Resumen de referencia de Python¶

Este capítulo contiene un resumen de la sintaxis y la semántica base de Python. También puede consultar:

Documentación oficial de Python

Comentarios¶

Python permite varios tipos de comentarios en el código fuente. Las convenciones generales para su uso se detallan en PEP 8 – Style Guide for Python Code - Comments.

De una línea¶

Se definen con el símbolo # (hash). Por ejemplo:

# Cálculo del índice de masa corporal (IMC)

peso = 73 # peso en kilogramos
estatura = 1.70 # estatura en metros

imc = peso/estatura**2

print("El IMC es {imc:.2f}".format(imc=imc))

El IMC es 25.26

De múltiples líneas¶

Python no tiene soporte explícito para comentarios de varias líneas. Sin embargo, se pueden implementar de dos formas:

Con varias líneas iniciadas con #:

# Línea 1
# Línea 2
# Línea 3

Con bloques de líneas delimitados con """ (tres comillas dobles) al inicio y al final:

"""
Línea 1
Línea 2
Línea 3
"""

'\nLínea 1\nLínea 2\nLínea 3\n'

docstrings¶

Las docstrings son una forma de documentar módulos, funciones, clases y métodos de Python. Se agregan debajo del encabezado y están delimitados con """ (tres comillas dobles) al inicio y al final.

Pueden contener una o varias líneas. En este último caso, la primera línea es una descripción corta y es seguida de una línea en blanco, previa a las líneas restantes. Deben iniciar con mayúscula y finalizar con punto.

docstring de una línea:

def imc(peso, estatura):
    """Cálculo del índice de masa corporal (IMC)."""
    return peso/estatura**2

print(imc.__doc__)

Cálculo del índice de masa corporal (IMC).

docstring de varias líneas:

def imc2(peso, estatura):
    """Cálculo del índice de masa corporal (IMC)
    
    El IMC es una razón matemática que asocia el peso y la estatura de un individuo, 
    ideada por el estadístico belga Adolphe Quetelet, 
    por lo que también se conoce como índice de Quetelet. 
    """
    
    return peso/estatura**2

print(imc2.__doc__)

Cálculo del índice de masa corporal (IMC)
    
    El IMC es una razón matemática que asocia el peso y la estatura de un individuo, 
    ideada por el estadístico belga Adolphe Quetelet, 
    por lo que también se conoce como índice de Quetelet. 
    

Varias herramientas pueden generar documentación a partir de docstrings. Entre estas, pueden mencionarse Doxygen, pydoc y Sphinx.

Las convenciones para el uso de docstrings se detallan en PEP 257 – Docstring Conventions.

Tipos de datos¶

Python puede trabajar con una gran variedad de tipos de datos, entre los que están los siguientes:

Nombre	Palabra reservada	Descripción
Enteros	int	Números enteros: 0, 20, -34
Punto flotante	float	Números con punto decimal: 0.1, 35.0, -100.5
Booleanos	bool	Valores lógicos de True (verdadero) o False (falso)
Hileras	str	Secuencias ordenadas de caracteres: "Python", "Hola mundo"
Listas	list	Secuencias ordenadas de objetos: [1, 2, 3, "cuatro", True, [5, 6, 7]]
Tuplas	tuple	Secuencias ordenadas inmutables de objetos: ("tres", [23, 34], -89, False)
Conjuntos	set	Colecciones no ordenadas de objetos: {1, 2, "a", "b"}
Diccionarios	dict	Pares ordenados atributo:valor: {"nombre":"Juan", "apellido":"Pérez"}

Existen otros tipos de datos más especializados (ej. fechas, horas, enumerados). Todos pueden consultarse en la documentación de la biblioteca estándar de Python.

La función type()¶

La función type() retorna el tipo del objeto que recibe como argumento.

type(25)

int

type("Costa Rica")

str

type([1, 2, 3])

list

type(2 > 5)

bool

Variables¶

Una variable es un nombre que se asigna a un espacio en la memoria del computador que contiene un valor. El valor se asigna mediante el operador =.

# A la variable x se le asigna el valor 10
x = 10
print(x)
print(type(x))

10
<class 'int'>

# A la variable nombre se le asigna el valor "Patricia"
nombre = "Patricia"
print(nombre)
print(type(nombre))

Patricia
<class 'str'>

# A la variable lista_primos se le asigna una lista de números primos
lista_primos = [2, 3, 5, 7, 11, 13, 17]
print(lista_primos)
print(type(lista_primos))

[2, 3, 5, 7, 11, 13, 17]
<class 'list'>

# Una variable puede cambiar de valor durante la ejecución del programa
i = 1
print(i)
i = i + 1
print(i)

1
2

# El valor de una variable pueden asignarse con base en los de otras variable
x = 20
y = 10
z = x + y
print(z)

Reglas para los nombres de variables¶

No pueden empezar con un número (sí pueden usarse números en el resto del nombre).
No pueden contener espacios (se sugiere usar el guión bajo: _).
No pueden contener ninguno de los siguientes símbolos: '",<>:/?|\!@#%^&*~-+.
No deben utilizarse palabras reservadas de Python.
Se considera una buena práctica utilizar nombres en minúscula y con guiones bajos, para así mejorar la legibilidad.
Es importante utilizar nombres significativos para las variables, que reflejen su propósito.

Las variables mejoran la legibilidad de los procesos:

# Cálculo del impuesto de ventas, sin variables
100000 * 0.13

13000.0

# Cálculo del impuesto de ventas, con variables

# Entrada
precio_articulo = 100000
tasa_impuesto = 0.13

# Proceso
monto_impuesto = precio_articulo * tasa_impuesto

# Salida
print(monto_impuesto)

13000.0

Ejercicios¶

Utilice variables en un programa que covierta grados Celsius a Fahrenheit. Puede consultar la fórmula en https://www.rapidtables.com/convert/temperature/celsius-to-fahrenheit.html

# Entrada

# Proceso

# Salida

Utilice variables en un programa que calcule el índice de masa corporal. Pueden consultar la fórmula en https://www.diabetes.ca/diabetes-and-you/healthy-living-resources/weight-management/body-mass-index-bmi-calculator

# Entrada

# Proceso

# Salida

Expresiones¶

En Python, una expresión es una combinación de:

Literales: valores constantes de números, hileras, listas, booleanos y otros tipos de datos.
Variables.
Los dos anteriores combinados mediante operadores o funciones.

Una expresión tiene un valor numérico, textual, booleano o de otro tipo. En las secciones siguientes se brindan algunos ejemplos de expresiones.

NOTA: al escribir una expresión en la línea de comandos del interpretador de Python o en un notebook, esta retorna su valor. Sin embargo, esto no sucede en un programa. En este último caso, si se quiere visualizar el valor de una expresión, debe imprimirse con la función print(), por ejemplo.

Para los ejemplos siguientes, se definen las variables:

x = 20
y = 21.5
h = "Python"

Aritméticas¶

Se utilizan para realizar operaciones matemáticas con números enteros, complejos o de punto flotante.

Operadores aritméticos¶

Operador	Descripción	Ejemplo
+	Suma	4 + 3 (= 7)
-	Resta	10 - 5 (= 5)
*	Multiplicación	3 * 4 (= 12)
/	División	5 / 2 (= 2.5)
//	División entera	5 // 2 (= 2)
%	Módulo	5 % 2 (= 1)
**	Exponenciación	2 ** 3 (= 8)

Ejemplos¶

# Literal
0

# Variable
x

# Literal, variable, operador aritmético y función
34 + int(y)

Booleanas¶

Se les llama también expresiones lógicas. Tienen solamente dos posibles valores:

True (verdadero)
False (falso)

Son sumamente importantes en Python (y en otros lenguajes de programación) porque con base en expresiones boolenanas se construyen sentencias como condicionales y ciclos.

Operadores booleanos¶

Operador	Descripción	Ejemplo
and	Retorna True si ambos operandos son verdaderos y False en caso contrario	(1 < 2) and (4 > 3) [= True]
or	Retorna True si al menos uno de los operados es verdadero y False en caso contrario	(10 > 20) or (40 < 30) [= False]
not	Retorna True si el operando el falso y False en caso contrario	not (4 > 2) [= False]

Operadores relacionales¶

Con frecuencia, las expresiones boolenas incluyen operadores relacionales (de comparación).

Operador	Descripción	Ejemplo
==	Igual	(3 + 1) == (2 ** 2)
!=	Diferente	0 != 1
>	Mayor que	3 > 2
<	Menor que	2 < 3
>=	Mayor o igual que	3 >= (2 + 1)
<=	Menor o igual que	2 <= 5

Ejemplos¶

# Literal
True

True

# Literal y variable
x == 20

True

# Literal, variable y operador
x > 100

False

# Literales, variables, operador aritmético y operador relacional
(x + 45) > 10 

True

# Literales, variables, operadores aritméticos, operadores relacionales y operadores lógicos
((x + 45) > 10) and ((y - 20) <= 0)

False

Otras¶

# Hileras
"Hola " + h

'Hola Python'

# Listas
[1, 2, 3] + ["a", "b", "c"]

[1, 2, 3, 'a', 'b', 'c']

Condicionales¶

Los condicionales son instrucciones que permiten evaluar condiciones (i.e. expresiones lógicas) y alterar el flujo del programa de acuerdo con su valor.

La sentencia if¶

En Python, los condicionales se implementan a través de la sentencia if. En su forma más básica, tiene la siguiente estructura:

if <condición>:
    <bloque de sentencias>

<condición> es una expresión lógica (que es verdadera o falsa). Si la condición es verdadera, se ejecutará el bloque de sentencias que está luego de los dos puntos (:). En Python, un bloque de instrucciones se identifica por la cantidad de espacios que lo tabulan.

Por ejemplo:

print("Inicio del programa.")
print("Este programa indica si una persona es menor de edad.")
print("\n")

edad = 15
if edad < 18:
    print("- La persona es MENOR.")
    print("- No puede votar en las elecciones presidenciales.")
    print("- No puede tener licencia para conducir automóviles.")
    
print("\n")    
print("Fin del programa.")

Inicio del programa.
Este programa indica si una persona es menor de edad.


- La persona es MENOR.
- No puede votar en las elecciones presidenciales.
- No puede tener licencia para conducir automóviles.


Fin del programa.

Después de ejecutar el bloque (si se cumple la condición), el programa continua ejecutando las instrucciones que están fuera del bloque, si es que las hay.

La cláusula else¶

Es una cláusula opcional que se utiliza para especificar un bloque alterno que se ejecuta si no se cumple la condición del if. Tiene la siguiente estructura:

if <condición>:
    <bloque de sentencias>
else:
    <bloque de sentencias>

Solamente puede usarse una cláusula else en cada sentencia if. Por ejemplo:

print("Inicio del programa.")
print("Este programa indica si una persona es menor o adulta.")
print("\n")

edad = 22
if edad < 18:
    print("- La persona es MENOR.")
    print("- No puede votar en las elecciones presidenciales.")
    print("- No puede tener licencia para conducir automóviles.")    
else:
    print("- La persona es ADULTA.")
    print("- Puede votar en las elecciones presidenciales.")
    print("- Puede tener licencia para conducir automóviles.")
    
print("\n")    
print("Fin del programa.")

Inicio del programa.
Este programa indica si una persona es menor o adulta.


- La persona es ADULTA.
- Puede votar en las elecciones presidenciales.
- Puede tener licencia para conducir automóviles.


Fin del programa.

La cláusula elif¶

Es una cláusula opcional que permite especificar condiciones adicionales entre las cláusulas if y else.

if <condición>:
    <bloque de sentencias>
elif <condición>:
    <bloque de sentencias>
else:
    <bloque de sentencias>

Puede usarse cualquier cantidad de cláusulas elif. La cláusula elif puede utilizarse sin la clásula else y viceversa.

Ejemplo:

print("Inicio del programa.")
print("Este programa indica si una persona es menor, adulta o adulta mayor.")
print("\n")

edad = 65
if edad < 18:
    print("- La persona es MENOR.")
    print("- No puede votar en las elecciones presidenciales.")
    print("- No puede tener licencia para conducir automóviles.")
elif (edad >= 18) and (edad < 65):
    print("- La persona es ADULTA.")
    print("- Puede votar en las elecciones presidenciales.")
    print("- Puede tener licencia para conducir automóviles.")    
else:
    print("- La persona es ADULTA MAYOR.")
    print("- Puede votar en las elecciones presidenciales.")
    print("- Puede tener licencia para conducir automóviles.")
    print("- Tiene acceso gratuito al servicio público de autobuses.")
    print("- Tiene prioridad en las filas de atención en bancos y otros servicios.")
    
print("\n")    
print("Fin del programa.")

Inicio del programa.
Este programa indica si una persona es menor, adulta o adulta mayor.


- La persona es ADULTA MAYOR.
- Puede votar en las elecciones presidenciales.
- Puede tener licencia para conducir automóviles.
- Tiene acceso gratuito al servicio público de autobuses.
- Tiene prioridad en las filas de atención en bancos y otros servicios.


Fin del programa.

Acerca de los bloques en Python¶

Los bloques son conjuntos de sentencias contiguas que están tabulados con la misma cantidad de espacios. La cantidad de espacios puede ser decidida por el programador, pero se recomienda usar cuatro espacios.

NOTA: deben utilizarse espacios y NO TABULADORES. Si se mezclan espacios y tabuladores, el programa puede comportarse de forma errónea.

Excepciones¶

Las excepciones son un mecanismo que provee Python para manejar errores o situaciones inesperadas que se producen durante la ejecución de los programas. Mediante este mecanismo, el curso de ejecución del programa se interrumpe cuando ocurre un error y una excepción es “levantada” (raised). El control pasa entonces a otro bloque de instrucciones, el cual se encarga de manejar el error.

Las sentencias try y except¶

Las sentencias try y except son las que implementan el manejo de excepciones en Python. En el bloque try se coloca el código que puede ocasionar que se levante la excepción y en el bloque except se ubica el código que maneja la excepción.

La estructura básica es la siguiente:

try:
    <bloque de sentencias que puede generar un error>
except:
    <bloque de sentencias que maneja el error>

Por ejemplo, un llamado a la función float() puede ocasionar un error si la hilera de entrada no corresponde a un número entero.

x = float("8,5")

---------------------------------------------------------------------------
ValueError                                Traceback (most recent call last)
/tmp/ipykernel_281440/2988467274.py in <module>
----> 1 x = float("8,5")

ValueError: could not convert string to float: '8,5'

try:
    x = float("8,5")
except:
    print("Por favor utilice un número")

El siguiente ejemplo maneja el mismo error, que puede generarse por una entrada errónea por parte del usuario.

fahr_hilera = input('Ingrese la temperatura en grados Fahrenheit: ')
try:
    fahr = float(fahr_hilera)
    celsius = (fahr - 32.0) * 5.0 / 9.0
    print("El equivalente el grados Celsius es: ", celsius)
except:
    print('Por favor ingrese un número.')

Ejercicios¶

Reescriba el programa que calcula el IMC y maneje las excepciones que puedan producirse.

Ciclos¶

Los ciclos son bloques de instrucciones que se ejecutan varias veces. Para manejar ciclos, Python provee dos mecanismos: la sentencia while y la sentencia for.

La sentencia while¶

La setencia while se utiliza para ejecutar repetidamente un bloque de instrucciones mientras que una condición sea verdadera. Su estructura básica es:

while <condicion>:
    <bloque de sentencias>

Típicamente, en el bloque hay instrucciones que provocan que la condición se vuelva falsa eventualmente y el ciclo termine. De lo contrario, se producirá un ciclo infinito. Nótese que si la condición ya es falsa cuando el flujo del programa llega al while, el bloque no se ejecutará nunca.

Ejemplos¶

# Contador de números en orden ascendente
n = 1
while n <= 5:
    print(n)
    n = n + 1

# Contador de números en orden descendente
n = 5
while n >= 1:
    print(n)
    n = n - 1

# Recorrido de una hilera
texto = "Lorem ipsum"
n = 0
while n < len(texto) :
    print(texto[n])
    n = n + 1

# Validación de entrada de datos
numero = -1
while not(numero >= 5 and numero <= 10) :
    numero = float(input("\nPor favor ingrese un número entre 5 y 10: "))
    if not(numero >= 5 and numero <= 10) :
        print("El número no está entre 5 y 10, por favor inténtelo de nuevo...")
print("¡Gracias!")

La sentencia for¶

La sentencia for se utiliza para iterar sobre los elementos de estructuras de datos como secuencias (ej. hilera, lista, tupla). Su sintaxis puede resumirse de la siguiente manera:

for <variable_iteracion> in <secuencia>:
    <bloque de sentencias>

La variable de iteración es una variable que asume el valor del elemento que se procesa en cada iteración.

Ejemplos¶

# Recorrido de una lista
alumnos = ['Juan', 'María', 'Pedro']
for alumno in alumnos:
    print("¡Buenos días " + alumno + "!")

# Recorrido de un rango de números
# La función range(a, b) crea una secuencia de números entre a y b-1.
for numero in range(1, 11):
    print(numero)

# Cálculo de la cantidad de elementos 
lista = [3, 41, 12, 9, 74, 15]
contador = 0
print("Lista: ", lista)
for item in lista :
    contador += 1 # esto es lo mismo que: contador = contador + 1
print("Cantidad de elementos:", contador)

# Suma de los elementos de una lista
lista = [3, 41, 12, 9, 74, 15]
suma = 0
print("Lista: ", lista)
for item in lista :
    suma += item
print("Suma de los elementos:", suma)

La sentencia break¶

La sentencia break finaliza un ciclo y pasa el flujo del programa a la instrucción que sigue al bloque del while o del for.

# Busca el primer número de una lista que sea mayor que 20 y sale del ciclo una vez que lo ha encontrado
lista = [3, 41, 12, 9, 74, 15]
print("Lista: ", lista)
for item in lista :
    if item > 20 :
        print("Primer número mayor que 20: ", item)
        break

La sentencia continue¶

La sentencia continue interrumpe la iteración actual de un ciclo y continúa con la siguiente. No sale completamente del ciclo, como la sentencia break.

# Imprime el doble de cada uno de los números mayores que 20 que hay en una lista. 
# Si el número de la iteración es menor o igual que 20, utiliza la sentencia continue para "saltarse" esa iteración.

lista = [3, 41, 12, 9, 74, 15]
print("Lista: ", lista)
for item in lista :
    if item <= 20:
        continue
    print(item * 2)

Ejercicios¶

Escriba un programa que calcule el promedio de los números de una lista.
Escriba un programa que calcule la desviación estándar de los números de una lista.

(Maneje la lista en una variable)

Funciones¶

Las funciones son conjuntos de sentencias que tienen un nombre y realizan una tarea específica como, por ejemplo, un cálculo matemático o un procesamiento de texto. Por lo general, una función recibe datos de entrada, llamados argumentos, y retorna un valor.

El uso de funciones tiene múltiples ventajas, entre las que pueden mencionarse:

Mejoran la legibilidad de los programas: mediante el uso de nombres significativos para las secciones de código que realizan una tarea.
Evitan la duplicidad de código fuente: una función se define una vez y luego pueden ser invocada muchas veces en un programa.
Facilitan el mantenimiento de los programas: al realizar las modificaciones en el código de una función, se evita la necesidad de realizarlas en múltiples secciones de un programa.
Facilitan la reutilización de código: mediante mecanismos como módulos de funciones (archivos con colecciones de funciones).

Funciones predefinidas¶

Python tiene una lista de funciones predefinidas, de las cuales algunas se han utilizado ya en este curso:

# type(): tipo de datos de una expresión
type(20)

# int(): convierte una expresión a un número de tipo entero (int)
int("100")

# len(): retorna la cantidad de elementos (items) de una hilera, lista 
# u otros tipos de secuencias y de colecciones.
lista_provincias = ["Limón", "Guanacaste", "Puntarenas", "Heredia", "Alajuela", "Cartago", "San José"]
len(lista_provincias)

# pow(): eleva un número a una potencia
pow(5, 2)

Estas funciones predefinidas pueden invocarse en cualquier parte de un programa en Python, con solo escribir su nombre y argumentos.

Funciones definidas en módulos de la biblioteca estándar¶

La biblioteca estándar de Python es el conjunto de módulos que se incluye junto con cada distribución de Python, sin necesidad de instalarlos separadamente. Estos módulos proporcionan un conjunto de funciones más especializadas en áreas como matemáticas, multimedios, redes y otras. Para utilizar estas funciones, primero debe importarse el módulo del que forman parte mediante la sentencia import. Por ejemplo:

import math

La instrucción anterior brinda acceso a las funciones del módulo math, que contiene un conjunto de funciones matemáticas. Por ejemplo:

# math.factorial(): retorna el factorial de un número
math.factorial(4)

# math.sqrt(): retorna la raíz cuadrada de un número
math.sqrt(9)

Nótese que para invocar a estas funciones, debe escribirse antes el nombre del módulo y un punto.

Paquetes externos¶

No están incluídos en la biblioteca estándar de Python y deben instalarse de acuerdo con el procedimiento definido por sus autores, como por ejemplo con los programas administradores de paquetes pip y Conda.

Muchos de estos paquetes se distribuyen a través de repositorios como el Python Package Index (PyPI), que a la fecha alberga cerca de 260000 proyectos desarrollados por la comunidad de desarrolladores en Python.

Sintaxis para la definición de nuevas funciones¶

En Python, el programador puede definir nuevas funciones a través de la palabra reservada def, con la siguiente sintaxis:

def <nombre_funcion>(<arg1>, <arg2>, ..., <argn>):
    <bloque de sentencias>
    return <valor_retorno>

El nombre de la función es elegido por el usuario y sigue las mismas reglas y recomendaciones que en el caso de los nombres de las variables.
Los argumentos se especifican entre paréntesis y se separan entre paréntesis. Si la función no tiene argumentos, deben incluirse paréntesis vacíos.
La palabra reservada return especifica el valor de retorno de la función.

Ejemplos¶

# Definición de una función
def fahrenheit_a_celsius(grados_fahrenheit):
    grados_celsius = (grados_fahrenheit - 32.0) * 5.0 / 9.0
    return grados_celsius

# Llamados a la función
print(fahrenheit_a_celsius(104))
print(fahrenheit_a_celsius(50))
print(fahrenheit_a_celsius(32))
print(fahrenheit_a_celsius(14))

Ejercicios¶

Defina una función llamada celsius_a_fahrenheit() e inclúyala en el programa del ejemplo anterior. Realice algunos llamados de prueba a la nueva función.

Escriba un programa que:

Le solicite al usuario su peso y su estatura.
Calcule su índice de masa corporal.
Indique el valor del índice y si este es considerado bajo (menor que 18.5), normal (entre 18.5 y 25) o alto (mayor o igual que 25).

Los detalles del cálculo del índice están en https://www.diabetes.ca/diabetes-and-you/healthy-living-resources/weight-management/body-mass-index-bmi-calculator.

Programación orientada a objetos¶

La Programación Orientada a Objetos (POO) es un paradigma de programación basado en el concepto de objeto. En el contexto de la POO, los objetos son entidades que poseen:

Estado: implementado con un conjunto de variables llamadas propiedades.
Comportamiento: implementado con un conjunto de funciones llamadas métodos.

Los objetos se agrupan en clases. Todos los objetos de una clase contienen los mismos métodos y propiedades. Una clase puede verse como una plantilla o “machote” a partir de la cual se crean objetos. A un objeto creado a partir de una clase se le llama también una instancia de esa clase.

# Definición de la clase cuentaBancaria
class cuentaBancaria:
    # Propiedades
    propietario = ""
    balance = 0
    
    # Métodos
    # Constructor de la clase: crea nuevas instancias e inicializa las propiedades
    def __init__(self, propietario, balance):
        self.propietario = propietario
        self.balance = balance
    
    # Método para realizar depósitos
    def depositar(self, monto):
        self.balance = self.balance + monto

    # Método para realizar retiros
    def retirar(self, monto):
        self.balance = self.balance - monto

    # Método para imprimir información
    def imprimirInformacion(self):
        print("Propietario: " + self.propietario + ", Balance: " + str(self.balance))       

Una vez definida una clase, pueden declararse objetos o instancias de esta. Las instancias pueden invocar métodos de la clase mediante la notación:

    <instancia>.<método>

A continuación, se presentan algunos ejemplos de instancias de la clase cuentaBancaria y de llamados a sus métodos.

# Instancia cuenta01
cuenta01 = cuentaBancaria("Juan Pérez", 1000)
cuenta01.depositar(5000)
cuenta01.imprimirInformacion()

Propietario: Juan Pérez, Balance: 6000

# Instancia cuenta02
cuenta02 = cuentaBancaria("María Pérez", 10000)
cuenta02.depositar(15000)
cuenta02.retirar(24000)
cuenta02.imprimirInformacion()

Propietario: María Pérez, Balance: 1000

Objetos y clases predefinidas de Python¶

Todos los datos de un programa en Python se representan mediante objetos o por relaciones entre objetos. Los tipos de datos corresponden a las clases de los objetos.

# Clase int
print(type(234))

<class 'int'>

# Clase float
print(type(10.3))

<class 'float'>

# Clase bool
print(type(True))

<class 'bool'>

# Clase list
print(type([True, 23, 20.6, (1, 2, 3)]))

<class 'list'>

El que un dato sea un objeto, implica que además de su valor tiene un conjunto de operaciones asociadas (métodos) que se aplican mediante operadores (ej. +, -, *, %) o funciones (ej. len(), type()). Tanto los operadores como las funciones pueden aplicarse en varias clases. Por ejemplo, el operador + se usa para int, float, str, list y otras clases; len() se usa también en varios tipos de datos.

Otros tipos de datos: cadenas de caracteres, secuencias y diccionarios¶

La clase str¶

Como ya se ha explicado, la clase str se utiliza para representar datos textuales en Python. Esta clase proporciona un conjunto de métodos, de los que se presentan algunos ejemplos a continuación.

# str.capitalize(): retorna una copia de 'str' con el primer carácter en mayúscula y el resto en minúscula.
'hola'.capitalize()

'Hola'

# str.lower(): retorna una copia de 'str' con todos los caracteres en minúscula
'HOLA'.lower()

'hola'

# str.count(sub[, start[, end]]): retorna el número de hileras no traslapadas de la subhilera 'sub' 
# en el rango [start, end], el cual es opcional, de 'str'.

cita_socrates = 'Yo solo sé, que no sé nada'
cita_socrates.count('sé') # se cuentan todas las ocurrencias de 'sé'

cita_socrates.count('sé', 0, 10) # se cuentan solo las ocurrencias ubicadas en el rango [0, 10]

# str.find(sub[, start[, end]]): retorna el índice menor en donde se encuentra 'sub'
# en el rango [start, end] de 'str'

'Yo solo sé, que no sé nada'.find('solo')

# str.replace(old, new[, count]): retorna una copia de 'str' con todas las ocurrencias
# de la subhilera 'old' reemplazadas por 'new'. 
# Si 'count' es especificado, solo se reemplazan las primeras 'count' ocurrencias de 'old'
cita_socrates.replace("solo", "solamente")

'Yo solamente sé, que no sé nada'

Formateo de hileras

Se implementa a través del método str.format(). Pueden verse varios ejemplos en https://pyformat.info/.

# Formateo de números enteros
'La suma de 3 + 4 es {} y la resta de 10 - 6 es {}'.format(7, 4)

'La suma de 3 + 4 es 7 y la resta de 10 - 6 es 4'

# Formateo de un número en punto flotante (6 caracteres, 4 después del punto decimal)
'La relación entre la longitud de una circunferencia y su diámetro es {:6.4f}'.format(3.141592653589793)

'La relación entre la longitud de una circunferencia y su diámetro es 3.1416'

# Formateo de fecha y hora
from datetime import datetime
'{:%d/%m/%Y %H:%M}'.format(datetime(2001, 2, 3, 4, 5))

'03/02/2001 04:05'

La clase list¶

La clase list implementa secuencias mutables (i.e. modificables) de objetos que se especifican como ítems separados por comas y encerrados entre paréntesis cuadrados.

Se presentan a continuación algunos ejemplos de operaciones y métodos de la clase list, los cuales son comunes a todas las clases de secuencias mutables:

lista = [10, 20, 30, 40, 50]

# Reemplazo de un ítem con base en su posición
lista[2] = 300
lista

[10, 20, 300, 40, 50]

# Borrado de un ítem con base en su posición
del lista[4]
lista

[10, 20, 300, 40]

# list.append(x): agrega 'x' al final de 'list'
lista.append(50)
lista

[10, 20, 300, 40, 50]

# list.insert(i, x): inserta 'x' en al posición 'i'
lista.insert(4, 45)
lista

[10, 20, 300, 40, 45, 50]

La clase dict¶

La clase dict implementa un conjunto de pares ordenados de la forma atributo:valor. Por ejemplo:

persona = {"cedula":"408730281", "nombre":"Juan", "apellido":"Pérez"}

Ejemplos de operaciones y métodos de la clase dict:

# Retorno de valor correspondiente a una llave
persona["cedula"]

'408730281'

# Asignación de un valor a una llave
persona["nombre"] = "María"
persona

{'cedula': '408730281', 'nombre': 'María', 'apellido': 'Pérez'}

# Verificación de si una llave existe
"apellido" in persona

True

# dict.items(): retorna los ítems (pares (llave, valor)) de 'dict'
persona.items()

dict_items([('cedula', '408730281'), ('nombre', 'María'), ('apellido', 'Pérez')])

# dict.keys(): retorna las llaves de 'dict'
persona.keys()

dict_keys(['cedula', 'nombre', 'apellido'])

# dict.values(): retorna los valores de 'dict'
persona.values()

dict_values(['408730281', 'María', 'Pérez'])

# dict.get(key[, default]): retorna el valor de la llave 'key' en 'dict'
persona.get("apellido")

'Pérez'

Archivos¶

Los archivos proporcionan una forma de almacenar datos de manera persistente (i.e. no volátil) en medios como discos duros, discos compactos, DVD, dispositivos de almacenamiento USB y otros. Contrario a lo que sucede a las estructuras que residen en la memoria del computador, como las variables, la información almacenada en archivos permanece después de que finaliza la ejecución de un programa o se apaga el computador. En Python, los archivos se manejan como objetos de tipo file, los cuales tienen un conjunto de métodos, entre las que están:

open(): para abrir un archivo.
read(): para leer datos de un archivo.
write(): para escribir datos en un archivo.
close(): para cerrar un archivo.

Estas operaciones se ilustran en la Fig. 30.

../../_images/operaciones-archivos-python.png

Fig. 30 Operaciones para manejo de archivos en Python. Fuente: [Sev].¶

Estas operaciones se realizan a través de una variable llamada “manejador de archivo” (file handle).

Uso de la sentencia `with` para leer y escribir en archivos¶

La sentencia with se utiliza para ejecutar un bloque con métodos definidos por un administrador de contexto (context manager). Entre otros usos, permite recorrer un archivo y cerrarlo automáticamente cuando se finaliza.

El siguiente bloque de código abre un archivo en modo de lectura ("r") con la función open() y recorre e imprime cada una de sus líneas.

# Recorrido e impresión de las líneas de un archivo de texto
with open("datos/maravillas_antiguas.csv", "r") as archivo:
    for linea in archivo:
        print(linea, end='')

nombre,pais,longitud,latitud
La Gran Pirámide de Guiza,Egipto,31.134358,29.979175
Los Jardines Colgantes de Babilonia,Irak,44.4275,32.5355
El Templo de Artemisa,Turquía,37.949722,27.363889
La Estatua de Zeus en Olimpia,Grecia,21.63,37.637861
El Mausoleo de Halicarnaso,Turquía,27.424056,37.037944
El Coloso de Rodas,Grecia,28.227778,36.451111
El Faro de Alejandría,Egipto,29.885,31.214167

Para escribir en un archivo, este debe abrirse en modo de escritura ("w").

# Escritura en un archivo
with open("datos/archivo_nuevo.csv", "w") as archivo:
    archivo.write('Línea 1\n')
    archivo.write('Línea 2\n')
    archivo.write('Línea 3\n')

Archivos CSV¶

Los archivos CSV (comma separated values, valores separados por comas) son de los más empleados para intercambiar datos en formato tabular (i.e. en columnas). Pueden llamarse de otras formas, como por ejemplo “archivos de texto delimitado”. Son ampliamente utilizados para importar y exportar datos desde y hacia hojas electrónicas, bases de datos y otros sistemas de manejo de información. Consisten de líneas de texto en las cuales hay datos separados por comas. Cada dato corresponde a una columna. Por ejemplo, el siguiente es el contenido de un archivo CSV con cuatro columnas:

nombre,ubicacion,longitud,latitud
Taj Mahal,India,78.042111,27.174799
Chichen Itza,México,-88.56865,20.6829
La estatua de Cristo Redentor,Brasil,-43.210556,-22.951944

A pesar de ser ampliamente usados, los archivos CSV no son un formato completamente estandarizado, por lo que pueden presentarse con algunas variantes:

La primera línea tiene usualmente los nombres de las columnas (llamados también encabezados), pero no siempre.
El caracter separador de las columnas no siempre es una coma. Puede ser también un tabulador, un punto y coma, otro carácter o incluso una combinación de caracteres.
Las columnas de texto pueden ir encerradas entre comillas para evitar el problema que se presenta si dentro del texto hay una coma u otro carácter separador.
El conjunto de caracteres puede sufrir alteraciones cuando se traslada entre herramientas de software o entre sistemas operativos, sobre en todo en caracteres especiales como los acentos.

El módulo `csv`¶

El módulo csv facilita el manejo de archivos CSV en Python. Además de leer el archivo línea por línea, las separa en sus respectivas columnas, al representarlas mediante listas. El método csv.reader() retorna una lista con las líneas del archivo. Cada línea es, a su vez, una lista de hileras de texto que corresponden a las columnas del archivo.

El siguiente bloque de código recorre un archivo CSV e imprime sus líneas y las columnas que las componen.

import csv

# Recorrido e impresión de las líneas de un archivo de texto
with open("datos/maravillas_antiguas.csv") as archivo:
    # Se crea el objeto reader
    lector = csv.reader(archivo)
    
    # Se recorren las líneas
    for linea in lector:
        print('Línea: ', linea)
        
        # Se recorren las columnas de la línea
        for columna in linea:
            print ('Columna: ', columna)

Línea:  ['nombre', 'pais', 'longitud', 'latitud']
Columna:  nombre
Columna:  pais
Columna:  longitud
Columna:  latitud
Línea:  ['La Gran Pirámide de Guiza', 'Egipto', '31.134358', '29.979175']
Columna:  La Gran Pirámide de Guiza
Columna:  Egipto
Columna:  31.134358
Columna:  29.979175
Línea:  ['Los Jardines Colgantes de Babilonia', 'Irak', '44.4275', '32.5355']
Columna:  Los Jardines Colgantes de Babilonia
Columna:  Irak
Columna:  44.4275
Columna:  32.5355
Línea:  ['El Templo de Artemisa', 'Turquía', '37.949722', '27.363889']
Columna:  El Templo de Artemisa
Columna:  Turquía
Columna:  37.949722
Columna:  27.363889
Línea:  ['La Estatua de Zeus en Olimpia', 'Grecia', '21.63', '37.637861']
Columna:  La Estatua de Zeus en Olimpia
Columna:  Grecia
Columna:  21.63
Columna:  37.637861
Línea:  ['El Mausoleo de Halicarnaso', 'Turquía', '27.424056', '37.037944']
Columna:  El Mausoleo de Halicarnaso
Columna:  Turquía
Columna:  27.424056
Columna:  37.037944
Línea:  ['El Coloso de Rodas', 'Grecia', '28.227778', '36.451111']
Columna:  El Coloso de Rodas
Columna:  Grecia
Columna:  28.227778
Columna:  36.451111
Línea:  ['El Faro de Alejandría', 'Egipto', '29.885', '31.214167']
Columna:  El Faro de Alejandría
Columna:  Egipto
Columna:  29.885
Columna:  31.214167

El método csv.writer() se utiliza para escribir en un archivo CSV. El siguiente bloque de código abre un archivo CSV de entrada y recorre sus líneas. Si la columna de ubicación de una línea corresponde a Egipto o Irak, escribe la línea en un archivo de salida.

import csv

# Recorrido de las líneas de un archivo de texto y escritura en un nuevo archivo de las líneas que cumplen con una condición
with open("datos/maravillas_antiguas.csv") as archivo_entrada:
    lector = csv.reader(archivo_entrada)

    with open("datos/maravillas_antiguas_irak_egipto.csv", "w") as archivo_salida:
        escritor = csv.writer(archivo_salida, delimiter=',')
        i = 0
        for linea in lector:
            if i == 0:
                # Línea del encabezado
                escritor.writerow(linea)
                print(linea)
            elif linea[1] == "Irak" or linea[1] == "Egipto":
                 # La ubicación es Egipto o Irak
                escritor.writerow(linea)
                print(linea)
            i = i + 1

['nombre', 'pais', 'longitud', 'latitud']
['La Gran Pirámide de Guiza', 'Egipto', '31.134358', '29.979175']
['Los Jardines Colgantes de Babilonia', 'Irak', '44.4275', '32.5355']
['El Faro de Alejandría', 'Egipto', '29.885', '31.214167']

PF-3311 Ciencia de datos geoespaciales 2021-III

Resumen de referencia de Python¶

Comentarios¶

De una línea¶

De múltiples líneas¶

docstrings¶

Tipos de datos¶

La función type()¶

Variables¶

Reglas para los nombres de variables¶

Ejercicios¶

Expresiones¶

Aritméticas¶

Operadores aritméticos¶

Ejemplos¶

Booleanas¶

Operadores booleanos¶

Operadores relacionales¶

Ejemplos¶

Otras¶

Condicionales¶

La sentencia if¶

La cláusula else¶

La cláusula elif¶

Acerca de los bloques en Python¶

Excepciones¶

Las sentencias try y except¶

Ejercicios¶

Ciclos¶

La sentencia while¶

Ejemplos¶

La sentencia for¶

Ejemplos¶

La sentencia break¶

La sentencia continue¶

Ejercicios¶

Funciones¶

Funciones predefinidas¶

Funciones definidas en módulos de la biblioteca estándar¶

Paquetes externos¶

Sintaxis para la definición de nuevas funciones¶

Ejemplos¶

Ejercicios¶

Programación orientada a objetos¶

Objetos y clases predefinidas de Python¶

Otros tipos de datos: cadenas de caracteres, secuencias y diccionarios¶

La clase str¶

La clase list¶

La clase dict¶

Archivos¶

Uso de la sentencia with para leer y escribir en archivos¶

Archivos CSV¶

El módulo csv¶

Uso de la sentencia `with` para leer y escribir en archivos¶

El módulo `csv`¶