Mini tutorial de Python 3

Un minúsculo tutorial para quién necesite o simplemente le apetezca aprender Python.

Introducción

Python es un lenguaje interpretado, interactivo y orientado a objetos. Se le compara con C++. Java o Perl. Tiene variables, clases, objetos, funciones y todo lo que se espera que tenga un lenguaje de programación «convencional». Cualquier programador puede empezar a trabajar con Python con poco esfuerzo. Según muchos estudios, Python es uno de los lenguajes más fáciles de aprender y que permiten al novato ser productivo en tiempo record, lo cual lo hace ideal como primer lenguaje.

Python es perfecto como lenguaje «pegamento» y para prototipado rápido de aplicaciones (aunque finalmente fuera necesario rehacerlas en otros lenguajes), aunque eso no implica que no se puedan ser definitivos. Dispone de librerías para desarrollar aplicaciones multihilo, distribuidas, bases de datos, con interfaz gráfico, juegos, gráficos 3D, cálculo científico, machine learning y una larga lista.

Este pequeño tutorial utiliza la versión actual de Python (3.9) y presupone que el lector tiene nociones básicas de programación con algún lenguaje como C, Java o similar.

Empezamos

Nada como usar algo para aprender a usarlo. El intérprete de Python se puede utilizar como una shell (lo que se llama modo interactivo), algo que viene muy bien para dar nuestros primeros pasos.

$ python3
Python 3.9.1+ (default, Jan 20 2021, 14:49:22)
[GCC 10.2.1 20210110] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

Variables y tipos

Las variables no se declaran explícitamente, se pueden usar desde el momento en que se inicializan. Y normalmente no hay que preocuparse por liberar la memoria que ocupan, tiene un «recolector de basura» (como Java).

$ python3
>>> a = "hola"

En el modo interactivo se puede ver el valor de cualquier objeto simplemente escribiendo su nombre:

>>> a
'hola'

Python es un lenguaje de tipado fuerte, pero dinámico. Eso significa que no se puede operar alegremente con tipos diferentes (como se hace en C). Las operaciones están definidas para trabajar con los tipos previstos.

>>> a + 1
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
TypeError: Can't convert 'int' object to str implicitly

Esa operación ha provocado que se dispare la excepción TypeError. Las excepciones son el mecanismo más común de notificación de errores.

Pero se puede cambiar el tipo de una variable sobre la marcha:

>>> a = 3

En realidad no hemos cambiado el tipo de a, sino que hemos creado una nueva variable que reemplaza la anterior.

Tipos de datos

Valor Nulo

Una variable puede existir sin tener valor ni tipo, para ello se asigna el valor None. Es el valor adecuado cuando se quiere indicar que una variable no se refiere a ningún objeto:

>>> a = None
>>> a

>>>

Booleanos

Lo habitual:

>>> a = True
>>> a
True
>>> not a
False
>>> a and False
False
>>> 3 > 1
True
>>> b = 3 > 1
>>> b
True

Numéricos

Python dispone de tipos enteros de cualquier tamaño que soportan todas las operaciones propias de C, incluidas las de bits. También hay reales como en cualquier otro lenguaje. Ambos tipos se pueden operar entre si sin problema. Incluso tiene soporte para números complejos de forma nativa.

>>> a = 2
>>> b = 3.0
>>> a + b
5.0
>>> b - 4j
(3-4j)

Secuencias

No hay tipo carácter, se utilizan cadenas de tamaño 1. Las cadenas admiten operaciones como la suma y la multiplicación.

>>> greeting = 'hola '
>>> greeting + 'mundo'
'hola mundo'
>>> greeting * 3
'hola hola hola '

El tipo bytes permite manejar secuencias de bytes. Es especialmente útil para serialización de datos. Por ejemplo, podemos convertir una cadena de caracteres UTF-8 a bytes y viceversa:

>>> word = 'ñandú'
>>> coded = word.encode()
>>> coded
b'\xc3\xb1and\xc3\xba'
>>> coded.decode()
'ñandú'

Las tuplas son una agrupación de valores similar al concepto matemático de tupla. Se pueden empaquetar y desempaquetar varias variables (incluso de tipo diferente).

>>> x = greeting, 'f', 3.0
>>> x
('hola ', 'f', 3.0)
>>> v1, v2, v3 = x
>>> v2
'f'

Las Listas son similares a los vectores o arrays de otros lenguajes, aunque en Python se pueden mezclar tipos.

>>> x = [1, 'f', 3.0]
>>> x[0]
1

Las listas también se pueden sumar y multiplicar:

>>> x = [1, 'f', 3.0]
>>> x + ['adios']
[1, 'f', 3.0, 'adios']
>>> x * 2
[1, 'f', 3.0, 1, 'f', 3.0]

Cualquier secuencia se puede indexar desde el final o mediante «rodajas» (slices):

>>> greeting = 'holamundo'
>>> greeting[-1]
'o'
>>> greeting[1:6]
'olamu'
>>> greeting[:3]
'hol'
>>> greeting[3:]
'amundo'
>>> greeting[-6:-2]
'amun'

Los diccionarios son tablas asociativas:

>>> grades = {'antonio':6, 'maria':9}
>>> grades['antonio']
6

Python dispone de otros tipos de datos nativos como conjuntos (sets), pilas, colas, listas multidimensionales, etc.

Type checking

Aunque Python es un lenguaje de tipado dinámico, en la versión 3.0 ya se daba la opción de hacer anotaciones sobre las variables y sus tipos, y actualmente (se introdujo con el PEP 484) existe un módulo donde se definen la semántica y convenciones para especificar de forma opcional esas anotaciones o hints.

>>> pi: float = 3.14

Las anotaciones de las variables se almacenan en el atributo __annotations__:

>>> a = "hola"
>>> pi: float = 3.14
>>> __annotations__
{'pi': }

El comportamiento del lenguaje es el mismo, y las variables puede cambiar el tipo de valor que almacenan independientemente de su definición sin producir errores:

>>> pi: float = 3.14
>>> pi = "Tres coma catorce"

Sirve principalmente para facilitar la comprensión del código y poder llevar a cabo comprobaciones de tipos o type checking sobre el código escrito con herramientas como MyPy.

Orientado a objetos

Casi todo en Python está orientado a objetos, incluyendo las variables de tipos básicos, y hasta los literales!

>>> cad = 'holamundo'
>>> cad.upper()
'HOLAMUNDO'
>>> 'ADIOS'.lower()
'adios'

Módulos

Los módulos son análogos a las 'librerías' o 'paquetes' de otros lenguajes. Para usarlos se utiliza la sentencia import:

>>> import sys
>>> sys.exit(1)

Estructuras de control

Están disponibles las más habituales: for, while, if, if else, break, continue, return, etc. Todas funcionan de la forma habitual excepto for. El for de Python no es un while disfrazado, como ocurre en algunos lenguajes. Este for hace que, en cada iteración, la variable de control tome los valores que contiene una secuencia, es decir, que itere sobre ella. Ejemplo:

>>> for c in "hello":
...    print(c)
...
'h'
'e'
'l'
'l'
'o'

Indentación estricta

En muchos lenguajes se aconseja «tabular» de determinada manera para facilitar su lectura. En Python este estilo es obligatorio porque el esquema de indentación define los bloques. Es una importante peculiaridad de este lenguaje. Se aconseja tabulación blanda de 4 espacios. Mira el siguiente fragmento de un programa Python:

total = 0
passed = 0
grades = {'antonio':6, 'maria':9}
for i in grades.values():
   total += i
   if i >= 5:
      passed += 1

print('Average:', total / len(grades))

El cuerpo del bloque for queda definido por el código que está indentado un nivel debajo de él. Lo mismo ocurre con el if. La sentencia que define el bloque siempre lleva un ':' al final. No se utilizan llaves ni ninguna otra cosa para delimitar los bloques.

Funciones

Nada mejor para explicar su sintaxis que un ejemplo:

def factorial(n):
    if n == 0:
       return 1
    return n * factorial(n-1)

# y su invocación
print(factorial(10))

Python is different

Como cualquier lenguaje, Python tiene sus peculiaridades, y conocerlas puede ayudar a sacarle el máximo potencial. Siempre hay una manera más «pythónica» de hacer las cosas, utilizando por ejemplo las características de programación funcional que incorpora. Como ejemplo, el factorial se puede hacer aún más compacto con algo como:

from functools import reduce
from operator import mul
factorial = lambda x: reduce(mul, range(1, x+1), 1)
print(factorial(10))

Muy aconsejable Python Is Not Java

Hacer un fichero «ejecutable»

#!/usr/bin/python3

Y no olvides darle permisos de ejecución al fichero:

$ chmod +x fichero.py

¿Y ahora qué?

• Python koans
• Empieza por el el tutorial oficial.
• Incluso hay varios libros libres:
  • Inmersión en Python 3
  • Byte of Python
  • Learning Python
  • Codeacademy
  • Introducción a la programación en Python 3/a>
• Si necesitas la referencia oficial, pues la la página de Python