Capítulo 1

 

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 resolver problemas. Por esa razón este capítulo se llama “El Camino del programa”.

A cierto nivel, usted aprenderá a programar, lo cual es una habilidad muy útil por sí misma. A otro nivel, usted utilizará la programaciún para obtener algún resultado. Ese resultado se verá más claramente durante el proceso.

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7.6. Las cadenas son inmutables

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.

8.8. Las listas son mutables

A diferencia de las cadenas, las listas son mutables, lo que significa que podemos cambiar sus elementos. Podemos modificar uno de sus elementos usando el operador corchetes en el lado izquierdo de una asignación:

   1: >>> fruta = ["pl¶atano", "manzana", "membrillo"]

   2: >>> fruta[0] = "pera"

   3: >>> fruta[-1] = "naranja"

   4: >>> print fruta

   5: ['pera', 'manzana', 'naranja']

Con el operador de porción podemos reemplazar varios elementos a la vez:

   1: >>> lista = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f']

   2: >>> lista[1:3] = ['x', 'y']

   3: >>> print lista

   4: ['a', 'x', 'y', 'd', 'e', 'f']

Además, puede eliminar elementos de una lista asignándoles la lista vacía:

   1: >>> lista = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f']

   2: >>> lista[1:3] = []

   3: >>> lista

   4: ['a', 'd', 'e', 'f']

Y puede añadir elementos a la lista embutiéndolos en una porción vacía en la posición deseada:

   1: >>> lista = ['a', 'd', 'f']

   2: >>> lista[1:1] = ['b', 'c']

   3: >>> print lista

   4: ['a', 'b', 'c', 'd', 'f']

   5: >>> lista[4:4] = ['e']

   6: >>> print lista

   7: ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f']

8.10. Objetos y valores

Si ejecutamos estas sentencias de asignación:

   1: a = "banana"

   2: b = "banana"

Esta claro que a y b apuntan ambos a cadenas con las letras “banana“. Pero no podemos saber si están apuntando a la misma cadena.

Hay dos posibles estados:

Sin título

En un caso, a y b se refieren a dos cosas diferentes que tienen el mismo valor.

En el segundo caso, se refieren a la misma cosa. Estas “cosas” tienen nombres; se les denomina objetos. Un objeto es una cosa a la que se puede referir una variable.

Cada objeto tiene un identificador único, que podemos obtener por medio de la función id. Imprimiendo los identificadores de a y b podemos saber si apuntan al mismo objeto.

   1: >>> id(a)

   2: 135044008

   3: >>> id(b)

   4: 135044008

 

Curiosamente, las listas se comportan de otra manera. Cuando crea dos listas, obtiene dos objetos:

   1: >>> a = [1, 2, 3]

   2: >>> b = [1, 2, 3]

   3: >>> id(a)

   4: 135045528

   5: >>> id(b)

   6: 135041704

De manera que el diagrama de estado sería tal como este:

Sin título1

a y b tienen el mismo valor, pero no se refieren al mismo objeto.

8.12. Clonar listas

Si queremos modificar una lista y mantener una copia del original, necesitaremos ser capaces de hacer una copia de la lista en sí, no solo de su referencia. Este proceso a veces se denomina clonado, para evitar la ambigüedad de la palabra ”copia”.

La forma mas fácil de clonar una lista es por medio del operador de porción:

   1: >>> a = [1, 2, 3]

   2: >>> b = []

   3: >>> b[:] = a[:]

   4: >>> print b

   5: [1, 2, 3]

La extracción de una porción de a crea una nueva lista. En este caso, la porción consta de la lista completa.

Ahora tenemos libertad de hacer cambios en b sin preocuparnos de a:

   1: >>> b[0] = 5

   2: >>> print a

   3: [1, 2, 3]

Como ejercicio, dibuje un diagrama de estado de a y b antes y después del cambio.

8.13. Listas como parámetros

Cuando se pasa una lista como argumento, en realidad se pasa una referencia a ella, no una copia de la lista. Por ejemplo, la función cabeza toma una lista como parámetro y devuelve el primer elemento.

   1: def cabeza(lista):

   2:     return lista[0]

Así es como se usa.

   1: >>> numeros = [1,2,3]

   2: >>> cabeza(numeros)

   3: 1

El parámetro lista y la variable números son alias de un mismo objeto. El diagrama de estado es así:

Sin título

Como el objeto lista esta compartido por dos marcos, lo dibujamos entre ambos.

Si la función modifica una lista pasada como parámetro, el que hizo la llamada vera el cambio. borra cabeza elimina el primer elemento de una lista.

   1: def borra_cabeza(lista):

   2:     del lista[0]

Aquí vemos el uso de borra cabeza:

Si una función devuelve una lista, de

   1: >>> numeros = [1,2,3]

   2: >>> borra_cabeza(numeros)

   3: >>> print numeros

   4: [2, 3]

vuelve una referencia a la lista. Por ejemplo, cola devuelve una lista que contiene todos los elementos de una lista dada, excepto el primero.

   1: def cola(lista):

   2: return lista[1:]

Aquí vemos como se usa cola:

   1: >>> numeros = [1,2,3]

   2: >>> resto = cola(numeros)

   3: >>> print resto

   4: >>> [2, 3]

Como el valor de retorno se creo con una porción, es una lista. La creación de rest, así como cualquier cambio posterior en rest, no afectara a numbers.

8.16. Cadenas y listas

Dos de las funciones mas útiles del modulo string tienen que ver con listas de cadenas. La función split divide una cadena en una lista de palabras. Por defecto, cualquier numero de caracteres de espacio en blanco se considera un límite de palabra:

   1: >>> import string

   2: >>> cancion = "La lluvia en Sevilla..."

   3: >>> string.split(cancion)

   4: ['La', 'lluvia', 'en', 'Sevilla...']

Se puede usar un argumento opcional llamado delimitador para especificar que caracteres se usaran como límites de palabra. El siguiente ejemplo usa la cadena ll como delimitador:

   1: >>> string.split(cancion, 'll')

   2: ['La ', 'uvia en Sevi', 'a...']

Observe que el delimitador no aparece en la lista.

La función join es la inversa de split. Toma una lista de cadenas y concatena

los elementos con un espacio entre cada par:

   1: >>> lista = ['La', 'lluvia', 'en', 'Sevilla...']

   2: >>> string.join(lista)

   3: 'La lluvia en Sevilla...'

Como split, join acepta un delimitador opcional que se inserta entre los elementos. El delimitador por defecto es el espacio.

   1: >>> string.join(lista, '_')

   2: 'La_lluvia_en_Sevilla...'

A modo de ejercicio, describa la relación que hay entre
string.join(string.split(cancion)) y canción. ¿Esla misma para todas las cadenas?
¿Cuando sería diferente?