PDF de programación - Introducción a la programación en Python

INTRODUCCIÓN A LA
PROGRAMACIÓN EN
PYTHON

Clara Higuera
Laboratorio Integrado de Biofísica y
Bioinformática
Nov-2015

Conceptos básicos
•  ¿Qué es un programa?
•  Desarrollo y ejecución de un programa
•  Datos y operaciones sobre datos
•  Control de flujo de un programa

•  Sentencias de control

•  Entrada/Salida de un programa
•  Funciones
•  Distintos lenguajes de programación: componentes
básicos comunes

Conceptos básicos
•  Tipos de lenguajes:

•  Nivel del lenguaje

•  Bajo nivel
•  Código máquina (ceros y unos)
•  Ensamblador
•  Alto nivel: Se parece más al lenguaje humano
•  Fortran
•  C
•  Java
•  Python
•  Perl

Rápidos, optimizados al
hw de la máquina
Pero poco portables

Lenguajes más
expresivos
Menos óptimizados, más
lentos

Conceptos básicos
•  Tipos de lenguajes
•  Tipo de ejecución
•  Lenguaje compilado: Antes de ejecutar se traduce a código máquina
•  Rápido, muy optimizado para cada tipo de máquina
•  La programación es más laboriosa
•  C, Fortran, Java
•  Lenguaje Interpretado
•  Un intermediario (interprete de comandos) ejecuta una a una las
instrucciones que vamos dando.
•  Más lento: cada instrucción se debe interpretar en tiempo real
•  Fácil de programar: los cambios se pueden comprobar inmediatamente
•  Python, Perl, Matlab



Conceptos básicos
•  Todo lenguaje de programación viene descrito por:
•  Un léxico

•  Palabras clave
•  Nombres de variables, constantes, funciones predefinidas..

•  Una sintaxis

•  Reglas con las que deben combinarse los elementos de un

lenguaje de programación (léxico/términos y puntuación) para
construir frases/instrucciones

•  Una semántica

•  El significado o propósito del programa sintácticamente correcto.

Introducción
•  Qué es Python
•  Es un lenguaje interpretado de alto nivel
•  Creado por Guido van Rossum en 1989
•  Tiene una sintaxis sencilla, con estructuras de datos y de
control muy potentes
•  Fácil de aprender, de leer y de mantener
•  Open Source
•  Gran cantidad de módulos muy útiles

•  math : funciones matemáticas básicas
•  numpy : cálculo numérico
•  scipy : cálculo científico
•  pylab/matplotlib : representaciones gráficas

Introducción
•  Tutorial oficial

•  https://docs.python.org/2/tutorial/

•  Cursos on line

•  https://www.codecademy.com/es/learn/python
•  http://www.learnpython.org/

•  Anaconda

•  iPython: Intérprete de comandos
•  Spider: Entorno de desarrollo
•  https://www.continuum.io/downloads
•  Versión Python 2.7

Python: intérprete de comandos
•  Abrimos Anaconda

•  Seleccionamos Spider: Entorno de desarrollo
•  Utilizamos la consola como una calculadora interactiva

>>2+2

>>_+2



•  Repetimos lo mismo en el editor y ejecutamos

2+2

•  Para obtener resultado en consola:

print 2+2

Python: intérprete de comandos
•  Multiples operaciones numéricas básicas

•  Suma: +
•  Resta: -
•  División: /
•  División entera: //
•  Resto (modulo): %
•  Potencia: **

Operación bit a bit

Literales, variables y operadores
•  Literales: Mantienen siempre su valor

•  Números
•  Cadenas de texto
•  Booleanos

•  Variables: Pueden variar a lo largo del programa
•  Operadores: Manipulan variables y literales

•  Operadores de números
•  Operadores de cadenas
•  Operadores lógicos
•  Operadores de comparación

Tipos de datos
•  En python los tipos no se especifican son implicitos
•  Tipos principales:

•  Enteros (int): 1, 2, 3 ,4 ..
•  Reales (float): 1.3, 1.5, 489.9, 1.
•  Booleanos (bool): True, False
•  Cadenas de texto (string): “Hello”, ‘Hello’

•  La funcion type() nos devuelve el tipo de un elemento



>>> type(676)
<type 'int'>

>>> type(True)
<type 'bool'>

>>> type(56)
<type 'int'>


Variables
•  Variables

•  Para poder manejar los datos es necesario almacenarlos en
variables. Sus valores pueden variar a lo largo del programa



Cadenas
•  Hay varias formas de definirlas:

•  Permiten incluir comillas

•  Y cadenas con salto de linea: \n

Cadenas
•  Operaciones con cadenas:

•  Repetición de n veces una cadena: str1*n
•  Concatenación de dos cadenas: str1 + str2

>>> "jamon"*3 # Repetición
'jamonjamonjamon'
>>> "jamon" + " serrano" # Concatenación
'jamon serrano'



¿Qué ocurre si mezclo tipos?

>>> "jamon" + 3
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: cannot concatenate 'str' and 'int' objects

>>> "jamon" + str(3) # Conversión explícita
'jamon3'


Cadenas
•  La funcion print

descriptivo.

•  Usamos print para imprimir el valor de una variable o un un texto



Resultado:
Juan tiene 20 años



Resultado:
Hablemos primero de Filosofia
Y luego de Bioquímica



Resultado:
Juan tiene 20 años
Pedro tiene 22


Cadenas
Ejercicio:

En el editor vais a escribir vuestro primer script que realice
lo siguiente:
1.  Cree dos variables cadena llamadas ADN1 y ADN2 en

las que se almacenen dos secuencias de ADN.
Imprima las dos cadenas separadas por un espacio de
línea.

2. 

3.  Unir las dos cadenas en una única y almacenar el

resultado en una nueva variable cadena llamada DNA3
Imprima la cadena resultante

4. 

Cadenas

Comentario

Imprimir
por consola

Concatenación

Listas
•  Tipo de datos colección: agrupar conjuntos de valores.
Internamente cada posición puede ser un tipo de datos distinto.
•  Se define separando sus elementos con comas y colocándolos
entre [ ]
•  Ejemplo:


dias= [‘lunes’,’martes’,’miercoles’,’jueves’,viernes’,’sabado’,’domingo’]


Listas

•  Acceso a un elemento:

•  dias[3] el número de orden comienza en 0

>>> dia[3]
jueves

•  Si el índice es negativo se empieza a contar
desde el último elemento comenzando por ‐1

>>> dia[-1] # Negativo, desde el final
domingo

Listas
•  Modificación de un elemento de la lista

•  dias[2]='mercredi’



•  Troceado (slicing): Se usa para acceder a rangos de elementos en

vez de a elementos individuales.


•  Devuelve otra lista con los elementos que van desde el primer índice al último

menos 1 (excluye el último).

•  lista[inicio:fin:incremento]

>>> numeros=[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
>>> numeros[4:7]
[5, 6, 7]

>>> numeros[:3] #Excluye el ultimo
[1, 2, 3]

0
1

1
2

2
3

3
4

4
5

5
6

6
7

7
8

8
9

9
10

>>> numeros[::2] # Extrae cada dos elementos
[1, 3, 5, 7, 9]

Listas
•  Las listas pueden contener elementos de distinto tipo

•  Lista = [1,’azul’,23,’casa’,True]
•  Las listas se pueden anidar



lista = [[1,2,3],[3,1],2]


•  Acceder a una lista anidada



>>> lista[0][1]
2


Lista[5] ßERROR


•  Indices fuera de rango dan error

>>> len(lista)

>>> len(lista[1])

3

2



•  Podemos obtener la longitud de la línea con la función len()

Listas



•  El troceado también se puede hacer con cadenas
Ejercicio:
Dada la lista lista = ['Mr.', 'John', 'Smith', 34, 1.73]

•  Extraer el primer elemento
•  Extraer el último elemento
•  Extraer el cuarto elemento, de dos formas
•  Extraer los elementos centrales (excluir primero y último)
•  Reemplazar el primer elemento por una lista con los dos últimos

elementos

Listas
Ejercicio . Solución

Dada la lista: lista = ['Mr.', 'John', 'Smith', 34, 1.73]

•  Extraer el primer elemento

•  Extraer el último elemento

lista[0]

lista[-1]

•  Extraer el cuarto elemento, de dos formas

lista[3], lista[-2]

•  Extraer los elementos centrales (excluir primero y último)

•  Reemplazar el primer elemento por una lista con los dos últimos

lista[0]=lista[3:] ó lista[0] = lista[len(lista)-2:]

lista[1:-1]

elementos



Tuplas
•  Son un tipo colección que no puede modificarse. Inmutables

•  Una serie de elementos separados por comas forman una tupla.
Habitualmente se encierra entre paréntesis

>>> tupla = (1,2,3)


•  Veremos su utilidad cuando estudiemos funciones
•  También sirve para asignar valores a varias variables:

•  La función tuple convierte una lista o una cadena en una tupla

a,b= (1,2)


>>> tuple([1,2,3,4])
(1, 2, 3, 4)
>>> tuple("abc")
('a', 'b', 'c')


•  Las tuplas soportan muchas de las acciones de las cadenas

Diccionarios
•  Tipo colección

•  Son conjuntos no ordenados de pares clave-valor
•  Se definen poniendo entre {} la lista separada por , de elementos

clave:valor separados por :

•  Los valores pueden ser de cualquier tipo, incluido otro diccionario

Diccionarios
•  Acceso por clave

•  Dato= telefonos[‘Daniel’]



•  Modificación de un elemento

•  telefonos[‘Daniel’]=9898



•  Lista de las claves

•  telefonos.keys()
•  Lista de valores
•  Telefonos.values()

Accede al valor
asociado a la
clave Daniel

Diccionarios
•  Ejercicio

•  Escribir un diccionario que tenga como claves los
numeros en español del 1 al 4 y como valores sus
nombres en inglés
•  Acceder al elemento ‘dos’ y almacenarlo en otra variable.
•  Imprimir todas las claves y valores

Diccionarios
•  Solución

Sentencias de control
•  Bloque

•  Un bloque es un grupo de sentencias que se ejecutan si una

condición se cumple. Puede ser parte de una sentencia
condicional o de un bucle

•  Se crea un bloque al indentar las sentencias que se quiere formen

parte del bloque

•  Los bloques comienzan con : y finalizan cuando la siguiente

sentencia tiene menor indentación.

Sentencias condicionales
•  Valores booleanos:

•  Falso: False, None, 0, “”, (), [], {}
•  Verdadero: Todo lo demás
•  Operadores booleanos: and y or
•  Operadores de comparación

Sentencias condicionales
•  Sentencia if
if condicion:
bloque

•  Sentencia if-else

•  Sentencia if-elif-else



if condicion:
bloque

else

bloque

if condicion:
bloque

elif condicion:

bloque

…
else:

bloque


Bucles
Bucles while:

while condición:

bloque

La var