PDF de programación - Python para todos

Python

PARA TODOS

Raúl González Duque

Python

PARA TODOS

Raúl González Duque

Python para todos
por Raúl González Duque

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(Raúl González Duque)

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La imágen de portada es una fotografía de una pitón verde de la especie
Morelia viridis cuyo autor es Ian Chien. La fotografía está licenciada bajo
Creative Commons Attribution ShareAlike 2.0

Contenido

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Introducción

¿Qué es Python?
¿Por qué Python?
Instalación de Python
Herramientas básicas

Mi primer programa en Python
Tipos básicos

Números
Cadenas
Booleanos
Colecciones
Listas
Tuplas
Diccionarios
Control de flujo
Sentencias condicionales
Bucles
Funciones
Orientación a Objetos

Clases y objetos
Herencia
Herencia múltiple
Polimorfismo
Encapsulación
Clases de “nuevo-estilo”
Métodos especiales
Revisitando Objetos
Diccionarios
Cadenas
Listas

Programación funcional

Entrada/Salida Y Ficheros

Funciones de orden superior
Iteraciones de orden superior sobre listas
Funciones lambda
Comprensión de listas
Generadores
Decoradores
Excepciones
Módulos y Paquetes
Módulos
Paquetes
Entrada estándar
Parámetros de línea de comando
Salida estándar
Archivos
Expresiones Regulares
Patrones
Usando el módulo re
Sockets
Interactuar con webs
Threads
¿Qué son los procesos y los threads?
El GIL
Threads en Python
Sincronización
Datos globales independientes
Compartir información
Serialización de objetos

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introduCCión

¿Qué es Python?

Python es un lenguaje de programación creado por Guido van Rossum
a principios de los años 90 cuyo nombre está inspirado en el grupo de
cómicos ingleses “Monty Python”. Es un lenguaje similar a Perl, pero
con una sintaxis muy limpia y que favorece un código legible.
Se trata de un lenguaje interpretado o de script, con tipado dinámico,
fuertemente tipado, multiplataforma y orientado a objetos.
Lenguaje interpretado o de script
Un lenguaje interpretado o de script es aquel que se ejecuta utilizando
un programa intermedio llamado intérprete, en lugar de compilar el
código a lenguaje máquina que pueda comprender y ejecutar directa-
mente una computadora (lenguajes compilados).
La ventaja de los lenguajes compilados es que su ejecución es más
rápida. Sin embargo los lenguajes interpretados son más flexibles y más
portables.
Python tiene, no obstante, muchas de las características de los lengua-
jes compilados, por lo que se podría decir que es semi interpretado. En
Python, como en Java y muchos otros lenguajes, el código fuente se
traduce a un pseudo código máquina intermedio llamado bytecode la
primera vez que se ejecuta, generando archivos .pyc o .pyo (bytecode
optimizado), que son los que se ejecutarán en sucesivas ocasiones.
Tipado dinámico
La característica de tipado dinámico se refiere a que no es necesario
declarar el tipo de dato que va a contener una determinada variable,

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Introducción

sino que su tipo se determinará en tiempo de ejecución según el tipo
del valor al que se asigne, y el tipo de esta variable puede cambiar si se
le asigna un valor de otro tipo.
Fuertemente tipado
No se permite tratar a una variable como si fuera de un tipo distinto
al que tiene, es necesario convertir de forma explícita dicha variable
al nuevo tipo previamente. Por ejemplo, si tenemos una variable que
contiene un texto (variable de tipo cadena o string) no podremos tra-
tarla como un número (sumar la cadena “9” y el número 8). En otros
lenguajes el tipo de la variable cambiaría para adaptarse al comporta-
miento esperado, aunque esto es más propenso a errores.
Multiplataforma
El intérprete de Python está disponible en multitud de plataformas
(UNIX, Solaris, Linux, DOS, Windows, OS/2, Mac OS, etc.) por lo
que si no utilizamos librerías específicas de cada plataforma nuestro
programa podrá correr en todos estos sistemas sin grandes cambios.
Orientado a objetos
La orientación a objetos es un paradigma de programación en el que
los conceptos del mundo real relevantes para nuestro problema se tras-
ladan a clases y objetos en nuestro programa. La ejecución del progra-
ma consiste en una serie de interacciones entre los objetos.
Python también permite la programación imperativa, programación
funcional y programación orientada a aspectos.

¿Por qué Python?

Python es un lenguaje que todo el mundo debería conocer. Su sintaxis
simple, clara y sencilla; el tipado dinámico, el gestor de memoria, la
gran cantidad de librerías disponibles y la potencia del lenguaje, entre
otros, hacen que desarrollar una aplicación en Python sea sencillo, muy
rápido y, lo que es más importante, divertido.
La sintaxis de Python es tan sencilla y cercana al lenguaje natural que
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Python para todos

los programas elaborados en Python parecen pseudocódigo. Por este
motivo se trata además de uno de los mejores lenguajes para comenzar
a programar.
Python no es adecuado sin embargo para la programación de bajo
nivel o para aplicaciones en las que el rendimiento sea crítico.
Algunos casos de éxito en el uso de Python son Google, Yahoo, la
NASA, Industrias Light & Magic, y todas las distribuciones Linux, en
las que Python cada vez representa un tanto por ciento mayor de los
programas disponibles.

Instalación de Python

Existen varias implementaciones distintas de Python: CPython,
Jython, IronPython, PyPy, etc.
CPython es la más utilizada, la más rápida y la más madura. Cuando la
gente habla de Python normalmente se refiere a esta implementación.
En este caso tanto el intérprete como los módulos están escritos en C.
Jython es la implementación en Java de Python, mientras que
IronPython es su contrapartida en C# (.NET). Su interés estriba en
que utilizando estas implementaciones se pueden utilizar todas las
librerías disponibles para los programadores de Java y .NET.
PyPy, por último, como habréis adivinado por el nombre, se trata de
una implementación en Python de Python.
CPython está instalado por defecto en la mayor parte de las distribu-
ciones Linux y en las últimas versiones de Mac OS. Para comprobar si
está instalado abre una terminal y escribe python. Si está instalado se
iniciará la consola interactiva de Python y obtendremos parecido a lo
siguiente:

Python 2.5.1 (r251:54863, May 2 2007, 16:56:35)
[GCC 4.1.2 (Ubuntu 4.1.2-0ubuntu4)] on linux2
Type “help”, “copyright”, “credits” or “license” for more
information.
>>>

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Introducción

La primera línea nos indica la versión de Python que tenemos ins-
talada. Al final podemos ver el prompt (>>>) que nos indica que el
intérprete está esperando código del usuario. Podemos salir escribiendo
exit(), o pulsando Control + D.
Si no te muestra algo parecido no te preocupes, instalar Python es muy
sencillo. Puedes descargar la versión correspondiente a tu sistema ope-
rativo desde la web de Python, en http://www.python.org/download/.
Existen instaladores para Windows y Mac OS. Si utilizas Linux es
muy probable que puedas instalarlo usando la herramienta de gestión
de paquetes de tu distribución, aunque también podemos descargar la
aplicación compilada desde la web de Python.

Herramientas básicas

Existen dos formas de ejecutar código Python. Podemos escribir líneas
de código en el intérprete y obtener una respuesta del intérprete para
cada línea (sesión interactiva) o bien podemos escribir el código de un
programa en un archivo de texto y ejecutarlo.
A la hora de realizar una sesión interactiva os aconsejo instalar y uti-
lizar iPython, en lugar de la consola interactiva de Python. Se puede
encontrar en http://ipython.scipy.org/. iPython cuenta con características
añadidas muy interesantes, como el autocompletado o el operador ?.
(para activar la característica de autocompletado en Windows es nece-
sario instalar PyReadline, que puede descargarse desde http://ipython.
scipy.org/ moin/PyReadline/Intro)
La función de autocompletado se lanza pulsando el tabulador. Si
escribimos fi y pulsamos Tab nos mostrará una lista de los objetos
que comienzan con fi (file, filter y finally). Si escribimos file. y
pulsamos Tab nos mostrará una lista de los métodos y propiedades del
objeto file.
El operador ? nos muestra información sobre los objetos. Se utiliza
añadiendo el símbolo de interrogación al final del nombre del objeto
del cual queremos más información. Por ejemplo:

In [3]: str?

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Python para todos

Type: type
Base Class:
String Form:
Namespace: Python builtin
Docstring:
str(object) -> string

Return a nice string representation of the object.
If the argument is a string, the return value is the same
object.

En el campo de IDEs y editores de código gratuitos PyDEV (http://
pydev.sourceforge.net/) se alza como cabeza de serie. PyDEV es un plu-
gin para Eclipse que permite utilizar este IDE multiplataforma para
programar en Python. Cuenta con autocompletado de código (con
información sobre cada elemento), resaltado de sintaxis, un depurador
gráfico, resaltado de errores, explorador de clases, formateo del código,
refactorización, etc. Sin duda es la opción más completa, sobre todo si
instalamos las extensiones comerciales, aunque necesita de una canti-
dad importante de memoria y no es del todo estable.
Otras opciones gratuitas a considerar son SPE o Stani’s Python Editor
(http://sourceforge.net/projects/spe/), Eric (http://die-offenbachs.de/eric/),
BOA Constructor (http://boa-constructor.sourceforge.net/) o incluso
emacs o vim.
Si no te impo