PDF de programación - Python para informáticos

Python para inform´aticos

Explorando la informaci´on

Version 2.7.2

Charles Severance

Copyright © 2009- Charles Severance.

Traducci´on al espa˜nol por Fernando Tard´ıo.

Historial de impresiones:

Agosto 2015: Primera edici´on en espa˜nol de Python para Inform´aticos: Explorando la

informaci´on.

May 2015: Permiso editorial gracia a Sue Blumenberg.

Octubre 2013: Revisi´on completa a los cap´ıtulos 13 y 14 para cambiar a JSON y usar

OAuth. A˜nadido cap´ıtulo nuevo en Visualizaci´on.

Septiembre 2013: Libro publicado en Amazon CreateSpace

Enero 2010: Libro publicado usando la m´aquina Espresso Book de la Universidad de

Michigan.

Diciembre 2009: Revisi´on completa de los cap´ıtulos 2-10 de Think Python: How to
Think Like a Computer Scientist y escritura de los cap´ıtulos 1 y 11-15, para produ-
cir Python for Informatics: Exploring the Information

Junio 2008: Revisi´on completa, t´ıtulo cambiado por Think Python: How to Think Like a

Computer Scientist.

Agosto 2007: Revisi´on completa, t´ıtulo cambiado por How to Think Like a (Python) Pro-

grammer.

Abril 2002: Primera edici´on de How to Think Like a Computer Scientist.

Este trabajo est´a licenciado bajo una licencia Creative Common Attribution-
NonCommercial-ShareAlike
disponible
en
creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/. Puedes consultar qu´e es
lo
que el autor considera usos comerciales y no comerciales de este material, as´ı como las
exenciones de licencia en el ap´endice titulado Detalles del Copyright.

3.0 Unported. Esta

licencia

est´a

Las fuentes LATEX de la versi´on Think Python: How to Think Like a Computer Scientist de
este libro est´an disponibles en http://www.thinkpython.com.

Prefacio

Python para inform´aticos: Remezclando un libro libre

Entre los acad´emicos, siempre se ha dicho que se debe “publicar o morir”. Por
ello, es bastante habitual que siempre quieran crear algo desde cero, para que sea
su propia obra original. Este libro es un experimento que no empieza desde cero,
sino que “remezcla” el libro titulado Think Python: How to Think Like a Computer
Scientist (Piensa en Python: C´omo pensar como un inform´atico), escrito por Allen
B. Downey, Jeff Elkner, y otros.

En diciembre de 2009, yo estaba prepar´andome para ense˜nar SI502 - Networked
Programming (Programaci´on en red) en la Universidad de Michigan por quinto
semestre consecutivo y decid´ı que ya era hora de escribir un libro de texto sobre
Python que se centrase en el manejo de datos en vez de hacerlo en explicar algorit-
mos y abstracciones. Mi objetivo en SI502 es ense˜nar a la gente habilidades para
el manejo cotidiano de datos usando Python. Pocos de mis estudiantes planean de-
dicarse de forma profesional a la programaci´on inform´atica. La mayor´ıa esperan
llegar a ser bibliotecarios, administradores, abogados, bi´ologos, economistas, etc.,
aunque quieren aplicar con eficacia la tecnolog´ıa en sus respectivos campos.

Como no consegu´ıa encontrar un libro orientado a datos en Python adecuado para
mi curso, me propuse escribirlo yo mismo. Por suerte, en una reuni´on de la fa-
cultad tres semanas antes de que empezara con el nuevo libro (que ten´ıa planeado
escribir desde cero durante las vacaciones), el Dr. Atul Prakash me mostr´o el libro
Think Python (Piensa en Python) que ´el hab´ıa usado para su curso de Python ese
semestre. Se trata de un texto sobre ciencias de la computaci´on bien escrito, con
explicaciones breves y directas y f´acil de entender.

La estructura general del libro se ha cambiado para conseguir llegar a los proble-
mas de an´alisis de datos lo antes posible, y contiene, casi desde el principio, una
serie de ejemplos y ejercicios con c´odigo, dedicados al an´alisis de datos.

Los cap´ıtulos 2–10 son similares a los del libro Think Python, pero en ellos hay
cambios importantes. Los ejemplos y ejercicios dedicados a n´umeros han sido
reemplazados por otros orientados a datos. Los temas se presentan en el orden
adecuado para ir construyendo soluciones de an´alisis de datos progresivamente
m´as sofisticadas. Algunos temas, como try y except, se han adelantado y son

IV

Cap´ıtulo 0. Prefacio

presentados como parte del cap´ıtulo de condicionales. Las funciones se tratan muy
someramente hasta que se hacen necesarias para manejar programas complejos,
en vez de introducirlas en las primeras lecciones como abstracci´on. Casi todas las
funciones definidas por el usuario han sido eliminadas del c´odigo de los ejemplos
y ejercicios, excepto en el cap´ıtulo 4. La palabra “recursi´on”1 no aparece en todo
el libro.

En los cap´ıtulos 1 y 11–16, todo el material es nuevo, centrado en el uso con
problemas del mundo real y en ejemplos sencillos en Python para el an´alisis de
datos, incluyendo expresiones regulares de b´usqueda y an´alisis, automatizaci´on de
tareas en el PC, recepci´on de datos a trav´es de la red, rastreo de p´aginas web en
busca de datos, uso de servicios web, an´alisis de datos XML y JSON, y creaci´on
y uso de bases de datos mediante el lenguaje de consultas estructurado (SQL).

El objetivo final de todos estos cambios es pasar de un enfoque de ciencias de la
computaci´on a uno puramente inform´atico, incluyendo solamente temas de tecno-
log´ıa b´asica que puedan ser ´utiles incluso si los alumnos al final eligen no conver-
tirse en programadores profesionales.

Los estudiantes que encuentren este libro interesante y quieran adentrarse m´as en
el tema deber´ıan echar un vistazo al libro de Allen B. Downey Think Python. Gra-
cias a que hay muchos temas comunes en ambos libros, los estudiantes adquirir´an
r´apidamente habilidades en las ´areas adicionales de la programaci´on t´ecnica y ra-
zonamiento algor´ıtmico que se tratan en Think Python. Y dado que ambos libros
tienen un estilo similar de escritura, deber´ıan ser capaces de moverse r´apidamente
por Think Python con un m´ınimo de esfuerzo.

Como propietario de los derechos de Think Python, Allen me ha dado permiso
para cambiar la licencia del material de su libro que aparece tambi´en en ´este,
desde la GNU Free Documentation License (Licencia de Documentaci´on Libre) a
la m´as reciente Creative Commons Attribution – Share Alike license. Esto sigue
un cambio general en las licencias de documentaci´on abierta, que est´an pasando
del GFDL al CC-BY-SA (como, por ejemplo, Wikipedia). El uso de la licencia
CC-BY-SA mantiene la tradicional fortaleza del copyleft a la vez que hace que
sea m´as sencillo para los autores nuevos el reutilizar este material como les resulte
m´as provechoso.

Creo que este libro sirve como ejemplo de por qu´e los materiales libres son tan
importantes para el futuro de la educaci´on, y quiero agradecer a Allen B. Downey
y al servicio de publicaciones de la Universidad de Cambridge por su amplitud de
miras al permitir que este libro est´e disponible con unos derechos de reproducci´on
abiertos. Espero que est´en satisfechos con el resultado de mis esfuerzos y deseo
que t´u como lector tambi´en est´es satisfecho con nuestros esfuerzos colectivos.

Quiero agradecer a Allen B. Downey y a Lauren Cowles su ayuda, paciencia y
orientaci´on en la gesti´on y resoluci´on del tema de los derechos de autor en torno a
este libro.

1Excepto, por supuesto, en esta l´ınea.

V

Charles Severance
www.dr-chuck.com
Ann Arbor, MI, USA
9 de Septiembre de 2013

Charles Severance es un profesor cl´ınico asociado en la School of Information de
la Universidad de Michigan.

VI

Cap´ıtulo 0. Prefacio

´Indice general

Prefacio

1. ¿Por qu´e deber´ıa aprender a escribir programas?

1.1.

Creatividad y motivaci´on . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

1.2.

Arquitectura hardware del PC . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

1.3.

Comprendiendo la programaci´on . . . . . . . . .

. . . . . . . .

1.4.

Palabras y frases . . . . .

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

1.5.

Conversando con Python . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

1.6.

Terminolog´ıa: int´erprete y compilador

. . . . . .

. . . . . . . .

III

1

2

3

5

5

6

9

1.7.

Escribir un programa . .

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

11

1.8.

¿Qu´e es un programa? . .

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

11

1.9.

Los bloques de construcci´on de los programas . .

. . . . . . . .

13

1.10.

¿Qu´e es posible que vaya mal? . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

14

1.11. El viaje de aprendizaje .

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

15

1.12. Glosario . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

16

1.13. Ejercicios . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

17

2. Variables, expresiones y sentencias

19

2.1.

Valores y tipos . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

19

2.2.

Variables . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

20

2.3.

Nombres de variables y palabras claves . . . . . .

. . . . . . . .

21

2.4.

Sentencias . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

22

VIII

´Indice general

2.5.

Operadores y operandos .

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

22

2.6.

Expresiones . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

23

2.7.

Orden de las operaciones . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

23

2.8.

Operador m´odulo . . . .

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

24

2.9.

Operaciones con cadenas . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

25

2.10. Petici´on de informaci´on al usuario . . . . . . . .

. . . . . . . .

25

2.11. Comentarios . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

26

2.12. Elecci´on de nombres de variables mnem´onicos

.

. . . . . . . .

2.13. Depuraci´on . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

27

29

2.14. Glosario . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

29

2.15. Ejercicios . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

30

3. Ejecuci´on condicional

33

3.1.

Expresiones booleanas

.

. . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

33

3.2.

Operadores l´ogicos .