Aprenda a pensar como programador

  El Camino del Programa El objetivo de este libro es enseñarle a pensar como lo hacen los científicos informáticos. Esta manera de pensar combina las mejores características de la matemática, la ingeniería, y las ciencias naturales. Como los matemáticos, los científicos informáticos usan lenguajes formales para designar ideas (específicamente, computaciones). Como los ingenieros, ellos diseñan cosas, ensamblando sistemas a partir de componentes y evaluando ventajas y desventajas de cada una de las alternativas. Como los científicos, ellos observan el comportamiento de sistemas complejos, forman hipótesis, y prueban sus predicciones. La habilidad más importante del científico informático es la soluciún de problemas. La soluciún de problemas incluye poder formular problemas, pensar en la solución de manera creativa, y expresar una solución con claridad y precisión. Como se verá, el proceso de aprender a programar es la oportunidad perfecta para desarrollar la habilidad de resolv...

Un programa es una secuencia de instrucciones que especifican cómo ejecutar una computación. La computación puede ser algo matemático, como solucionar un sistema de ecuaciones o determinar las raíces de un polinomio, pero también puede ser una computación simbólica, como buscar y reemplazar el texto de un documento o (aunque parezca raro) compilar un programa. Las instrucciones (comandos, órdenes) tienen una apariencia diferente en lenguajes de programación diferentes, pero existen algunas funciones básicas que se presentan en casi todo lenguaje: entrada: Recibir datos del teclado, o un archivo u otro aparato. salida: Mostrar datos en el monitor o enviar datos a un archivo u otro aparato. matemáticas: Ejecutar operaciones básicas de matemáticas como la adición y la multiplicación. operación condicional: Probar la veracidad de alguna condición y ejecutar una secuencia de instrucciones apropiada. repetición: Ejecutar alguna acción repetidas veces, normalmente con alguna variac...

Python solo puede ejecutar un programa si el programa es correcto sintácticamente. En caso contrario, es decir si el programa no es correcto sintácticamente, el proceso falla y devuelve un mensaje de error. El término sintaxis se refiere a la estructura de cualquier programa y a las reglas de esa estructura. Por ejemplo, en español la primera letra de toda oración debe ser mayúscula, y todas las oraciones deben terminar con un punto. esta oración tiene un error sintáctico. Esta oración también para la mayoría de lectores, unos pocos errores sintácticos no son significativos, y por eso pueden leer la poesía de e. e. cummings sin anunciar errores de sintaxis. Python no es tan permisivo. Si hay aunque sea un solo error sintáctico en el programa, Python mostrará un mensaje de error y abortará la ejecución del programa. Durante las primeras semanas de su carrera como programador pasará, seguramente, mucho tiempo buscando errores sintácticos. Sin embargo, tal como adquiera experiencia tendr...

El segundo tipo de error es un error en tiempo de ejecución. Este error no aparece hasta que se ejecuta el programa. Estos errores también se llaman excepciones porque indican que algo excepcional (y malo) ha ocurrido. Con los programas que vamos a escribir al principio, los errores en tiempo de ejecución ocurrirán con poca frecuencia, así que puede pasar bastante tiempo hasta que vea uno.

Los lenguajes naturales son los lenguajes hablados por seres humanos, como el español, el inglés y el francés. No los han diseñados personas (aunque se intente poner cierto orden en ellos), sino que se han desarrollado naturalmente. Los lenguajes formales son lenguajes diseñados por humanos y que tienen aplicaciones específicas. La notación matemática, por ejemplo, es un lenguaje formal ya que se presta a la representación de las relaciones entre números y símbolos. Los químicos utilizan un lenguaje formal para representar la estructura química de las moléculas. Y lo más importante: Los lenguajes de programación son lenguajes formales desarrollados para expresar computaciones. Los lenguajes formales casi siempre tienen reglas sintácticas estrictas. Por ejemplo, 3+3 = 6 es una expresión matemática correcta, pero 3 = +6$ no lo es. De la misma manera, H20 es una nomenclatura química correcta, pero 2Zz no lo es. Existen dos clases de reglas sintácticas, en cuanto a unidades y estruc...

Tradicionalmente el primer programa en un lenguaje nuevo se llama "Hola, mundo" (Hello world!) porque sólo muestra las palabras "Hola a todo el mundo". En Python es así: 1: print "Hola, mundo"   Este es un ejemplo de una sentencia print, la cual no imprime nada en papel, más bien muestra un valor. En este caso, el resultado es las palabras Hola, mundo Las comillas señalan el comienzo y el final del valor; no aparecen en el resultado. Alguna gente evalúa la calidad de un lenguaje de programación por la simplicidad del programa “Hola, mundo". Si seguimos ese criterio, Python cumple con todas sus metas.

solución de problemas: El proceso de formular un problema, hallar la solución y expresar esa solución. lenguaje de alto nivel: Un lenguaje como Python diseñado para ser fácil de leer y escribir para la gente. lenguaje de bajo nivel: Un lenguaje de programación diseñado para ser fácil de ejecutar para un computador; también se lo llama lenguaje de máquina "o lenguaje ensamblador". portabilidad: La cualidad de un programa que le permite ser ejecutado en más de un tipo de computador. interpretar: Ejecutar un programa escrito en un lenguaje de alto nivel traduciéndolo línea por línea compilar: Traducir un programa escrito en un lenguaje de alto nivel a un lenguaje de bajo nivel todo al mismo tiempo, en preparación para la ejecución posterior. código fuente: Un programa escrito en un lenguaje de alto nivel antes de ser compilado. código de objeto: La salida del compilador una vez que ha traducido el programa. programa ejecutable: Otro nombre para el código de obje...

función productiva : Función que devuelve un valor de retorno. valor de retorno: El valor obtenido como resultado de una llamada a una función. variable temporal: Variable utilizada para almacenar un valor intermedio en un calculo complejo. código muerto : Parte de un programa que no podrá ejecutarse nunca, a menudo debido a que aparece tras una sentencia de return. None: Valor especial de Python que devuelven funciones que o bien no tienen sentencia de return o bien tienen una sentencia de return sin argumento. desarrollo incremental: Un metodo de desarrollo de programas que busca evitar el depurado añadiendo y probando una pequeña cantidad de código en cada paso. andamiaje: El código que se usa durante el desarrollo del programa pero que no es parte de la versión final.

Por “ encapsulado ” generalmente se entiende tomar una pieza de código y envolverla en una función, permitiéndole obtener las ventajas de todo aquello para lo que valen las funciones. Hemos visto dos ejemplos de encapsulado, cuando escribimos imprimeParidad en la Sección 4.5 y esDivisible en la Sección 5.4. Por “ generalización ” entendemos tomar algo específico, como imprimir los múltiplos de 2, y hacerlo mas general, como imprimir los múltiplos de cualquier entero. He aquí una función que encapsula el bucle de la sección anterior y la generaliza para imprimir múltiplos de n. def imprimeMultiplos(n): 1: i = 1 2: while i <= 6: 3: print n*i, '\t' , 4: i = i + 1 5: print Para encapsular , todo lo que hubimos de hacer fue añadir la primera línea, que declara el nombre de la función y la lista de parametros. Para generalizar , todo lo que tuvimos que hacer fue sustituir el valor 2 por el parametro n . Si llamamos a esta funcion con el argument...

7.1. Un tipo de datos compuesto Hasta el momento hemos visto tres tipos: int , float , y string . Las cadenas son cuantitativamente diferentes de los otros dos porque están hechas de piezas menores: caracteres. Los tipos que comprenden piezas menores se llaman tipos de datos compuestos. Dependiendo de que estemos haciendo, podemos querer tratar un tipo compuesto como una única cosa o acceder a sus partes. Esta ambigüedad es útil. El operador corchete selecciona un carácter suelto de una cadena. 1: >>> fruta = "banana" 2: >>> letra = fruta[1] 3: >>> 4: print letra La expresion fruta[1] selecciona el caracter numero 1 de fruta . La variable letra apunta al resultado. Cuando mostramos letra, nos encontramos con una sorpresa: a La primera letra de " banana " no es a . A no ser que usted sea un programador. Por perversas razones, los científicos de la computacion siempre empiezan a contar desde cero. La 0-sima letra (“cero...

La función len devuelve el número de caracteres de una cadena: 1: >>> fruta = "banana" 2: >>> len(fruta) 3: 6 Para obtener la última letra de una cadena puede sentirse tentado a probar algo como esto: 1: longitud = len(fruta) 2: ultima = fruta[longitud] # ERROR! Eso no funcionara. Provoca un error en tiempo de ejecucion IndexError:string index out of range . La razon es que no hay una sexta letra en " banana ". Como empezamos a contar por cero, las seis letras estan numeradas del 0 al 5. Para obtener el ultimo caracter tenemos que restar 1 de longitud: 1: longitud = len(fruta) 2: ultima = fruta[longitud-1] De forma alternativa, podemos usar índices negativos, que cuentan hacia atrás desde el final de la cadena. La expresion fruta[-1] nos da la ultima letra. fruta[-2] nos da la penultima, y así.

Los operadores de comparación trabajan sobre cadenas. Para ver si dos cadenas son iguales: 1: if palabra == "banana" : 2: print "S³, no tenemos bananas!" Otras operaciones de comparacion son utiles para poner palabras en orden alfabético: 1: if palabra < "banana" : 2: print "Tu palabra," + palabra + ", va antes de banana." 3: elif palabra > "banana" : 4: print "Tu palabra," + palabra + ", va despues de banana." 5: else : 6: print "Sí, no tenemos bananas!" Sin embargo, deber³a usted ser consciente de que Python no maneja las mayúsculas y minusculas como lo hace la gente. Todas las mayusuculas van antes de la minúsculas. Como resultado de ello: Tu palabra, Zapato, va antes de banana. Una forma comun de abordar este problema es convertir las cadenas a un formato estandar, como pueden ser las minusculas, antes de realizar la comparacion. Un prob...

Es tentador usar el operador [] en el lado izquierdo de una asignación, con la intención de cambiar un carácter en una cadena. Por ejemplo: 1: saludo = "Hola, mundo" 2: saludo[0] = 'M' # ERROR! 3: print saludo En lugar de presentar la salida Mola, mundo, este codigo presenta el siguiente error en tiempo de ejecucion TypeError : object doesn't 1: support item 2: assignment. Las cadenas son inmutables, lo que signi¯ca que no puede cambiar una cadena existente. Lo mas que puede hacer es crear una nueva cadena que sea una variacion de la original: 1: saludo = "Hola, mundo" 2: nuevoSaludo = 'M' + saludo[1:] 3: print nuevoSaludo Aquí la solución es concatenar una nueva primera letra a una porción de saludo. Esta operación no tiene efectos sobre la cadena original.

El modulo string contiene funciones útiles para manipular cadenas. Como es habitual, tenemos que importar el modulo antes de poder usarlo: 1: >>> import string El modulo string incluye una funcion llamada find que hace lo mismo que la función encuentra que escribimos. Para llamarla debemos especificar el nombre del modulo y el nombre de la funcion por medio de la notacion de punto. 1: >>> fruta = "banana" 2: >>> indice = string.find(fruta, 3: "a" ) 4: >>> print indice 5: 1 Este ejemplo demuestra uno de los beneficios de los modulos: ayudan a evitar las colisiones entre los nombres de las funciones predefinidas y las definidas por el usuario. Al usar la notacion de punto podríamos especificar que version de find queremos en caso de haberle daddo un nombre en ingles a nuestra funcion. En realidad, string.find es mas general que nuestra version. Para empezar, puede encontrar subcadenas, no solo caractere...

A menudo viene bien examinar un carácter y comprobar si es una letra mayúscula o minúscula, o si es un carácter o un dígito. El modulo string proporciona varias constantes que son útiles para estos menesteres. La cadena string.lowercase contiene todas las letras que el sistema considera como minúsculas. De forma similar, string.uppercase contiene todas las mayúsculas. Pruebe lo que sigue y vea que obtiene: 1: >>> print string.lowercase 2: >>> print 3: string.uppercase 4: >>> print string.digits Podemos usar estas constantes y find para clasificar caracteres. Por ejemplo, si find(lowercase, c) devuelve un valor que no sea -1 , entonces c es una minúscula: 1: def esMinuscula(c): 2: return find(string.lowercase, c) != -1 Alternativamente, podemos aprovecharnos del operador in , que determina si un carácter aparece en una cadena: 1: def esMinuscula(c): 2: return c in string.lowercase Como una alternativa mas, podemo...

Hay varias maneras de crear una nueva lista; la mas sencilla es encerrar sus elementos entre corchetes: 1: [10, 20, 30, 40] 2: [ "spam" , "elastico" , "golondrina" ] El primer ejemplo es una lista de cuatro enteros. El segundo es una lista de tres cadenas de texto. Los elementos de una lista no tienen por que ser del mismo tipo. La siguiente lista contiene una cadena, un numero con decimales y un entero, y, maravilla de las maravillas, otra lista: 1: [ "hola" , 2.0, 5, [10, 20]] Se dice que una lista dentro de otra lista esta anidada. Las listas que contienen numeros enteros consecutivos son comunes, de manera que Python proporciona una manera sencilla de crearlas: 1: >>> range(1,5) 2: [1, 2, 3, 4] La funcion range toma dos argumentos y devuelve una lista que contiene todos los enteros entre el primero y el segundo, ¡incluyendo el primero pero no el segundo! Hay dos formas alternativas para range. Con un solo argum...