Pensando en Python (y IV): XML, Java e IA

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1 XML define datos portables y Python define el código fuente Pensando en Python (y IV): XML, Java e IA DIEGO LZ. DE IPIÑA GZ. DE ARTAZA (profesor del Departamento de Ingeniería del Software de la Facultad de Ingeniería (ESIDE) de la Universidad de Deusto) Acabamos esta serie sobre Python examinando su capacidad para el procesamiento de XML e introduciendo Jython, la implementación Java de Python. También discutiremos una implementación más inteligente del juego de tres en raya que usa un algoritmo de inteligencia artificial. Introducción En los últimos años el estándar XML (extensible Markup Language) se ha establecido como el principal mecanismo para el intercambio de datos entre aplicaciones. XML es un metalenguaje que permite diseñar otros lenguajes. Algunos ejemplos de lenguajes derivados de XML son WML, MathML o XHTML. Con XML cualquiera puede desarrollar su propio lenguaje de etiquetas adecuado al tipo de aplicación que más le convenga. Un documento XML puede ser fácilmente procesado y sus datos manipulados, por medio de APIs estándar disponibles en lenguajes como Java, C, C++, C# y, por supuesto, Python. En esencia, XML define datos portables, al igual que Python o Java definen código portable. Por otra parte, el lenguaje de programación Java ha experimentado desde su nacimiento en 1995 un crecimiento extraordinario. En los últimos 10 años Java no sólo ha ido madurando como lenguaje de programación si no que gracias al ofrecimiento gratuito por parte de Sun de la JDK (Java Development Kit) su adopción ha sido espectacular. Como resultado ha habido numerosísimas contribuciones de código abierto que facilitan el desarrollo de cualquier problema informático que podamos concebir. Jython, la implementación Java de Python, fue creado para poder aprovechar todas estas contribuciones del mundo Java y tener acceso a su funcionalidad desde la elegante sintaxis de Python. En este artículo describiremos cómo programar aplicaciones que usan XML y acceden a paquetes desarrollados en Java desde Python. Concluiremos con una discusión del algoritmo de inteligencia artificial MiniMax que permitiría a la máquina ser un contrincante de entidad en el juego de tres en raya. XML En las próximas líneas vamos a hacer un repaso de la tecnología XML, aunque este tema ha sido tratado con profundidad en ediciones anteriores de Sólo Programadores. Si el lector quiere ampliar lo aquí expuesto, puede consultar los números 110, 111, 114, 115 y 116. XML no es sólo un lenguaje de lenguajes, es también un conjunto de tecnologías que permiten su representación y procesamiento, tales como XPath, XLink, XPointer o XML. La especificación de XML 1.0 puede encontrarse en la dirección de Internet Un documento XML está estructurado en los siguientes componentes: Instrucciones de procesamiento (processing instructions PI). Las PI son instrucciones para el procesador del documento XML. El prólogo del documento es una PI obligatoria: <?xml version= 1.0 encoding= iso ?> Declaraciones de tipo de documento. Especifican la estructura y sintaxis de un documento XML a través de una gramática bien en la forma de un DTD (Document Type Definition) o un Schema. Se declaran en un documento en el siguiente modo: <!DOCTYPE <elemento-raíz> SYSTEM <fichero-con-dtd > A través del DTD una instancia de un documento puede ser validada contra la gramática que define los elementos y posición de los mismos en un documento. Comentarios. Sirven para realizar anotaciones útiles al autor del documento. Un ejemplo sería: <! Esto es un comentario > Elementos. Aportan estructura semántica al documento. Se delimitan por etiquetas de apertura y cierre o vienen sin elementos interiores (etiquetas vacías como <br/>). Las etiquetas de apertura y las vacías suelen venir 36

2 Pensando en Python (y IV): XML, Java e IA MIDDLEWARE acompañadas de atributos, que parametrizan el elemento. Referencias a entidades. Sirven para insertar un determinado contenido definido previamente. Por ejemplo: <!ENTITY Empresa Universidad de Deusto ><pie>creado por &Empresa; </pie> Secciones CDATA. Contienen texto que no queremos sea procesado por el parser de XML. Por ejemplo: <![CDATA[<saludo>Hola, mundo! </saludo>]]> Las razones fundamentales del éxito de XML son: Permite etiquetar los datos con su significado (self-describing data). Estructurar la información de acuerdo a las necesidades de la aplicación. Tratar automáticamente la información a través de procesadores libremente disponibles, que se ajustan a APIs estándar. XML es la base de una nueva generación de aplicaciones web, siendo un estándar para el intercambio de datos. Entre otras cosas XML se utiliza como formato de datos en sitios web para separar contenido y presentación, como medio de comunicación para el intercambio de datos entre organizaciones o para la transmisión de mensajes en servicios web (SOAP). Procesamiento XML La popularidad de XML estriba en no tener que crear un nuevo compilador por cada lenguaje de representación de datos que queremos diseñar. Las herramientas que llevan a cabo la validación léxica y sintáctica de los documentos y su transformación en una representación manejable por programas vienen ya dados. A cambio, los diseñadores de nuevos tipos de documentos XML sólo deben seguir las restricciones que un documento XML bien formado debe cumplir: Debe tener un prólogo. Debe tener una etiqueta (elemento) raíz. Las etiquetas se hallan correctamente anidadas. Se usan caracteres válidos y bien aplicados. Los valores de los atributos vienen encerrados entre comillas. La industria utiliza tres estándares principales para el procesamiento de documentos XML: SAX, DOM y XSL. A continuación, pasamos a describirlos en más detalle. Procesamiento de XML con SAX SAX es el estándar de facto para el procesamiento de XML basado en eventos. Fue definido por David Megginson, siendo su especificación disponible en No es un analizador XML, si no que define una interfaz común implementada por los analizadores XML SAX. Un analizador SAX genera un evento por cada componente significativo del documento detectado. Por ejemplo el comienzo o final del documento, o el comienzo y final del elemento. Un programador que usa SAX debe implementar manejadores de los eventos notificados. SAX opera sobre un documento leyendo secuencialmente de principio a fin, sin cargar todo el documento en memoria. Presenta como principal ventaja una gran eficiencia en cuanto al tiempo y la memoria empleados en el análisis. La principal desventaja de SAX es que tenemos que mantener estado intermedio, a diferencia de otros estándares como DOM. Procesamiento de XML con DOM Un documento XML es para DOM un árbol de nodos, donde cada nodo representa a un elemento XML. Los elementos hijos y el texto contenido dentro de un elemento son subnodos. La especificación DOM es un estándar W3C disponible en La principal ventaja de DOM es que permite acceder a datos en función de la jerarquía de elementos, así como modificar el contenido de los documentos e incluso crearlos desde cero. La principal desventaja es el coste en tiempo y memoria que conlleva construir el árbol. A diferencia de SAX que efectúa una pasada del documento de izquierda a derecha y de arriba abajo, carga todo el documento XML en memoria. Para documentos largos la demanda de memoria puede ser ingente. Como consecuencia de ello, DOM no es adecuado para efectuar procesamiento de XML en dispositivos empotrados con poca capacidad de cómputo y memoria. Procesamiento de XML con XSL Dada la diversidad de lenguajes de presentación (WML, HTML, chtml), existen dos alternativas para desarrollar aplicaciones basadas en páginas: Desarrollar versiones de los procesos de generación de presentación (JSP, ASP, CGI,..) para cada lenguaje de marcado final. Desarrollar sólo una versión que genere XML y conversores de XML a los lenguajes de presentación. El lenguaje de programación XSL fue diseñado para responder al segundo enfoque, y el lector debería ser conocedor de ello, pues XSL-FO es objeto de nuestro estudio desde hace unos meses. XSL consta de dos partes: XML Stylesheet Transformation Language (XSLT) XSL Formatting Language (XSL-FO) XSLT es el componente de XSL que transforma un documento XML en otro documento XML. XSL-FO formatea y estiliza documentos en varios modos. La especificación de XSLT se encuentra disponible en Las principales ventajas de XSLT son: No asume un único formato de salida de documentos. Permite manipular de muy diversas maneras un documento XML: reordenar elementos, filtrar, añadir, borrar, etc. Las desventajas de XSLT son: Su utilización es más compleja que un lenguaje de programación convencional. Consume bastante memoria y capacidad de proceso, usa DOM por debajo. Programación XML en Python Para ilustrar el poder de Python en la programación de aplicaciones XML vamos a considerar el fragmento de código XML del listado 1. Este listado corresponde a la cartelera de todos los cines en una ciudad. Por cada cine listado, incluimos las películas que se muestran en él y los horarios de sus sesiones. Procesamiento SAX en Python El soporte para SAX en Python es ofrecido por el módulo xml.sax de la librería estándar de Python ( Este módulo define una función principal, make_parser(), a través de la cual crea y devuelve un objeto de tipo XMLReader, que corresponde con un procesador SAX. La definición de esta clase se encuentra en el módulo xml.sax.xmlreader. El módulo xml.sax.handler define manejadores de eventos para SAX. Para asignar un manejador de eventos a un procesador SAX se invoca el método setcontenthandler(handler), donde handler es una referencia a un objeto que implementa la interfaz xml.sax.hander. ContentHandler. Esta interfaz define métodos tales como startdocument o endelement que son invocados cuándo se genera un even- 37

3 LISTADO 1 to al entrar en una parte significativa del documento. El listado 2 muestra un ejemplo de código Python que procesa el fichero Cartelera.xml para contar el número de elementos y atributos XML encontrados en él. Tanto el documento XML (Cartelera.xml) como el script Python (ElementCounterSAX.py) están disponibles en el CD-ROM que acompaña a la revista. La figura 1 muestra el resultado de la ejecución de este script. Procesamiento DOM en Python Documento Cartelera.xml <?xml version= 1.0 encoding= iso ?> <Cartelera> <Cine codigo= 1 nombre= Guridi Zinemak direccion= San Prudencio poblacion= Vitoria-Gasteiz > <Pelicula codigo= 1 titulo= Malena director= Santiago Segura actores= Bo Derek, Al Pacino, Robert Reford > <Sesion>16:00</Sesion> <Sesion>19:30</Sesion> <Sesion>22:00</Sesion> </Pelicula> <Pelicula codigo= 2 titulo= Los Otros director= Alejandro Amenabar actores= Nicole Kidman > <Sesion>16:30</Sesion> <Sesion>19:45</Sesion> <Sesion>22:30</Sesion> </Pelicula> </Cine> </Cartelera> Figura 1. Ejecución del programa ElementCounterSAX.py aplicado a Cartelera.xml. Python provee en el módulo xml.dom.minidom una implementación sencilla de DOM. La función parse de este modulo genera a partir de un fichero un objeto DOM. Este objeto tiene todos los métodos y atributos característicos del estándar DOM. Por ejemplo: haschildnodes(), childnodes o getelementsbytagname(). Para más información sobre procesamiento DOM XML en Python se recomienda visitar la página La distribución PyXML, no incluida por defecto en la distribución estándar de Python, implementa un procesador de DOM más completo. El listado 3 usa el estándar DOM para procesar el fichero Cartelera.xml y obtener la información correspondiente a las películas encontradas en el mismo. El método DOM principal que se utiliza es getelementsbytag Name(<nombre-elemento>), que dado el nombre de un elemento recupera todas las instancias del mismo encontradas en un árbol DOM. El atributo de un elemento DOM attributes se usa para recuperar los atributos de cada elemento película. Las sentencias en la forma: LISTADO 2 # Uso: python ElementCounterSAX.py Cartelera.xml import sys from xml.sax import make_parser, handler class ElementCounter(handler.ContentHandler): def init (self): self._elems = 0 self._attrs = 0 self._elem_types = {} self._attr_types = {} peliattribs.getnameditem( codigo ). nodevalue Permiten recuperar el contenido del atributo cuyo nombre se pasa al método getnameditem. La figura 2 muestra el resultado de tal procesamiento. Puede verse este ejemplo en el fichero ejemplodom.py incluido en el CD-ROM. Procesamiento XSLT en Python XSLT es un lenguaje de transformación de documentos XML muy potente y complejo que requeriría para comprenderlo una serie de artículos por si mismo. Hay varias implementaciones XSLT en Python. Para una discusión sobre las alternativas disponibles remitimos al lector a Nosotros nos hemos decantado por los bindings Python de las librerías XML de Gnome libxml2 y libxlt. Versiones Windows de las mismas pueden encontrarse en users.skynet.be/sbi/libxml-python/. Los rpms de estas librerías para su instalación en UNIX pueden encontrarse en linux/rpm2html/search.php?query=libxml2- python y search.php?query=libxslt-python, respectivamente. El Listado 4 muestra cómo transformar un documento XML en un documento HTML por medio de XSLT (documento xsltexample.py disponible en el CD-ROM). Al aplicar a Cartelera.xml la hoja de XSLT, Cartelera.xsl, incluida también en el CD-ROM, se obtiene la Procesamiento del fichero Cartelera.xml usando SAX def startelement(self, name, attrs): self._elems = self._elems + 1 self._attrs = self._attrs + len(attrs) self._elem_types[name] = self._elem_types.get(name, 0) + 1 for name in attrs.keys(): self._attr_types[name] = self._attr_types.get(name, 0) + 1 def enddocument(self): print There were, self._elems, elements. print There were, self._attrs, attributes. print -ELEMENT TYPES for pair in self._elem_types.items(): print %20s %d % pair print -ATTRIBUTE TYPES for pair in self._attr_types.items(): print %20s %d % pair parser = make_parser() parser.setcontenthandler(elementcounter()) parser.parse(sys.argv[1]) 38

4 Pensando en Python (y IV): XML, Java e IA MIDDLEWARE LISTADO 3 LISTADO 4 página web de la figura 3. El listado 5 contiene sólo un pequeño fragmento de la hoja de estilo Cartelera.xsl. Una hoja XSLT es un documento XML bien formado que tiene como elemento raíz el elemento xsl:stylesheet. Este elemento contiene un conjunto de xsl:templates, o plantillas de transformación que asocian un fragmento del documento XML de entrada con otro del documento XML de salida. En la especificación de XSLT puede encontrarse una minuciosa descripción de este lenguaje. Procesamiento del fichero Cartelera.xml usando DOM #!/usr/bin/env python # -*- coding: iso *- import xml.dom.minidom, sys class Pelicula: def init (self, codigo, titulo, director, actores): self.codigo = codigo self.titulo = titulo self.director = director self.actores = actores def repr (self): return Codigo: + str(self.codigo) + - titulo: + self.titulo + - director: + self.director + - actores: + self.actores class PeliculaDOMParser: def init (self, filename): self.dom = xml.dom.minidom.parse(filename) self.peliculas = [] def getpeliculas(self): # Si no hemos ya recuperado las películas en el documento if not self.peliculas: peliculanodes = self.dom.getelementsbytagname( Pelicula ) numpelis = len(peliculanodes) for i in range(numpelis): pelicula = peliculanodes.item(i) # Recuperar los attributes de cada nodo Pelicula peliattribs = pelicula.attributes codigo = peliattribs.getnameditem( codigo ).nodevalue titulo = peliattribs.getnameditem( titulo ).nodevalue director = peliattribs.getnameditem( director ).nodevalue actores = peliattribs.getnameditem( actores ).nodevalue # crear un nuevo objeto de tipo película self.peliculas.append(pelicula(codigo,titulo,director,actores)) return self.peliculas if name == main : domparser = PeliculaDOMParser(sys.argv[1]) for peli in domparser.getpeliculas(): print peli Procesamiento del fichero Cartelera. XSLT # Ejecuta: python xsltexample.py Cartelera.xml Cartelera.xsl Cartelera.html import libxslt import sys if len(sys.argv)!= 4: print Usage: python xsltexample <xml-file> <xslt-file> <output-file> sys.exit(0) else: styledoc = libxml2.parsefile(sys.argv[2]) style = libxslt.parsestylesheetdoc(styledoc) doc = libxml2.parsefile(sys.argv[1]) result = style.applystylesheet(doc, None) style.saveresulttofilename(sys.argv[3], result, 0) style.freestylesheet() doc.freedoc() result.freedoc() Programación en Jython Jython ( es una implementación Open Source en Java de Python que se integra de manera transparente con la plataforma Java. Jython complementa a Java y es especialmente indicada para las siguientes tareas: Empotrar scripts en aplicaciones Java, de modo que los usuarios finales puedan escribir scripts que añadan funcionalidad a la aplicación. Experimentación interactiva por medio del intérprete interactivo suministrado por Jython que permite interactuar con los paquetes Java o aplicaciones en ejecución. Desarrollo rápido de aplicaciones. Los programas en Python son típicamente entre 2 y 10 veces más cortos que los programas Java. Esto se traduce en una mayor productividad en la programación. La integración transparente de Jython y Java permite combinar estos dos lenguajes en productos. Existen otros lenguajes de scripting que se integran transparentemente con Java como Jacl, implementación en Java de Tcl, Rhino, implementación en Java de JavasScript o BeanShell. Sin embargo Jython se distingue de otras alternativas por: Compilación dinámica de Jython en bytecodes de Java (conduce al mayor rendimiento posible). Habilidad para extender las clases Java en Jython. Compilación estática opcional, que permite la creación de applets, servlets y beans. Lo hace a través de la herramienta jythonc que transforma ficheros.py en.class. Uso del lenguaje Python que combina poder con simplicidad sintáctica, soportando el modelo orientado a objetos de Java. Las herramientas de compilación/ejecución de Jython son disponibles en jython.org/download.html. Para instalarlo simplemente hay que ejecutar el comando java jython- 21, que lanzará el instalador de Jython. Como prerrequisito, la máquina donde se instale debe tener preinstalada una máquina virtual de Java. Si no se dispone de ella, puede ser obtenida desde Jython básico La figura 4 muestra una sesión interactiva de Jython. Para ejecutar el intérprete de Jython Figura 2. Ejecución del programa EjemploDOM.py aplicado a Cartelera.xml. 39

5 simplemente hay que escribir en la línea de comando jython. El ejemplo muestra cómo el usuario puede crear una instancia de la clase Java java.util.random para obtener una serie de números aleatorios. Este ejemplo ha sido prestado de html. Como observamos en la figura, para crear una instancia de una clase Java se usa la convención de Python, es decir una función con el nombre de la clase no precedida del operador new. En la invocación de métodos de clases Java desde Jython hay que tener en cuenta la conversión de los tipos de datos de Python a Java, y cuando se reciben resultados lo opuesto, es decir, la conversión de tipos de datos Java en Python. Dado que Python y Java definen casi los mismos tipos de datos primitivos, apenas hay nunca problemas durante esta tarea de coerción (conversión de tipos de datos). Transformando la aplicación Tres en Raya en una aplicación Jython Qué mejor manera de evaluar el potencial de Jython que retomar nuestra conocida aplicación del Tres en Raya y aplicar los cambios requeridos para poderla ejecutar en Jython. Vamos a dividir esta tarea de transformación en tres fases: 1.- Tres en Raya modo texto en Jython. 2.- Tres en Raya modo gráfico en Jython con acceso a mapa persistente. LISTADO Tres en Raya modo gráfico en Jython con acceso a base de datos MySQL. Tres en Raya modo texto en Jython Nuestra implementación original de Tres en Raya en modo texto, a la que llamamos tresenraya.py, requiere mínimos cambios para ser ejecutable en Jython. Tan solo debemos añadir dos variables globales True y False con los valores 1 y 0, respectivamente. Esto es debido a que Jython no soporta todavía el tipo booleano de Python. Hemos incluido la versión modificada de este script en el CD-ROM bajo el nombre tresenrayajython.py. Las dos únicas líneas que difieren del script original presentado en la primera entrega de este curso son: True = 1 False = 0 La ejecución de este script Jython se presenta en la figura 5. Tres en Raya modo gráfico en Jython El siguiente paso en la transformación del juego Tres en Raya en Jython es crear la interfaz gráfica del mismo usando el paquete Swing de Java. El Fragmento hoja de estilo Cartelera.xsl <?xml version= 1.0 encoding= iso ?> <xsl:stylesheet xmlns:xsl= version= 1.0 > <xsl:output method= html /> <xsl:template match= / > <html> <head> <style type= text/css > table {font-family: arial, sans serif ; margin-left: 15pt;} th,td {font-size: 80%;} th {background-color:#faebd7} </style> </head> <body> <table border= 1 > <xsl:apply-templates/> </table> </body> </html> </xsl:template> <xsl:template match= Cartelera > <xsl:for-each select= Cine > <tr> <th><xsl:text>cine</xsl:text></th> <th><xsl:text>dirección</xsl:text></th> <th><xsl:text>población</xsl:text></th> <th></th> </tr> </xsl:stylesheet> Figura 3. Página web resultante de aplicar Cartelera.xsl a Cartelera.xml. listado 6 muestra el constructor de la clase JuegoTresEnRayaJythonGUI, incluida en el CD- ROM bajo el nombre tresenrayajythongui.py, junto con la implementación del método onclick. La lógica principal de esta aplicación está gobernada por el método jugar no incluido por falta de espacio pero disponible también en el CD-ROM. La clase JuegoTresEnRayaJythonGUI hereda de tresenrayajython.juegotresenraya, que es la clase base del juego. En el constructor de esta clase: (1) se obtiene una instancia a la implementación de la clase del registro de jugadores que guarda datos en un mapa persistente, (2) se invoca al constructor de la clase base y (3) luego simplemente se crea un Frame donde se colocan los botones correspondientes a las casillas del tablero de tres en raya. Obsérvese lo sencillo que es en Jython asignar un manejador de eventos a un botón: button = swing.jbutton(self.icono Vacio, actionperformed=self.onclick) Si hubiéramos efectuado una traducción literal del código Java a Jython hubiéramos necesitado el siguiente código: class action(awt.event.actionlistener): def onclick(self,event): # la implementación del manejador button = swing.jbutton(self.iconovacio) button.addactionlistener(action()) Tres en Raya modo gráfico con acceso a BD en Jython El tercer y último ejercicio de transformación que hemos realizado ha sido convertir la clase RegistroJugadoresDB que vimos en la tercera entrega a Jython. En esta ocasión no usamos la 40

6 Python 121.qxd 17/12/04 01:06 Página 41 MIDDLEWARE Pensado en Python (y IV): XML, Java e IA Figura 4. Sesión interactiva de Jython. DB API de Python, si no que JDBC para acceder a la base de datos que creamos en la tercera entrega. El script SQL de creación de la base de datos tresenraya ha sido incluido en el CD-ROM junto con las instrucciones de cómo ejecutar este script en MySQL. El listado 7 muestra un fragmento de la clase transformada a la que hemos denominado RegistroJugadores DBJython. Como las otras variedades de registros de jugadores que hemos implementado deriva de la clase base RegistroJugadores. Si se desconoce la manera de interactuar con JDBC se recomienda al lector que repase los contenidos de los números 105, 106 y 107 de Sólo Programadores y/o que visite la página En pocas palabras, en el constructor de esta clase se carga el driver JDBC para MySQL (disponible en connector/j/) en memoria, se obtiene una conexión a la base de datos tresenraya y luego se utiliza esa conexión para ejecutar comandos LISTADO 6 (Statements) SQL. Las figuras 6 y 7 corresponden a pantallazos de la versión Jython del juego Tres en Raya en modo gráfico. IronPython: Python para.net En Marzo del 2004 en la conferencia PyCon fue pre- Figura 5. Sesión interactiva de tresenrayajython.py. sentado IronPython ( ironpython.com/), una implementación Python z Dinámico, soporta el modo de ejecución orientada a las plataformas.net y Mono. Las interactivo como Python. características principales de IronPython son: z Opcionalmente estático, se pueden comz Tan rápida como la versión estándar de pilar ficheros Python para producir ejecupython. tables (.EXE) que pueden ejecutarse direcz Integrada de modo transparente con la tamente o incluso DLLs. Common Language Runtime de.net. Desde z Soporta código gestionado (managed code). IronPython podemos usar las librerías de z No finalizado, todavía en versión alfa no clases.net y extender otras clases.net. puede ser utilizada para producción de software. Clase JuegoTresEnRayaJythonGUI En definitiva, IronPython parece una contribución prometedora que nos permitirá programar aplicaciones.net desde la cómoda y sencilla sintaxis de Python. Manténgase JOptionPane atento a los progresos en este proyecto. import java from java import awt from javax import swing from javax.swing import class JuegoTresEnRayaJythonGUI(tresenrayajython.JuegoTresEnRaya): def init (self): registro = tresenrayajython.registrojugadorespersistente() tresenrayajython.juegotresenraya. init (self, registro, solop, solop ) self.frame = swing.jframe( Juego Tres en Raya, visible=1, windowclosing=self.exit) gridsizer = awt.gridlayout(3,3) self.frame.getcontentpane().setlayout(gridsizer) self.iconomaquina = swing.imageicon( Images\\x.PNG ) self.iconousuario = swing.imageicon( Images\\o.PNG ) self.iconovacio = swing.imageicon( Images\\blank.PNG ) self.buttons = [] for i in range(9): button = swing.jbutton(self.iconovacio, actionperformed=self.onclick) button.setbackground(awt.color.white) self.frame.contentpane.add(button) self.buttons.append(button) self.frame.pack() def onclick(self, event): indexbuttonclicked = self. get_index_button_clicked(event.getsource()) if self.buttons[indexbuttonclicked].geticon() == self.iconovacio: if not self. jugar(indexbuttonclicked): self.resetgame() self. resettablero() El algoritmo MiniMax No quería concluir esta serie sobre Python, en la que el juego Tres en Raya nos ha ayudado a entender tantos conceptos, sin proponer un algoritmo más sofisticado referente a la elección de casillas por la máquina. En definitiva, muchos de vosotros os habréis preguntado cómo hacer que la máquina piense y elija la mejor casilla en cada momento. Este razonamiento es posible a través del algoritmo de inteligencia artificial, MiniMax. Figura 6. Jugando al Tres en Raya con la versión Jython. 41

7 LISTADO 7 Clase RegistroJugadoresDBJython.py from java import lang from java import sql import tresenrayajython, string, sys class RegistroJugadoresDBJython(tresenrayajython.RegistroJugadores): def init (self): tresenrayajython.registrojugadores. init (self) lang.class.forname( org.gjt.mm.mysql.driver ) except Exception, e: print Se ha producido un error en la carga del driver, e url = jdbc:mysql://localhost:3306/tresenraya self.con = sql.drivermanager.getconnection(url, tresenraya, tresenraya ) except Exception, e: print Se ha producido un error en el establecimiento de la conexion con la base de datos, e # Asegurarse que si no existe un usuario solop se añada usuariosolop = self._executesqlcommand( select * from usuario where nombreusuario= solop ) def _executesqlcommand(self, command): # si la consulta devuelve resultados lo hará como una lista de tuplas, # cada tupla es una fila de la tabla, y cada elemento de la tupla una columna resultado = [] command = string.strip(command) if len(command): stmt = self.con.createstatement() if string.lower(command).startswith( select ): # si es una select rs = stmt.executequery(command) metadata = rs.getmetadata() # recupera todas las filas while rs.next(): # recupera todas las columnas contenidofila = [] for i in range(1, metadata.getcolumncount()+1): columntype = metadata.getcolumntype(i) contenidocolumna = None if columntype == sql.types.integer: contenidocolumna = rs.getint(i) elif columntype == sql.types.varchar: contenidocolumna = rs.getstring(i) else: contenidocolumna = rs.getobject(i) contenidofila.append(contenidocolumna) except Exception, e: print e break resultado.append(tuple(contenidofila)) else: stmt.execute(command) except: raise u Excepcion producida en ejecucion de comando + command return resultado Antes de explicar el algoritmo es necesaria una breve introducción a árboles de búsqueda. Un árbol de búsqueda es una notación para representar búsquedas. La figura 8 representa uno de estos árboles. Los cuadrados son conocidos como nodos y representan puntos de decisión en la búsqueda. Los nodos están conectados por ramas. La búsqueda comienza en el nodo raíz, en la parte superior de la figura. En cada punto de decisión, los nodos para cada posible camino de búsqueda son generados, hasta que más decisiones no sean posibles. Los nodos al final de la búsqueda son los nodos raíz. El algoritmo MiniMax considera la existencia de dos jugadores, el MAX y el MIN. Un árbol de búsqueda es generado, depth-first, comenzando con la posición actual del juego hasta la posición final del juego. Luego, la posición final es evaluada desde el punto de vista de MAX. A continuación, los nodos interiores del árbol son rellenados de abajo a arriba con los valores evaluados. Los nodos que corresponden al jugador MAX reciben el Figura 7. Versión Jython de la pantalla de estadísticas. máximo valor de sus hijos. Los nodos del jugador MIN el mínimo de sus hijos. Los valores representan cómo de bueno es el movimiento. El jugador MAX tratará de elegir el movimiento que maximice el valor al final. Sin embargo, el jugador MIN, mientras tanto, seleccionará los movimientos que son mejores para él, minimizando en todo lo posible el resultado de MAX. Para más detalles sobre este algoritmo y otros basados en IA recomendamos permanecer atentos a las novedades que incluirá Sólo Programadores en los próximos meses. En el CD- ROM ofrecemos una implementación de la aplicación de Tres en Raya que hace uso de MiniMax. Conclusiones Aquí acabamos nuestro recorrido por el lenguaje de programación Python. Confío que a lo largo de estas cuatro entregas el lector haya podido descubrir el potencial de este gran lenguaje de scripting que combina a la vez potencia y sencillez. La aplicación de tres en raya que hemos ido desarrollando tan solo ha mostrado cómo implementar en Python la funcionalidad correspondiente a las tareas programáticas más típicas: programación gráfica, de acceso a bases de datos, web y XML. Por falta de tiempo no hemos podido descubrir otras muchas áreas en las que Python también juega un papel destacado. Espero que, tras lo descrito en esta serie, el poder de Python os acompañe en vuestras próximas tareas de programación. Figura 8. Ejemplo de árbol de búsqueda. 42