INTRODUCCIÓN ALA

PROGRAMACIÓN
PYTHON

Lic. Rodman Cevallos

 OBJETIVOS
• Programación orientada a objetos
• Estructuras de datos

Python 2
 ÍNDICE
• Programación orientada a objetos
• Búsqueda y ordenación
• Estructuras de datos

Python 3
 LIMITACIONES DE LA
PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA
• La descomposición de programas en funciones no es
suficiente para conseguir la reusabilidad de código.
• Es difícil entender, mantener y actualizar un
programa que consiste de una gran colección de
funciones.
• Con la programación orientada a objeto se supera las
limitaciones de la programación estructurada mediante un
estilo de programación en el que las tareas se resuelven
mediante la colaboración de objetos.
Python 4
 PROGRAMACIÓN ORIENTADA A
OBJETOS (OOP) EN PYTHON
• Una clase es una plantilla de entidades del mismo
tipo. Una instancia es una realización particular de
una clase. Python soporta instancias de clases y
objetos.
• Un objeto contiene atributos: atributos de datos (o
variables) y comportamiento (llamados métodos).
Para acceder un atributo se usa el operador punto,
ejemplo: nombre_instancia.nombre_atributo
• Para crear una instancia de una clase se invoca el
constructor: nombre_instancia = nombre_clase(args)
Python 5
 OBJETOS DE CLASE VS OBJETOS DE
INSTANCIA

• Los objetos de clase sirven como factorías para

generar objetos de instancia. Los objetos
instanciados son objetos reales creados por una
aplicación. Tienen su propio espacio de nombres.
• La instrucción class crea un objeto de clase con el
nombre de clase. Dentro de la definición de la clase se
puede crear variables de clase y métodos mediante
def que serán compartidos por todas las instancias

Python 6
 CLASES – REPRESENTACIÓN UML

Python 7
 SINTAXIS DE LA DEFINICIÓN DE
CLASE
• La sintaxis es:
class Class_name(superclass1, ...):
"""Class doc-string"""
class_var1 = value1 # Class variables
......
def init (self, arg1, ...):
"""Constructor"""
self.instance_var1 = arg1 # inst var by assignment
......
def str (self):
"""For printf() and str()"""
......
def repr (self):
"""For repr() and interactive prompt"""
......
def method_name(self, *args, **kwargs):
Python """Method doc-string""" 8
......
 CONTRUCTORES
• Un constructor es un método que inicializa las
variables de instancia de un objeto
– Se invoca automáticamente cuando se crea un
objeto.
Crea una instancia
register = CashRegister() de CashRegister
• Python usa el nombre especial _ _init_ _ para el
constructor porque el propósito es inicializar una
instancia de la clase.

Python 9
 CONTRUCTOR: SELF
• El primer parámetro de un constructor debe ser self
• Cuando se invoca el constructor para crear un nuevo
objeto, el parámetro self se asigna al objeto que esta
siendo inicializado
Referencia al
def _ _init_ _(self) objeto inicializado
self._itemCount = 0
self._totalPrice = 0
Crea una instancia
register = CashRegister() de CashRegister

Referencia al objeto creado cuando

Python el contructor termina 10
 EJEMPLO – CIRCLE.PY

Python 11
 EJEMPLO – CIRCLE.PY
• circle.py:
from math import pi

class Circle:
"""A Circle instance models a circle with a radius""" def
init (self, radius=1.0):
"""Constructor with default radius of 1.0"""
self.radius = radius # Create an inst var radius
def str (self):
"""Return string, invoked by print() and str()"""
return 'circle with radius of %.2f' % self.radius
def repr (self):
"""Return string used to re-create this instance""" return
'Circle(radius=%f)' % self.radius
def get_area(self):
"""Return the area of this Circle instance"""
Python return self.radius * self.radius * pi 12
 EJEMPLO – CIRCLE.PY
• circle.py (cont.):
# if run under Python interpreter, name is '__main '.
# if imported into another module, name is 'Circle'
if name == ' main ':
c1 = Circle(2.1) # Construct an instance
print(c1) # Invoke str ()
print(c1.get_area())
c2 = Circle() # Default radius
print(c2)
print(c2.get_area()) # Invoke member method
c2.color = 'red' # Create new attribute via assignment
print(c2.color)
#print(c1.color) # Error - c1 has no attribute color
# Test doc-strings
print( doc ) # This module
print(Circle. doc ) # Circle class
print(Circle.get_area. doc ) # get_area() method 13
print(isinstance(c1, Circle)) # True
Python
 CONSTRUCCIÓN DE CLASE
• Para construir una instancia de una clase se realiza a
través del constructor nombre_clase(…)
c1 = Circle(1.2)
c2 = Circle() # radius default
• Python crea un objeto Circle, luego invoca el método
_ _init_ _(self, radius) con self asignado a la nueva
instancia
• _ _init_ _() es un inicializador para crear variables de
instancia
• _ _init()_ _ nunca devuelve un valor
• _ _init()_ _ es opcional y se puede omitir si no hay
variables de instancia
Python 14
 MÉTODOS DE INSTANCIA
• Para invocar un método se usa el operador punto, en la forma
nombre_obj.nombremetodo ( ). Python diferencia entre
instancias de objetos y objetos de clase:
– Para objetos de clase: se puede invocar
class_name.method_name(instance_name, ...)
– Para instancia de objetos:
instance_name.method_name(...)
donde instance_name es pasado en el método como el
argumento 'self'

Python 15
 LA REFERENCIA SELF
• Cada método tiene una referencia al objeto
sobre el cual el método fue invocado,
almacenado en la variable parámetro self.

def addItem(self, price):

self._itemCount = self._itemCount + 1
self._totalPrice = self._totalPrice + price16
Python
 CLASE POINT Y SOBRECARGA DE
OPERADORES
• Ejemplo: point.py que modela un punto 2D con coordenadas
x e y.
Se sobrecarga los operadores + y *:

Python 17
 CLASE POINT Y SOBRECARGA DE
OPERADORES
• point.py modela un punto 2D con coordenadas x
e y. Se sobrecarga los operadores + y *:
""" point.py: point module defines the Point class"""
class Point:
"""A Point models a 2D point x and y coordinates"""
def init (self, x=0, y=0):
"""Constructor x and y with default of (0,0)"""
self.x = x
self.y = y
def str (self):
"""Return a descriptive string for this instance"""
return '(%.2f, %.2f)' % (self.x, self.y)
def add (self, right):
"""Override the '+' operator"""
p = Point(self.x + right.x, self.y + right.y)
Python
return p 18
 CLASE POINT Y SOBRECARGA DE
OPERADORES
def mul (self, factor):
"""Override the '*' operator"""
self.x *= factor
self.y *= factor
return self
# Test
if name == ' main ':
p1 = Point()
print(p1) # (0.00, 0.00)
p1.x = 5 # direct access to property, bad idea
p1.y = 6
print(p1) # (5.00, 6.00)
p2 = Point(3, 4)
print(p2) # (3.00, 4.00)
print(p1 + p2) # (8.00, 10.00) Same as p1. add (p2)
print(p1) # (5.00, 6.00) No change
print(p2 * 3) # (9.00, 12.00) Same as p2. mul (3)
19
print(p2) # (9.00, 12.00) Changed
Python
 MÉTODOS ESPECIALES
(MÁGICOS)
Magic Method Invoked Via Invocation Syntax
lt (self, right) Comparison Operators self < right
gt (self, right) self >
le (self, right) right self
ge (self, right) <= right
eq (self, right) self >=
ne (self, right) right self
== right
self !=
right
add (self, right) Arithmetic Operators self + right
sub (self, right) self -
mul (self, right) right self
truediv (self, right) * right
floordiv (self, right) self /
mod (self, right) right self
pow (self, right) // right
Python
self % 20
right self
** right
 MÉTODOS ESPECIALES
(MÁGICOS)
Magic Method Invoked Via Invocation Syntax
and (self, right) Bitwise Operators self & right
or (self, right) self |
xor (self, right) right self
invert (self) ^ right
lshift (self, n) ~self
rshift (self, n) self <<
n self
>> n
str (self) Function call str(self), print(self)
repr (self) repr(self)
sizeof (self) sizeof(sel
f)
len (self) Sequence Operators & len(self)
contains (self, Functions item in self
item) iter(self)
iter (self) next(self)
next (self) self[key]
getitem__(self,
Python key) self[key] = 21

setitem (self, key, value) value del

delitem__(self, key) self[key]
 MÉTODOS ESPECIALES
(MÁGICOS)
Magic Method Invoked Via Invocation Syntax
int (self) Type Conversion Function int(self)
float (self) call float(se
bool (self) lf)
oct (self) bool(se
hex (self) lf)
oct(self)
hex(self)
init (self, *args) Constructor x = ClassName(*args)
new (cls, *args)
del (self) Operator del del x
index (self) Convert this object to an x[self]
index
radd (self, left) RHS (Reflected) addition, left + self
rsub (self, left) subtraction, etc. left - self
... ...
iadd (self, right) In-place addition, self += right
isub
Python (self, right)
subtraction, etc self -= right 22

... ...
 MÉTODOS ESPECIALES
(MÁGICOS)
Magic Method Invoked Via Invocation Syntax
pos (self) Unary Positive and +self
neg (self) Negative operators -self
round__(self) Function Call round(self)
floor (self) floor(self)
ceil (self) ceil(self)
trunc (self) trunc(se
lf)
getattr (self, name) Object's attributes self.name
setattr (self, name, self.name =
value) value del
delattr (self, name) self.name
call (self, *args, Callable Object obj(*args, **kwargs);
**kwargs)
enter (self), exit (self) Context Manager with-
statement

Python 23
 Variables de clase

• Son valores que pertenecen a la clase y no al objeto

de la clase.
• Las variables de clase se llaman también “variables
estáticas”
• Las variables de clase se declaran al mismo nivel que
los métodos.
• Las variables de clase siempre deben ser privadas
para asegurar que métodos de otras clases no
cambian sus valores. Las constantes de clase
pueden ser públicas
Python 24
 VARIABLES DE CLASE -
EJEMPLO
• Se desea asignar números de cuenta de banco
secuencialmente empezando por 1001.
class BankAccount :
_lastAssignedNumber = 1000 # A class variable
OVERDRAFT_FEE = 29.95 # Class constant
def _ _init_ _(self) :
self._balance = 0
BankAccount._lastAssignedNumber =
BankAccount._lastAssignedNumber + 1
self._accountNumber =
BankAccount._lastAssignedNumber

Python 25
 MÉTODOS DE ACCESO (GET) Y
ASIGNACIÓN (SET)

• Mejora de la clase Circle con métodos get y set para

acceder las variables de instancia (circle1.py)

Python 26
 MÉTODOS DE ACCESO (GET) Y
ASIGNACIÓN (SET)
"""circle.py: The circle module, which defines the Circle class"""
from math import pi

class Circle:
"""A Circle instance models a circle with a radius"""
def init (self, _radius = 1.0):
"""Initializer with default radius of 1.0"""
# Change from radius to _radius (meant for internal use)
# You should access through the getter and setter.
self.set_radius(_radius) # Call setter
def set_radius(self, _radius):
"""Setter for instance variable radius with input validation"""
if _radius < 0:
raise ValueError('Radius shall be non-negative')
self._radius = _radius
def get_radius(self):
"""Getter for instance variable radius"""
return self._radius
def get_area(self):
"""Return the area of this Circle instance"""
return self.get_radius() * self.get_radius() * pi # Call getter
Python 27
 MÉTODOS DE ACCESO (GET) Y
...
ASIGNACIÓN (SET)
def repr (self):
"""Return a command string to recreate this instance"""
# Used by str() too as str () is not defined
return 'Circle(radius={})'.format(self.get_radius()) # Call getter
if name == ' main ':
c1 = Circle(1.2) # Constructor and Initializer
print(c1) # Invoke repr (). Output:
Circle(radius=1.200000)
print(vars(c1)) # Output: {'_radius': 1.2}
print(c1.get_area()) # Output: 4.52389342117
print(c1.get_radius()) # Run Getter. Output: 1.2
c1.set_radius(3.4) # Test Setter
print(c1) # Output: Circle(radius=3.400000)
c1._radius = 5.6 # Access instance variable directly (NOT
# recommended but permitted)
print(c1) # Output: Circle(radius=5.600000)
c2 = Circle() # Default radius
print(c2) # Output: Circle(radius=1.000000)
28
c3 = Circle(-5.6) # ValueError: Radius shall be non-negative
Python
 HERENCIA - JERARQUÍA
• En programación orientada a objetos, la herencia es
una relación entre:
– Una superclase: clase más general
– Una subclase: clase más especializada
• La subclase ‘hereda’ los datos (variables) y
comportamiento (métodos) de la superclase.

Python 29
 JERARQUÍA DE LA CLASE
VEHICLE

• General

• Especializado

• Más específico
Python 30
 LA SUPERCLASE OBJECT

• En Python, cada clase que es declarada sin

una superclase explícita, automáticamente
extiende la clase object.

Python 31
 HERENCIA Y POLIMORFISMO

• Se puede definir una clase Cylinder como

una subclase de Circle.
cylinder.py

Hereda atributo radius y

método get_area()
Python 32
 HERENCIA
• cylinder.py un cilindro se puede derivar de un circulo
"""cylinder.py: which defines the Cylinder class"""
from circle import Circle # Using the Circle class
class Cylinder(Circle):
"""The Cylinder class is a subclass of Circle"""
def init (self, radius = 1.0, height = 1.0):
"""Constructor"""
super(). init (radius) # Invoke superclass
self.height = height
def str (self):
"""Self Description for print()"""
return 'Cylinder(radius=%.2f,height=%.2f)' %\
(self.radius, self.height)
def get_volume(self):
"""Return the volume of the cylinder"""
Python return self.get_area() * self.height 33
 HERENCIA
• cylinder.py (cont.)
if name == ' main ':
cy1 = Cylinder(1.1, 2.2)
print(cy1)
print(cy1.get_area()) # inherited superclass' method
print(cy1.get_volume()) # Invoke its method
cy2 = Cylinder() # Default radius and height
print(cy2)
print(cy2.get_area())
print(cy2.get_volume())
print(dir(cy1))
print(Cylinder.get_area)
print(Circle.get_area)
c1 = Circle(3.3)
print(c1) # Output: circle with radius of 3.30
print(issubclass(Cylinder, Circle)) # True
print(issubclass(Circle, Cylinder)) # False 34
print(isinstance(cy1, Cylinder)) # True
Python
 SOBREESCRITURA (OVERRIDING) DE
MÉTODOS
• Se puede sobreescribir el método get_area( ) para
calcular la superficie del cilindro. También str ( )
cylinder1.py

Python 35
 EJEMPLO SHAPE Y
SUBCLASES
• shape.py

Python 36
 HERENCIA
MÚLTIPLE
• minh.py
• minh1.py
• minh2.py
• minh3.py

Python 37
 TIPO DE DATO DEFINIDO POR EL
USUARIO – CLASE CHARGE
• Se define un tipo Charge para partículas cargadas.
• Se usa la ley de Coulomb para el cálculo del potencial
de un punto debido a una carga V=kq/r , donde q es
el valor de la carga, r es la distancia del punto a la
carga y k=8.99 × 109 N m2/C2.
Constructor

Python 38
 CONVENCIONES SOBRE
FICHEROS

• El código que define el tipo de dato definido por el

usuario Charge se coloca en un fichero del mismo
nombre (sin mayúscula) charge.py
• Un programa cliente que usa el tipo de dato Charge
se pone en el cabecero del programa:
from charge import Charge

Python 39
 ELEMENTOS BÁSICOS DE UN TIPO
DE DATO
• API

• Clase.Fichero charge.py. Palabrareservadaclass

• Constructor. Métodoespecial init (), self
• Variabledeinstancia._nombrevar
• Métodos. Variabledeinstancia self
• Funciones intrínsecas. str()
40
• Privacidad
Python
 IMPLEMENTACIÓN DE CLASE CHARGE
– FICHERO CHARGE.PY
import sys
import math
class Charge:
def init (self, x0, y0, q0):
self._rx = x0 # x value of the query point
self._ry = y0 # y value of the query point
self._q = q0 # Charge
def potentialAt(self, x, y):
COULOMB = 8.99e09
dx = x - self._rx
dy = y - self._ry
r = math.sqrt(dx*dx + dy*dy)
if r == 0.0: # Avoid division by 0
if self._q >= 0.0:
return float('inf')
else:
return float('-inf')
return COULOMB * self._q / r
def str (self):
result = str(self._q) + ' at (' + str(self._rx) + ', ' + str(self._ry) +')'
return result
Python 41
 CREACIÓN DE OBJETOS, LLAMADA DE
MÉTODOS Y REPRESENTACIÓN DE STRING

Python 42
 CLASE COMPLEX

• Métodos especiales. En Python la expresión a  b se

reemplaza con la llamada del método a. mul (b)

Python 43
 SOBRECARGA DE
OPERADORES

Python 44
 Algoritmos de búsqueda

• Secuencial O(n)
• Búsqueda binaria O(logn)

Python 45
 Algoritmos de ordenación

• Burbuja O(n2)
• Inserción O(n2)
• Selección O(n2)
• Mezcla O(n logn)
• Quicksort O(n logn)

Python 46
 Estructuras de datos

• Pilas. Lista LIFO

• Colas. Lista FIFO
• Listas enlazadas
• Arboles
• Tabla de símbolos
• Grafos

Python 47