos codecs pueden convertir son Latin-1, ASCII, UTF-8, y UTF-16. Los dos últimas son códigos de longitud variable que almacenan cada carácter Unicode en uno o más bytes. El código por defecto es normalmente configurado a ASCII, que contiene los caracteres del rango 0-127 y rechaza cualquier otro con un error. Cuando una cadena Unicode se imprime, escribe en un archivo, o se convierte con la función str(), se realiza la conversión utilizando el código por defecto.

>>> u"abc"
u'abc'
>>> str(u"abc")
'abc'
>>> u"äöü"
u'\xe4\xf6\xfc'
>>> str(u"äöü")
Traceback (most recent call last):
...
UnicodeEncodeError: 'ascii' codec can't encode characters in position 0-5: ordinal not in range(128)

Para convertir una cadena Unicode en una cadena de 8-bit utilizando un código en particular, los objetos Unicode tienen un método encode() que toma un argumento, el nombre del código. Se prefieren los nombres en minúsculas para los nombres de los códigos.

>>> u"äöü".encode('utf-8')
'\xc3\xa4\xc3\xb6\xc3\xbc'

Si tenés datos en un código en particular y querés producir la cadena Unicode correspondiente, podés usar la función unicode() con el nombre del código como segundo argumento.

>>> unicode('\xc3\xa4\xc3\xb6\xc3\xbc', 'utf-8')
u'\xe4\xf6\xfc'

Listas

Python tiene varios tipos de datos compuestos, usados para agrupar otros valores. El más versátil es la lista, la cual puede ser escrita como una lista de valores separados por coma (ítems) entre corchetes. No es necesario que los ítems de una lista tengan todos el mismo tipo.

>>> a = ['pan', 'huevos', 100, 1234]
>>> a
['pan', 'huevos', 100, 1234]

Como los índices de las cadenas de texto, los índices de las listas comienzan en 0, y las listas pueden ser rebanadas, concatenadas y todo lo demás:

>>> a[0]
'pan'
>>> a[3]
1234
>>> a[-2]
100
>>> a[1:-1]
['huevos', 100]
>>> a[:2] + ['carne', 2*2]
['pan', 'huevos', 'carne', 4]
>>> 3*a[:3] + ['Boo!']
['pan', 'huevos', 100, 'pan', 'huevos', 100, 'pan', 'huevos', 100, 'Boo!']

A diferencia de las cadenas de texto, que son inmutables, es posible cambiar un elemento individual de una lista:

>>> a
['pan', 'huevos', 100, 1234]
>>> a[2] = a[2] + 23
>>> a
['pan', 'huevos', 123, 1234]

 

También es posible asignar a una rebanada, y esto incluso puede cambiar la longitud de la lista o vaciarla totalmente:

>>> # Reemplazar algunos elementos:
... a[0:2] = [1, 12]
>>> a
[1, 12, 123, 1234]
>>> # Borrar algunos:
... a[0:2] = []
>>> a
[123, 1234]
>>> # Insertar algunos:
... a[1:1] = ['bruja', 'xyzzy']
>>> a
[123, 'bruja', 'xyzzy', 1234]
>>> # Insertar (una copia de) la misma lista al principio
>>> a[:0] = a
>>> a
[123, 'bruja', 'xyzzy', 1234, 123, 'bruja', 'xyzzy', 1234]
>>> # Vaciar la lista: reemplazar todos los items con una lista vacía
>>> a[:] = []
>>> a
[]

 

La función predefinida len() también sirve para las listas:

>>> a = ['a', 'b', 'c', 'd']
>>> len(a)
4

 

Es posible anidar listas (crear listas que contengan otras listas), por ejemplo:

>>> q = [2, 3]
>>> p = [1, q, 4]
>>> len(p)
3
>>> p[1]
[2, 3]
>>> p[1][0]
2
>>> p[1].append('extra')     # Ver seccion 5.1
>>> p
[1, [2, 3, 'extra'], 4]
>>> q
[2, 3, 'extra']

 

Notá que en el último ejemplo, p[1] y q ¡realmente hacen referencia al mismo objeto! Volveremos a la semántica de los objetos más adelante.

Primeros pasos hacia la programación

Por supuesto, podemos usar Python para tareas más complicadas que sumar dos y dos. Por ejemplo, podemos escribir una subsecuencia inicial de la serie de Fibonacci así:

>>> # Series de Fibonacci:
... # la suma de dos elementos define el siguiente
... a, b = 0, 1
>>> while b < 10:
...     print b
...     a, b = b, a+b
...
1
1
2
3
5
8

 

Este ejemplo introduce varias características nuevas

La primer línea contiene una asignación múltiple: las variables``a`` y b toman en forma simultanea los nuevos valores 0 y 1. En la última linea esto es vuelto a usar, demostrando que las expresiones a la derecha son evaluadas antes de que suceda cualquier asignación. Las expresiones a la derecha son evaluadas de izquierda a derecha.

El bucle while se ejecuta mientras la condición (aquí: b < 10) sea verdadera. En Python, como en C, cualquier entero distinto de cero es verdadero; cero es falso. La condición también puede ser una cadena de texto o una lista, de hecho cualquier secuencia; cualquier cosa con longitud distinta de cero es verdadero, las secuencias vacías son falsas. La prueba usada en el ejemplo es una comparación simple. Los operadores estándar de comparación se escriben igual que en C: < (menor qué), > (mayor qué), == (igual a), <= (menor o igual qué), >= (mayor o igual qué) y != (distinto a).

El cuerpo del bucle está sangrado: la sangría es la forma que usa Python para agrupar declaraciones. El intérprete interactivo de Python (¡aún!) no provee una facilidad inteligente para editar líneas, así que debés teclear un tab o espacio(s) para cada línea sangrada. En la práctica vas a preparar entradas más complicadas para Python con un editor de texto; la mayoría de los editores de texto tienen la facilidad de agregar la sangría automáticamente. Al ingresar una declaración compuesta en forma interactiva, debés finalizar con una línea en blanco para indicar que está completa (ya que el analizador no puede adivinar cuando tecleaste la última línea). Notá que cada línea de un bloque básico debe estar sangrada de la misma forma.

La declaración print escribe el valor de la o las expresiones que se le pasan. Difiere de simplemente escribir la expresión que se quiere mostrar (como hicimos antes en los ejemplos de la calculadora) en la forma en que maneja múltiples expresiones y cadenas. Las cadenas de texto son impresas sin comillas, y un espacio en blanco es insertado entre los elementos, así podés formatear cosas de una forma agradable:

>>> i = 256*256
>>> print 'El valor de i es', i
El valor de i es 65536

 

Una coma final evita el salto de línea al final de la salida:

>>> a, b = 0, 1
>>> while b < 1000:
...     print b,
...     a, b = b, a+b
...
1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987

Actividades de Programación

viernes, 30 de agosto de 2013

Mejores practicas para Python