Ejemplo: "Hola\tamigos\nCómo están?" En la consola de Python hacer un print de este string y observar cómo es la salida.

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1 Taller 2 - Python Strings Un string es una cadena o secuencia de caracteres de texto en un programa. Strings: comienzan y terminan con comillas " o con apóstrofe '. Ejemplos: "hola", "Esto es un string", "Esto, también es un string. Puede ser muy largo!" Un string no puede expandirse a través de varias líneas o contener el carácter ". "Esto no es un String válido." "Este no es un string "válido" tampoco." Un string puede tener dentro caracteres especiales precedidos de un backslash \. Algunos ejemplos de caracteres especiales son: \t tabulador \n nueva línea \" comilla \\ backslash "Hola\tamigos\nCómo están?" En la consola de Python hacer un print de este string y observar cómo es la salida. Como ya hemos visto, a una variable así como se le puede asignar un valor entero o real, también se le puede asignar un string. Los caracteres en un string son numerados con un índice que comienza en 0: Asignamos a la variable nombre: nombre = "P. Perez" Si observamos la memoria de la computadora el lugar donde se encuentra la variable nombre veríamos: Acceder a un carácter individual en un string variablename [ index ] print nombre, "comienza con", nombre[0] Output: P. Perez comienza con P

2 Sobre los strings se pueden aplicar varias funciones como por ejemplo: len(string) - número de caracteres en un string (incluído espacios) str.lower(string) - versión del string en minúscula str.upper(string) - versión del string en mayuscula Puede ver más funciones sobre strings y otros tipos de datos en la documentación de referencia de Python en: name = "Pablo Belzarena" length = len(name) big_name = str.upper(name) print big_name, "tiene", length, "caracteres" Salida: PABLO BELZARENA tiene 15 caracteres Para tener más información sobre strings en Python le recomendamos leer el siguiente tutorial: La función raw_input raw_input lee una cadena de texto (string) desde la entrada de usuario. name = raw_input("hola, Cuál es su nombre?") print name, "... muchas gracias!" Salida: Hola, Cuál es su nombre? Pablo Belzarena Pablo Belzarena... muchas gracias! Corra este ejemplo en el intérprete de Python o en un archivo.py y verifique la salida. Procesamiento de texto : Examinar, editar, formatear texto. Muchas veces se usan bucles para analizar el string carácter a carácter. Un for permite examinar cada carácter del string. for c in "juan": print c Salida: j

3 u a n Las computadoras representan los caracteres mediante un número para poder almacenarlos en memoria. Para eso existen diferentes mapeos de caracteres a números. Dos de los mapeos más utilizados son ASCII y UNICODE. ASCII codifica 128 caracteres (del 0 al 127) que incluyen los dígitos (0 al 9), las letras minúsculas, mayúsculas (del alfabeto en inglés) y algunos caracteres especiales como por ejemplo el tabulador, espacio, nueva línea, etc.. Ver el código ASCII en: ASCII es un subconjunto de UNICODE, es decir los primeros 128 caracteres coinciden pero UNICODE por encima del 128 agrega otros caracteres que no están en ASCII. Puede ver la codificación de UNICODE en: Python tiene una función que dado un caracter devuelve el código ASCII ord(caracter) - convierte un caracter en un número (su código ASCII). ord( A ) es 65, ord( a ) es 97, ord("b") es 98, ord( \n ) es 10, etc. Por otro lado hay una función que hace la conversión en el otro sentido: chr(number) - convierte un número en un carácter. chr(99) es "c" Ejercicio 1: A) Se define la variable string s="abcde" y s1= "xyz. a) Cuál es el resultado de s+s1? b) Cuál es el resultado de 3*s? c) Cuál es el resultado de s[1]? d) Cuál es el resultado de s[-1]? e) Cuál es el resultado de s[::2]? B) Escriba un programa que dado un string genere otro string donde cada carácter es el original desplazado un valor n. Ejemplo "ataque" con n=1 sería "bubrvf" Procesamiento de archivos Muchos programas manejan datos que vienen de archivos. Python ofrece funciones para leer, y escribir archivos en diferentes formatos. Por ejemplo, para leer el contenido entero de un archivo de texto en una variable: variablename = open("filename").read() file_text = open("prueba.txt").read()

4 En este ejemplo en la variable file_text queda un string con el contenido de todo el archivo. Muchas veces interesa leer un archivo de texto línea a línea. Para eso se utiliza habitualmente un for y la siguiente sintaxis: for line in open("filename").readlines(): statements count = 0 for line in open("banco.txt").readlines(): count = count + 1 print "El archivo contiene", count, "lineas." Existen otras muchas funciones para manejar archivos. Nosotros vimos recién la función open, a la que se le pasa el nombre de archivo y luego de abierto se puede leer su contenido. La función open es más general: open(filename, mode), es decir que puede tener también un paraḿetro mode que permite definir otras operaciones. En particular, interesa muchas veces salvar un string a un archivo para eso podemos hacer los siguiente: f = open('nombredearchivo', 'w') s = abscdr f.write(s) f.close() En este caso el parámetro w indica que el archivo se abre en modo escritura (write). Les recomendamos que lean por ejemplo: para ver otras operaciones que se pueden hacer con archivos. Ejercicio 2: A) Escribir un programa que lea el archivo.py que ha usado para hacer pruebas, lo cargue en una variable y luego lo muestre a pantalla. B) Escribir un programa que abra un archivo de texto y cuente qué porcentaje de un letra dada por el usuario hay en el archivo y muestre el valor en la pantalla. C) Cambiar todas las letras A por E en un archivo y salvar el resultado como otro archivo con un nuevo nombre. Listas en Python La lista en Python es una colección de valores que permite poner muchos valores en una única variable. Es muy útil porque podemos tener muchos valores asociados en un único paquete. Por ejemplo podemos crear una lista de amigos y asignarla a la variable Amigos de la siguiente forma: Amigos = [ juan, pedro ]

5 Las variables que usamos hasta ahora almacenan un valor, si se pone un nuevo valor se pierde el anterior. Por ejemplo: x =5 x= 6 print x 6 Las listas habitualmente se asignan con un conjunto de valores, que luego pueden ser modificados num = [1,2,3,7] los valores de la lista van entre corchetes y separados por comas. La lista puede ser de enteros, strings, números reales u otros tipos de datos de Python. También pueden mezclar diferentes tipos: nacimiento = [12, Nov, 2005] Incuso un elemento de la lista puede ser otra lista: a = [1.3, 2.8,[3,1]] Una lista también puede estar vacía a = [] En realidad nosotros hemos usado antes listas sin saberlo. Por ejemplo en: for i in [5, 4, 3, 2, 1] : print i print 'FIN' colores = [ rojo, azul, verde ] for color in colores: print color Como en los strings podemos acceder a un elemento de la lista usando corchetes colores =[ rojo, azul, verde ] print colores[1] cuya salida será: azul A diferencia de los strings las listas son modificables, es decir podemos modificar el valor de un elemento: colores =[ rojo, azul, verde ] print colores Salida: [ rojo, azul, verde ] colores[2] = amarillo print colores [ rojo, azul, amarillo ] Igual que con los strings len() nos da el tamaño de la lista print len(colores) Salida: 3 varios = [1,3.4, valores,7,9.1] print len(varios)

6 Salida: 5 Algunas operaciones básicas con listas (hay muchas más que se pueden ver en las referencias de Python): A) Concatenar listas: a =[1,2,3] b =[4,5] c = a +b print c [1,2,3,4,5] B) Obtener una sublista c = [10,2,35,41,53] d = c[1:3] print d [2,35] C) Agregar un elemento a una lista: append(x) c = [10,2,35,41,53] c.append(78) print c [10,2,35,41,53,78] D) Eliminar el último elemento de la lista: pop() c = [10,2,35,41,53] c.pop() print c [10,2,35,41] E) Eliminar el elemento de la lista de índice n: pop(n) c = [10,2,35,41,53] c.pop(1) print c [10,35,41,53] Ejercicio 3: A) Estudie y escriba código para mostrar que se obtiene si se aplica a una lista de reales las funciones max(list), min(list), sum(list). B) Estudie y escriba código para mostrar cómo se hace para ordenar los elementos de una lista de números. Ejercicio 4: A) Se definen las siguientes variables x e y

7 x=[1, 2, 3, 4, 5] y=[11, 12, 13, 14, 15] (a) Cuál es el valor de 3*x? (b) Cuál es el valor de x+y? (c) Cuál es el valor de x[1]? (d) Cuál es el valor de x[0]? (e) Cuál es el valor de x[-1]? (f) Cuál es el valor de x[:]? (g) Cuál es el valor de x[2:4]? (h) Cuál es el valor de x[1:4:2]? (i) Cuál es el valor de x[:2]? (j) Cuál es el valor de x[::2]? (k) Cuál es el resultado de las siguientes dos instrucciones? x[3]=8 print x Le recomendamos si le interesa saber más sobre operaciones que se pueden hacer sobre listas leer el siguiente tutorial: Funciones Muchas veces en un programa debemos ejecutar un conjunto de instrucciones varias veces. Por ejemplo, calcular el factorial de un número. Lo razonable es no repetir el conjunto de instrucciones necesarias para calcular el factorial cada vez que necesitamos hacerlo. Para eso el código se estructura mediante funciones a la que llamamos cada vez que es necesario ejecutar ese conjunto de instrucciones. Esto estructura el código, lo hace más legible por otro ser humano y nos permite minimizar errores. Nosotros ya hemos usado muchas funciones que vienen con Python o con bibliotecas desarrolladas para Python. Por ejemplo print, max, sum, etc. son funciones a las que llamamos cuando necesitamos imprimir algo, calcular el máximo de una lista, etc. Evidentemente no siempre se va a querer imprimir lo mismo por lo cual a print le pasamos una variable o un valor con lo que se quiere que imprima. Estos se llaman parámetros de la función, que son valores que necesita la función para poder ejecutar sus instrucciones. Ahora bien, Python nos permite además de utilizar las funciones de sus bibliotecas, también que nosotros implementemos nuestras funciones. Las funciones se definen en Python siguiendo ciertas reglas de sintaxis: Los bloques de función comienzan con la palabra reservada def seguida por el nombre de la función y paréntesis ( ( ) ). Todo argumento o parámetros de entrada debe ser ubicado entre estos paréntesis. El bloque de código de toda función comienza con : y está indentado.

8 La instrucción return [expression] termina la función y opcionalmente retorna a quien lo llamó el valor de expression. Un return sin argumentos termina la función y no devuelve nada. Sintaxis def nombredefuncion( parametros ): código_función return [expression] def factorial(n): fact = 1 for x in range(1,n+1): fact = fact*x return fact Luego de definida la función la podemos llamar como hemos llamado a otras funciones. Es decir por ejemplo si escribimos: print factorial(5) Salida : 120 Escriba el programa anterior y llame a la función con diferentes enteros verificando que se obtiene el resultado correcto. Ejercicio 5: A) Escriba una función que reciba como parámetros dos listas de números reales y devuelva en una lista de un elemento la suma del producto elemento a elemento de ambas listas. Por ejemplo si recibe [2.0,5.5] y [3.1,6.0] debe devolver [2.0* *6.0]. Las listas pueden ser de cualquier largo pero ambas deben tener el mismo largo. La función lo primero que debe hacer es chequear que ambas listas tienen el mismo largo. Si las listas son de largos diferentes debe imprimir un mensaje de error y devolver una lista vacía. Escribir un programa que pruebe la función escrita. B) Escriba una función que reciba como parámetros dos listas de números reales y devuelva una lista donde cada elemento es el elemento de la primera lista elevado al correspondiente de la segunda lista (elemento a elemento). Las listas pueden ser de cualquier largo pero ambas deben tener el mismo largo. La función lo primero que debe hacer es chequear que ambas listas tienen el mismo largo. Si las listas son de largos diferentes debe imprimir un mensaje de error y devolver una lista vacía. Escribir un programa que pruebe la función escrita.

9 Introducción a la biblioteca numpy Numpy que es una biblioteca que usaremos y permite hacer cálculo, tiene muchas funciones matemáticas que serán de mucha utilidad. La utilizaremos también con la biblioteca matplotlib, que permitirá graficar vectores por ejemplo y que veremos luego de numpy. Numpy es un paquete básico para cálculo científico con Python. Permite hacer vectores N-dimensionales (matrices por ejemplo). Tiene funciones para álgebra lineal, para ver las frecuencias de una señal, para trabajar con números aleatorios, etc. Sobre esta biblioteca además se han desarrollado otros paquetes (por ejemplo Scipy, de la que utilizaremos algunas funciones más adelante). El siguiente código muestra el uso básico de numpy: import numpy as np # Creación de vectores de dos dimensiones: A = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]]) print A #Salida: # [[1 2 3] # [4 5 6]] #Otras formas de crear vectores: print np.arange(0, 1, 0.2) %Salida: # [ 0., 0.2, 0.4, 0.6, 0.8] print np.linspace(0, 2*np.pi, 4) %Salida: # [ 0.0, 2.09, 4.18, 6.28] A = np.zeros((2,3)) print A # [[ 0., 0., 0.], # [ 0., 0., 0.]] print A.shape # (2, 3) Pruebe también otras funciones para crear e inicializar vectores con numpy como por ejemplo: np.ones, y np.diag y vea que se obtiene. Uso de números aleatorios:

10 np.random.random((2,3)) # array([[ , , ], # [ , , ]]) #Salvar un vector a un archivo: np.savetxt("a_out.txt", a) #Cargar un vector de un archivo: b = np.loadtxt("a_out.txt") #Asignación de vectores, observar que al modificar uno se modifica también el original: A = np.zeros((2, 2)) # array([[ 0., 0.], # [ 0., 0.]]) C = A C[0, 0] = 1 print C # [[ 1. 0.] # [ 0. 0.]] Se pueden sumar, multiplicar y otras operaciones con arrays. Realice estas operaciones con vectores en un programa y observe que se obtiene. Para obtener una parte de un vector con numpy: a[2, :] # me da la tercer fila, y todas las columnas a[1:3] # segunda y tercer fila, todas las columnas a[:, 2:4] # todas las filas, columnas 3 y 4 Hay muchas más funciones en numpy, esto es solo lo básico. Lo mismo con la biblioteca scipy. Le recomendamos que mire la documentación de numpy y scipy para ver otras funciones. Ejercicio 6: Escriba un programa que realice las siguientes tareas: A) Defina una función llamada matriz que acepte un entero N como parámetro de entrada, construya y retorne un vector numpy de dos dimensiones (N x N) con un valor -2.0 en la diagonal principal y un valor 1.0 en la supradiagonal y en la subdiagonal. Llamaremos A a la matriz que devuelve. B) Para N=3. Se define el vector b=[a,b,c] y otro vector x =[x1,x2,x3]. Escribir una función que reciba el vector b y devuelva el vector x solución del sistema de ecuaciones

11 Ax=b, siendo A la matriz generada en la parte a). Esta función debe llamar a la función de la parte A, para obtener la matriz A. Observación: Si se tiene una matriz A 3x3 de coeficientes a ij (este es el elemento de la fila i y la columna j) y se lo multiplica por un vector columna x de componentes [x1,x2,x3]. Ax se define como el vector columna de componentes [ a 11 x1+ a 12 x2+ a 13 x3, a 21 x1+ a 22 x2+ a 23 x3, a 31 x1+ a 32 x2+ a 33 x3]. Observar además que en Python los vectores, listas, matrices se indexan desde cero y no desde 1 por lo que hay que adaptar la notación. C) Escriba un programa que verifique que el resultado de la función de la parte B) es el correcto. La biblioteca matplotlib Es una biblioteca de funciones para hacer gráficos con Python. Trabaja bien con numpy. Correr el siguiente código, observar e interpretar el resultado import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt x = np. linspace (0, 10, 1000) y = np.power(x, 2) plt.plot (x, y) plt.show() También puede agregar títulos, etiquetas, etc.. Corra y analice el siguiente código. import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt f, ax = plt.subplots(1, 1, figsize=(5,4)) x = np.linspace(0, 10, 1000) y = np.power(x, 2) ax.plot(x, y) ax.set_xlim((1, 5)) ax.set_ylim((0, 30)) ax.set_xlabel( mi etiqueta x ) ax.set_ylabel( mi etiqueta y ) ax.set_title( título del gráfico, incluyendo letras griegas, $\Omega$ ) plt.tight_layout() plt.savefig( gráfico_1.pdf ) Le recomendamos leer el siguiente tutorial de la función de matplotlib antes de realizar los siguientes ejercicios:

12 Ejercicio 7: Grafique en la misma figura las siguientes funciones f(x) = e x/10 sin(πx) y g(x) = xe x/3 en el intervalo [0, 10]. Incluya etiquetas para los ejes x e y, y leyendas para explicar qué gráfica corresponde a cada función. Ejercicio 8: Escriba un programa que permita obtener las siguientes gráficas utilizando las listas de datos o vectores numpy que considere necesarios. Para el próximo Taller deben traer un informe con los ejercicios 1b, 2, 6 y 7.