Estructuras de control

Contenido

Estructuras de control#

Hasta ahora, el código que hemos escrito se ejecuta de forma secuencial y lineal, pero normalmente nos interesará introducir un control del flujo para crear estructuras que nos permiten introducir una lógica que haga nuestro código más útil. Para ello en esta sección y las siguientes, vamos a ver

bloques de tipo if, elif, else
bucles tipo for y while
funciones
clases

Antes de ello, es importante notar que Python hace uso de la indentación para definir el alcance de un fragmento de nuestro programa. Mientras que otros programas utilizan corchetes y delimitadores, en Python utilizamos indentación para definir bucles, funciones, clases etc.

En Python, uno o más espacios en blanco son interpretados como una indentación. Lo que sí es fundamental es utilizar siempre el mismo número de espacios en blanco.

Por ejemplo

Buena indentación ✅

if True:
    x = 1  # 4 espacios
    y = 2  # 4 espacios

Mal ❌

def my_func(x):
    x = x + 1  
       y = 3   
    z = x + y  
    return z

# Debemos usar siempre el mismo número de espacios
if True:
    x = 3  
    y = 2  
else:
  x = 2  
  y = 1    

Dicho esto, vamos a empezar viendo las primeras estructuras de control, los bloques condicionales.

Bloques condicionales#

Los bloques condicionales nos permiten ejecutar partes de nuestro código en función de si ciertas condiciones se cumplen o no. Para definir estos bloques, hacemos uso de la palabra reservada if seguida de un booleano o una expresión cuyo resultado sea un booleano, aunque también se aceptan otros tipos. Si queremos añadir una parte que se ejecute si la condición no es cierta, añadimos un else. Por ejemplo, en la siguiente celdilla elevamos al cuadrado un número si es negativo o al cubo si es positivo

if x < 0:
    x = x**2
else:
    y = x**3

Para definir condiciones son útiles los operadores de comparación o pertenencia <, <=, >, >=, ==, !=, is, is not, in, not in. Python nos permite anidar varias de estas operaciones como x < y < z (siempre se ejecutan las comprobaciones de izquierda a derecha).

Al igual que los booleanos se pueden interpretar como valores numéricos, otros tipos en Python pueden valorar condiciones. Por ejemplo, cuando hacemos la conversión int -> bool, todo entero distinto de cero será interpretado como True y 0 a False. Más generalmente, se interpretan como False

None
Ceros de cualquier tipo numérico: 0, 0.0, 0j.
Secuencias vacías: "", [], tuple(), np.array([]). En general, cualquier objeto con longitud 0.k
Diccionarios y conjuntos vacios: dict(), set()

Los tipos numéricos no nulos y las secuencias/colecciones no vacías de evalúan como True vía bool.

if not set():
    print("foo")

foo

Si por otro lado, queremos encadenar una serie de condiciones, podemos usar la estructura elif

if num_health > 80:
    status = "good"
elif num_health > 50:
    status = "okay"
elif num_health > 0:
    status = "danger"
else:
    status = "dead"

Exercise 24

Dada una lista my_list y el siguiente código

first_item = None

if my_list:
    first_item = my_list[0]

¿Cuánto vale first_item si my_list es vacía?

Declaraciones `if`-`else` en línea#

Como ya hemos visto en las expresiones de comprensión, Python soporta una sintaxis que nos permite escribir bloques if-else en la misma línea. Por ejemplo el siguiente código

num = 2

if num >= 0:
    sign = "positive"
else:
    sign = "negative"

es equivalente a

sign = "positive" if num >=0 else "negative"

Exercise 25

Considera el siguiente bloque condicional

if x.isupper() and isinstance(x, str):
    # haz algo en caso de que x sea mayúscula

¿Qué problema tiene? ¿Cómo podemos solucionarlo?

Bucles `for` y `while`#

Con un bucle forpodemos iterar sobre una colección de items almacenados en un objeto iterable, ejecutando un bloque de código una vez por cada iteración. Por ejemplo el siguiente código devuelve los números positivos de una tupla

total = 0
for num in (-22.0, 3.5, 8.1, -10, 0.5):
    if num > 0:
        total = total + num

La sintaxis general para un for es la siguiente

for <var> in <iterable>:
    block of code

donde <var> es un nombre de variable válido e <iterable> es cualquier objeto iterable. La expresion que define el bucle debe acabar en : y el cuerpo del bucle debe tener al menos un espacio en blanco de identación. El bucle for se comporta de la siguiente manera

Pide el siguiente objeto del iterable.
Si el iterable es vacío, sale fuera del cuerpo
Si no, lo asigna a <var> y ejecuta el cuerpo del bucle.
Vuelve al paso 1.

Una observación importate es que la variable del bucle persistirá con el último valor que haya tomado después de que el mismo se haya ejecutado. Por ello, intenta escribir código que no dependa de la variable de iteración fuera del bucle for. Por ejemplo

for x in [0, 1]:
    print("Foo")
print(x)

Foo
Foo
1

import string
string.ascii_lowercase

'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'

Exercise 26

Utilizando la cadena ascii_lowercase definida en el módulo string, escribe las letras consonantes del abecedario.

Bucles while#

Un bucle while nos permite repetir una serie de instrucciones hasta que alguna condición no sea verdadera. La estructura es la siguiente

while <condition>:
    block of code

En este caso, el comportamiento viene dada por

Se llamada a bool(condition) y se ejecuta el cuerpo en caso de sea True. En otro caso, el cuerpo no se ejecuta.
Si el bloque se ha ejecutado, vuelta al paso 1.

Por ejemplo

total = 0
while total < 3:
    total += 1

print(total)

Notemos el valor final de la variable total.

Si alguna vez ejecutas por error un bucle while infito, puedes interrumpir o reiniciar el kernel para salir o si estás ejecutando desde una terminal, pulsando Ctrl + C.

Exercise 27

Dada una lista x de números no negativos de longitud estrictamente positiva, añade a la lista la suma de la misma hasta que dicha suma sea mayor o igual a 100. Utiliza la función sum.

`break`, `continue` y `else`#

Ahora vamos a ver algunos comandos que nos permitirán personalizar el comportamiento de nuestros bucles. Los comandos continue y break se utilizan en el cuerpo de los bucles for y while, en concreto

Al encontrar break, automáticamente salimos del bucle en cuestión.
Si utilizamos continue, saltamos a la siguiente iteración del mismo.

Por ejemplo

for item in [1, 2, 3, 4, 5]:
    if item == 3:
        print(item, " ...break!")
        break
    print(item, " ...next iteration")

...next iteration
...next iteration
...break!

for item in [1, 2, 3, 4, 5]:
    if item == 3:
        print(item, " ...continue!")
        continue
    print(item, " ...next iteration")

...next iteration
...next iteration
...continue!
...next iteration
...next iteration

Por otro lado, el comando else se utiliza en conjunción con break para ejecutar un bloque de código tras un bucle siempre y cuando no se haya encontrado ningún break.

for item in [2, 4, 6]:
    if item == 3:
        print(item, " ...break!")
        break
    print(item, " ...next iteration")
else:
    print("foo")

...next iteration
...next iteration
...next iteration
foo

for item in [2, 4, 6]:
    if item == 2:
        print(item, " ...break!")
        break
    print(item, " ...next iteration")
else:
    print("foo")

2  ...break!

Exercise 28

Estudia cómo se comportan break, continue y else cuando tenemos varios bucles anidados.

El módulo `itertools`#

En la librería estándar de Python podemos encontar una series de herramientas para trabajar con iterables en el módulo itertools. En concreto vamos a ver tres clases de iterables bastante útiles y que nos permiten optimizar nuestro código, algunas de ellas han aparecido ya en el curso.

`range`#

range nos permite crear objetos iterables (de hecho, secuencias) inmutables que ocupan poca memoria. A diferencia de crear una lista, donde es necesario guardar todos los objetos que existen en la lista, range solo guarda tres atributos: start, stop y step, pero tenemos métodos de tipo slicing, len, sum etc. La sintaxis es la siguiente

range(stop) # solo 1 argumento, asume que start = 0
range(start, stop, step=1)

Es bastante común crear listas y tuplas a partir de objetos de tipo range.

r = range(0, 20, 2)
print(r)
print(11 in r)
print(10 in r)
print(r.index(10))
print(r[5])
print(r[:5])
print(r[-1])

range(0, 20, 2)
False
True
5
10
range(0, 10, 2)
18

Exercise 29

Da un ejemplo de dos objetos r1 y r2 tipo range que sean iguales vía == pero que no tengan los mismos valores de start, stop o step

`enumerate`#

enumerate sirve para obtener un iterable de duplas a partir de un iterable. El primer elemento de la tupla es el índice y el segundo el item del objeto a iterar.

my_enum = enumerate(["apple", "banana", "cat", "dog"])

list(my_enum)

[(0, 'apple'), (1, 'banana'), (2, 'cat'), (3, 'dog')]

`zip`#

En este caso zip nos permite condensar varios iterables en uno solo, devolviendo un iterable de tuplas cuyas longitudes coinciden con el número de iterables a comprimir.

names = ["Angie", "Brian", "Cassie", "David"]
exam_1_scores = [90, 82, 79, 87]
exam_2_scores = [95, 84, 72, 91]

my_zip = zip(names, exam_1_scores, exam_2_scores)

list(my_zip)

[('Angie', 90, 95), ('Brian', 82, 84), ('Cassie', 79, 72), ('David', 87, 91)]

### itertools.chain

El método itertools.chain nos permite concatenar varios iterables

from itertools import chain

gen_1 = range(0, 5, 2)
gen_2 = (i**2 for i in range(3, 6))
iter_3 = ["moo", "cow"]
iter_4 = "him"

chain(gen_1, gen_2, iter_3, iter_4)

<itertools.chain at 0x7fdd9e4f23d0>

`itertools.product`#

Nos permite generar todas las combinaciones posibles de varios iterables. Podemos evitar anidar varios for loops utilizando esta función.

from itertools import product
my_comb = product([0, 1], range(3))
list(my_comb)

[(0, 0), (0, 1), (0, 2), (1, 0), (1, 1), (1, 2)]

Otros muchos métodos para trabajar con objetos iterables se pueden encontrar en la documentación de itertools

Exercise 30

Usa la función itertools.combinations para calcular cúantas combinaciones de 3 elementos sin repetición de las letras de string.ascii_lowecase tienen al menos 2 vocales.

Exercise 31

Dada la lista

x_vals = [0.1, 0.3, 0.6, 0.9]

crea un generador a partir de x_vals para obtener el valor de \(y = x^2\) y luego guardálo en un objeto tipo zip de pares \((x, y)\).

Estructuras de control

Contenido

Estructuras de control#

Bloques condicionales#

Declaraciones if-else en línea#

Bucles for y while#

Bucles while#

break, continue y else#

El módulo itertools#

range#

enumerate#

zip#

itertools.product#

Declaraciones `if`-`else` en línea#

Bucles `for` y `while`#

`break`, `continue` y `else`#

El módulo `itertools`#

`range`#

`enumerate`#

`zip`#

`itertools.product`#