PDF de programación - Programación de alto nivel con Python

Programación de alto nivel con python

Dr. Luis Gerardo de la Fraga

E-mail: [email protected]

http://cs.cinvestav.mx/~fraga

Departamento de Computación

Cinvestav

27 de septiembre, 2016

Dr. Luis Gerardo de la Fraga

CCE 2016, Cinvestav

Programación de alto nivel con python

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Contenido

1. ¿Por qué python?

2. Una breve introducción a Unix

3. Programando en python

4. Resolviendo problemas con python

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¿Porqué aprender python?

Es un lenguaje de alto nivel
Es fácil construir programas rápidamente
Es uno de los lenguajes más usandos
Es el lenguaje sugerido para programar en RaspBerryPi

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Lenguajes de alto nivel

C es un lenguaje de nivel medio
Los leguajes de alto nivel son interpretados
No se definen tipos de datos
Tienen una máquina de tiempo de ejecución (para uso de

memoria con un recolector de basura)

Se puede empotrar funciones en C dentro de Python si se

necesita eficiencia.

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Prototipado rápido

Son ideales para realizar programas que procesan texto y

generan texto

Para generación dinámica de páginas WEB
Si se tiene una idea, puede obtenerse un programa funcional

en minutos u horas

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Índice de Popularidad de los Lenguajes de Programación
PYPL PopularitY of Programming Language index
http://pypl.github.io/PYPL.html

Posición Cambio

Lenguaje

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

↑
↓
↑↑
↓
↓
↑
↑

Java

Python
PHP
C#

Javascript

C++

C

C-Objectivo

R

Swift

Porción Tendencia
23.9 %
12.8 %
10.5 %
8.8 %
7.7 %
7.2 %
7.1 %
4.7 %
3.1 %
3.0 %

-0.5 %
+2.1 %
-0.8 %
-0.5 %
+0.6 %
-0.4 %
-0.1 %
-0.6 %
+0.5 %
+0.4 %

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PYPL PopularitY of Programming Language index https://sites.google.com/

site/pydatalog/pypl/PyPL-PopularitY-of-Programming-Language

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PYPL PopularitY of Programming Language index

http://pypl.github.io/PYPL.html

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http://www.raspberrypi.org/

Se puede comprar en www.newark.com.mx

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Python no lo recomendado para cómputo intensivo

Comparacion de un programa intensivo en punto flotante en

tres versiones, python, perl y C.

$ time python chuaBinX.py 0.1 1000 12 > secPy

3m1.915s
3m1.869s

real
user
sys 0m0.048s
$ time perl chuaBinX.pl 0.1 1000 12 > secPl

3m31.458s
3m31.408s

real
user
sys 0m0.050s
$ time ./chuaBinX 0.1 1000 12 > secC

real
user
sys 0m0.003s

0m0.982s
0m0.968s

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Si se ejecutase 1000 veces el trabajo anterior:

Python Perl

3’31"
211

^
|

C
1"
1

1000" = 16’40"

Tiempos de ejecucion 3’2"
Veces más
Si fuesen 10^6 bits
10^6/10^3 = 10^3

182

^
|
|

un poco más de 58 horas y media

50 horas y media

Moraleja: No usar lenguajes interpretados en cómputo intensivo

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Lenguaje

Mapa caótico

Tiempo (seg)

C

Corrimiento de Bernoulli
Mapa casa de campaña

Mapa Zigzag

Python

Corrimiento de Bernoulli
Mapa casa de campaña

Mapa Zigzag

Matlab

Corrimiento de Bernoulli
Mapa casa de campaña

Mapa Zigzag

0.24
0.40
0.48
7.68
9.81
10.84
37.73
38.7
38.55

Tiempos medidos por Esteban Torres en su trabajo de licenciatura

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Una muy breve introducción a Unix

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Algunos comandos básicos de Unix

1. ls – lista el contenido del directorio
2. ls -l – listado largo del contenido del directorio
3. mkdir nombre – crea el directorio nombre
4. rmdir nombre – borra el directorio nombre
5. cd nombre – se cambia al directorio nombre
6. touch documento – crea un archivo vacío llamado

documento

7. mv documento doc1.txt – cambia de nombre el archivo

documento a doc1.txt

8. file doc1.txt – identifica el archivo doc1.txt
9. rm doc1.txt – borra el archivo doc1.txt

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Hay que ser ordenados para trabajar

Hay que crear siempre un espacio de trabajo, por ejemplo:
cd
mkdir CursoPython
cd CursoPython
ls -l
nano hola.py

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Mi primer programa en python
print "Hola mundo!"

El programa se ejecuta en la línea de comandos como:
$ python hola.py

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Programando en python

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Variables en python
x = 123
x = 123L
x = 3.14
x = "hola"
x = [0,1,2]
x = (0,1,2)
x = open(’hello.py’, ’r’)

# un entero
# un entero largo
# un real en doble precisión

# una cadena
# una lista
# una tupla

# un archivo

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Sentencia “if”
x = 4
if x < 5 :

print "x es menor que cinco"

else :

print "x es mayor o igual que cinco"

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Sentencia “if”
x = 4
if x == 0 :

print "x es igual a cero"

elif x < 5 :

print "x es menor que cinco"

else :

print "x es mayor que cinco"

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# Una línea de comentarios comienza con un ’#’
a = 90
print a
"""

Varias líneas

de comentarios
Fraga 24/03/2014
"""

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Ciclos

Se puede usar la sentencia ’for’,
o también la sentencia ’while’
La sentencia ’for’ se usa para iterar en listas

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# Un ejemplo de uso del ’while’
#
i=0
while i<10 :

print i
i = i + 1

# coding: utf-8
#
# El mismo programa anterior pero con
# una modificación en el ’print’:
#
i=0
while i<10 :
print i,
i = i + 1

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# Un ejemplo del uso del ’for’
#
lista = [2,3,5,9]

for i in lista :

print i

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El comando ’pydoc’

La ayuda sobre cualquier sentencia se puede obtener

con el comando ’pydoc’.

Dar, por ejemplo, ’pydoc if’ en la línea de comandos.

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Se pueden definir funciones (1/2):

def suma(a, b) :

return( a+b )

r = suma( 5, 6)
print "5 + 6 =", r

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Se pueden definir funciones (2/2):

def f(x) :

return( x*x )

i=0
while i<20 :
y = f(i)
print i, y
i = i+1

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Las funciones matemáticas se encuentran en el módulo math:
import math

angulo = math.pi/2

print math.degrees(angulo), math.sin(angulo), \

math.cos(angulo)

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El módulo numpy nos permite definir matrices:
# coding: utf-8
import numpy

A = numpy.zeros((3,2))

# ndim es el número de dimensiones
# size es el número total de elementos
# shape
print A.ndim, A.size, A.shape
i=0
while i<3 :

mxn

j=0
while j<2

:

print A[i,j],
j = j+1

print
i = i+1

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Debe definirse desde el principio del tamaño de la matriz, o
usar sus métodos asociados ’resize’, ’reshape’, por ejemplo.

import numpy as np

a = np.ones((3,3))
print a

a.resize( (3,4 ) )
print a

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Guardando datos en un archivo:
def f(x) :

return( x*x )

arch = open( "salida.txt", ’w’ )

i=0
while i<20

:

y = f(i)
arch.write( "{} {}\n".format(i, y) )
i = i+1

arch.close()

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Argumentos en la línea de comandos:
# coding: utf-8
import sys

n = len(sys.argv)
print n
if n != 3 :

print "Args: número1 número2"
sys.exit(1)

print sys.argv[1], sys.argv[2]

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Excepciones:
# coding: utf-8
import sys

n = len(sys.argv)
if n != 2 :

print "Args: nombre_archivo"
sys.exit(1)

nombre = sys.argv[1]
try:

arch = open( nombre, ’r’ )

except IOError:

print "No pude abrir el archivo", nombre
sys.exit(2)

for linea in arch :

print linea

arch.close()

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Para separar los tokens de una cadena:
# coding: utf-8

a = "Esta es una prueba de una línea de texto"

b = a.split()

for palabra in b:
print palabra

c = b[3]
print "Otro: ", c

n = len(b)
i=0
while i<n :

print b[i]
i = i+1

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