4. Más herramientas para control de flujo

Besides the while statement just introduced, Python uses the usual flow control statements known from other languages, with some twists.

4.1. La sentencia if

Tal vez el tipo más conocido de sentencia sea el if. Por ejemplo:

>>> x = int(input("Please enter an integer: "))
Please enter an integer: 42
>>> if x < 0:
...     x = 0
...     print('Negative changed to zero')
... elif x == 0:
...     print('Zero')
... elif x == 1:
...     print('Single')
... else:
...     print('More')
...
More

Puede haber cero o más bloques elif, y el bloque else es opcional. La palabra reservada “elif’es una abreviación de “else if”, y es útil para evitar un sangrado excesivo. Una secuencia if … elif … elif … sustituye las sentencias switch o case encontradas en otros lenguajes.

4.2. La sentencia for

La sentencia for en Python difiere un poco de lo que uno puede estar acostumbrado en lenguajes como C o Pascal. En lugar de siempre iterar sobre una progresión aritmética de números (como en Pascal) o darle al usuario la posibilidad de definir tanto el paso de la iteración como la condición de fin (como en C), la sentencia for de Python itera sobre los ítems de cualquier secuencia (una lista o una cadena de texto), en el orden que aparecen en la secuencia. Por ejemplo:

>>> # Measure some strings:
... words = ['cat', 'window', 'defenestrate']
>>> for w in words:
...     print(w, len(w))
...
cat 3
window 6
defenestrate 12

Si necesitas modificar la secuencia sobre la que estás iterando mientras estás adentro del ciclo (por ejemplo para borrar algunos ítems), se recomienda que hagas primero una copia. Iterar sobre una secuencia no hace implícitamente una copia. La notación de rebanada es especialmente conveniente para esto:

>>> for w in words[:]:  # Loop over a slice copy of the entire list.
...     if len(w) > 6:
...         words.insert(0, w)
...
>>> words
['defenestrate', 'cat', 'window', 'defenestrate']

Con for w in words:, el ejemplo intentaría crear una lista infinita, insertando defenestrate una y otra vez.

4.3. La función range()

Si se necesita iterar sobre una secuencia de números, es apropiado utilizar la función integrada range(), la cual genera progresiones aritméticas:

>>> for i in range(5):
...     print(i)
...
0
1
2
3
4

El valor final dado nunca es parte de la secuencia; range(10) genera 10 valores, los índices correspondientes para los ítems de una secuencia de longitud 10. Es posible hacer que el rango empiece con otro número, o especificar un incremento diferente (incluso negativo; algunas veces se lo llama “paso”):

range(5, 10)
   5, 6, 7, 8, 9

range(0, 10, 3)
   0, 3, 6, 9

range(-10, -100, -30)
  -10, -40, -70

Para iterar sobre los índices de una secuencia, puedes combinar range() y len() así:

>>> a = ['Mary', 'had', 'a', 'little', 'lamb']
>>> for i in range(len(a)):
...     print(i, a[i])
...
0 Mary
1 had
2 a
3 little
4 lamb

En la mayoría de los casos, sin embargo, conviene usar la función enumerate(), mira Técnicas de iteración.

Algo extraño sucede si muestras un ` range`:

>>> print(range(10))
range(0, 10)

De muchas maneras el objeto devuelto por range() se comporta como si fuera una lista, pero no lo es. Es un objeto que devuelve los ítems sucesivos de la secuencia deseada cuando iteras sobre él, pero realmente no construye la lista, ahorrando entonces espacio.

Decimos que tal objeto es iterable; esto es, que se lo puede usar en funciones y construcciones que esperan algo de lo cual obtener ítems sucesivos hasta que se termine. Hemos visto que la declaración for es un iterador en ese sentido. La función list() es otra; crea listas a partir de iterables:

>>> list(range(5))
[0, 1, 2, 3, 4]

Más tarde veremos más funciones que devuelven iterables y que toman iterables como entrada.

4.4. Las sentencias break, continue, y else en bucles

La sentencia break, como en C, termina el bucle for o while más anidado.

Las sentencias de bucle pueden tener una cláusula`!else` que es ejecutada cuando el lazo termina, luego de agotar la lista (con for) o cuando la condición se hace falsa (con while), pero no cuando el bucle se termina con la sentencia break. Se puede ver el ejemplo en el siguiente bucle, que busca números primos:

>>> for n in range(2, 10):
...     for x in range(2, n):
...         if n % x == 0:
...             print(n, 'equals', x, '*', n//x)
...             break
...     else:
...         # loop fell through without finding a factor
...         print(n, 'is a prime number')
...
2 is a prime number
3 is a prime number
4 equals 2 * 2
5 is a prime number
6 equals 2 * 3
7 is a prime number
8 equals 2 * 4
9 equals 3 * 3

(Sí, este es el código correcto. Fíjate bien: el else pertenece al ciclo for, no al if.)

Cuando se usa con un ciclo, el else tiene más en común con el else de una declaración try que con el de un if: el else de un try se ejecuta cuando no se genera ninguna excepción, y el else de un ciclo se ejecuta cuando no hay ningún break. Para más sobre la declaración try y excepciones, mira Gestionando Excepciones.

La declaración continue, también tomada de C, continua con la siguiente iteración del ciclo:

>>> for num in range(2, 10):
...     if num % 2 == 0:
...         print("Found an even number", num)
...         continue
...     print("Found a number", num)
Found an even number 2
Found a number 3
Found an even number 4
Found a number 5
Found an even number 6
Found a number 7
Found an even number 8
Found a number 9

4.5. La sentencia pass

La sentencia pass no hace nada. Se puede usar cuando una sentencia es requerida por la sintaxis pero el programa no requiere ninguna acción. Por ejemplo:

>>> while True:
...     pass  # Busy-wait for keyboard interrupt (Ctrl+C)
...

Se usa normalmente para crear clases en su mínima expresión:

>>> class MyEmptyClass:
...     pass
...

Otro lugar donde se puede usar pass es como una marca de lugar para una función o un cuerpo condicional cuando estás trabajando en código nuevo, lo cual te permite pensar a un nivel de abstracción mayor. El pass se ignora silenciosamente:

>>> def initlog(*args):
...     pass   # Remember to implement this!
...

4.6. Definiendo funciones

Podemos crear una función que escriba la serie de Fibonacci hasta un límite determinado:

>>> def fib(n):    # write Fibonacci series up to n
...     """Print a Fibonacci series up to n."""
...     a, b = 0, 1
...     while a < n:
...         print(a, end=' ')
...         a, b = b, a+b
...     print()
...
>>> # Now call the function we just defined:
... fib(2000)
0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987 1597

La palabra reservada def se usa para definir funciones. Debe seguirle el nombre de la función y la lista de parámetros formales entre paréntesis. Las sentencias que forman el cuerpo de la función empiezan en la línea siguiente, y deben estar con sangría.

La primera sentencia del cuerpo de la función puede ser opcionalmente una cadena de texto literal; esta es la cadena de texto de documentación de la función, o docstring. (Puedes encontrar más acerca de docstrings en la sección Cadenas de texto de documentación.). Existen herramientas que usan las docstrings para producir documentación imprimible o disponible en línea, o para dejar que los usuarios busquen interactivamente a través del código; es una buena práctica incluir docstrings en el código que escribes, y hacerlo un buen hábito.

The execution of a function introduces a new symbol table used for the local variables of the function. More precisely, all variable assignments in a function store the value in the local symbol table; whereas variable references first look in the local symbol table, then in the local symbol tables of enclosing functions, then in the global symbol table, and finally in the table of built-in names. Thus, global variables and variables of enclosing functions cannot be directly assigned a value within a function (unless, for global variables, named in a global statement, or, for variables of enclosing functions, named in a nonlocal statement), although they may be referenced.

Los parámetros reales (argumentos) de una función se introducen en la tabla de símbolos local de la función llamada cuando esta es ejecutada; así, los argumentos son pasados por valor (dónde el valor es siempre una referencia a un objeto, no el valor del objeto). 1 Cuando una función llama a otra función, una nueva tabla de símbolos local es creada para esa llamada.

La definición de una función introduce el nombre de la función en la tabla de símbolos actual. El valor del nombre de la función tiene un tipo que es reconocido por el interprete como una función definida por el usuario. Este valor puede ser asignado a otro nombre que luego puede ser usado como una función. Esto sirve como un mecanismo general para renombrar:

>>> fib
<function fib at 10042ed0>
>>> f = fib
>>> f(100)
0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89

Viniendo de otros lenguajes, puedes objetar que fib no es una función, sino un procedimiento, porque no devuelve un valor. De hecho, técnicamente hablando, los procedimientos sin return sí retornan un valor, aunque uno aburrido. Este valor se llama None (es un nombre predefinido). El intérprete por lo general no escribe el valor None si va a ser el único valor escrito. Si realmente se quiere, se puede verlo usando la función print()

>>> fib(0)
>>> print(fib(0))
None

Es simple escribir una función que retorne una lista con los números de la serie de Fibonacci en lugar de imprimirlos:

>>> def fib2(n):  # return Fibonacci series up to n
...     """Return a list containing the Fibonacci series up to n."""
...     result = []
...     a, b = 0, 1
...     while a < n:
...         result.append(a)    # see below
...         a, b = b, a+b
...     return result
...
>>> f100 = fib2(100)    # call it
>>> f100                # write the result
[0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89]

Este ejemplo, como es usual, demuestra algunas características más de Python:

• La sentencia return devuelve un valor en una función. return sin una expresión como argumento retorna None. Si se alcanza el final de una función, también se retorna None.

• La sentencia result.append(a) llama a un método del objeto lista result. Un método es una función que “pertenece” a un objeto y se nombra obj.methodname, dónde obj es algún objeto (puede ser una expresión), y methodname es el nombre del método que está definido por el tipo del objeto. Distintos tipos definen distintos métodos. Métodos de diferentes tipos pueden tener el mismo nombre sin causar ambigüedad. (Es posible definir tipos de objetos propios, y métodos, usando clases, mira Clases). El método append() mostrado en el ejemplo está definido para objetos lista; añade un nuevo elemento al final de la lista. En este ejemplo es equivalente a result = result + [a], pero más eficiente.

4.7. Más sobre definición de funciones

También es posible definir funciones con un número variable de argumentos. Hay tres formas que pueden ser combinadas.

4.7.1. Argumentos con valores por omisión

La forma más útil es especificar un valor por omisión para uno o más argumentos. Esto crea una función que puede ser llamada con menos argumentos que los que permite. Por ejemplo:

def ask_ok(prompt, retries=4, reminder='Please try again!'):
    while True:
        ok = input(prompt)
        if ok in ('y', 'ye', 'yes'):
            return True
        if ok in ('n', 'no', 'nop', 'nope'):
            return False
        retries = retries - 1
        if retries < 0:
            raise ValueError('invalid user response')
        print(reminder)

Esta función puede ser llamada de distintas maneras:

• pasando sólo el argumento obligatorio: ask_ok('Do you really want to quit?')

• pasando uno de los argumentos opcionales: ask_ok('OK to overwrite the file?', 2)

• o pasando todos los argumentos: ask_ok('OK to overwrite the file?', 2, 'Come on, only yes or no!')

Este ejemplo también introduce la palabra reservada in, la cual prueba si una secuencia contiene o no un determinado valor.

Los valores por omisión son evaluados en el momento de la definición de la función, en el ámbito de la definición, entonces:

i = 5

def f(arg=i):
    print(arg)

i = 6
f()

…imprimirá `5.

Advertencia importante: El valor por omisión es evaluado solo una vez. Existe una diferencia cuando el valor por omisión es un objeto mutable como una lista, diccionario, o instancia de la mayoría de las clases. Por ejemplo, la siguiente función acumula los argumentos que se le pasan en subsiguientes llamadas:

def f(a, L=[]):
    L.append(a)
    return L

print(f(1))
print(f(2))
print(f(3))

Imprimirá

[1]
[1, 2]
[1, 2, 3]

Si no se quiere que el valor por omisión sea compartido entre subsiguientes llamadas, se pueden escribir la función así:

def f(a, L=None):
    if L is None:
        L = []
    L.append(a)
    return L

4.7.2. Palabras claves como argumentos

Las funciones también puede ser llamadas usando argumentos de palabras clave (o argumentos nombrados) de la forma kwarg=value. Por ejemplo, la siguiente función:

def parrot(voltage, state='a stiff', action='voom', type='Norwegian Blue'):
    print("-- This parrot wouldn't", action, end=' ')
    print("if you put", voltage, "volts through it.")
    print("-- Lovely plumage, the", type)
    print("-- It's", state, "!")

…acepta un argumento obligatorio (voltage)) y tres argumentos opcionales (state, action, y type). Esta función puede llamarse de cualquiera de las siguientes maneras:

parrot(1000)                                          # 1 positional argument
parrot(voltage=1000)                                  # 1 keyword argument
parrot(voltage=1000000, action='VOOOOOM')             # 2 keyword arguments
parrot(action='VOOOOOM', voltage=1000000)             # 2 keyword arguments
parrot('a million', 'bereft of life', 'jump')         # 3 positional arguments
parrot('a thousand', state='pushing up the daisies')  # 1 positional, 1 keyword

…pero estas otras llamadas serían todas inválidas:

parrot()                     # required argument missing
parrot(voltage=5.0, 'dead')  # non-keyword argument after a keyword argument
parrot(110, voltage=220)     # duplicate value for the same argument
parrot(actor='John Cleese')  # unknown keyword argument

En una llamada a una función, los argumentos nombrados deben seguir a los argumentos posicionales. Cada uno de los argumentos nombrados pasados deben coincidir con un argumento aceptado por la función (por ejemplo, actor no es un argumento válido para la función parrot), y el orden de los mismos no es importante. Esto también se aplica a los argumentos obligatorios (por ejemplo, parrot(voltage=1000) también es válido). Ningún argumento puede recibir más de un valor al mismo tiempo. Aquí hay un ejemplo que falla debido a esta restricción:

>>> def function(a):
...     pass
...
>>> function(0, a=0)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: function() got multiple values for keyword argument 'a'

When a final formal parameter of the form **name is present, it receives a dictionary (see Mapping Types — dict) containing all keyword arguments except for those corresponding to a formal parameter. This may be combined with a formal parameter of the form *name (described in the next subsection) which receives a tuple containing the positional arguments beyond the formal parameter list. (*name must occur before **name.) For example, if we define a function like this:

def cheeseshop(kind, *arguments, **keywords):
    print("-- Do you have any", kind, "?")
    print("-- I'm sorry, we're all out of", kind)
    for arg in arguments:
        print(arg)
    print("-" * 40)
    for kw in keywords:
        print(kw, ":", keywords[kw])

Puede ser llamada así:

cheeseshop("Limburger", "It's very runny, sir.",
           "It's really very, VERY runny, sir.",
           shopkeeper="Michael Palin",
           client="John Cleese",
           sketch="Cheese Shop Sketch")

…y por supuesto imprimirá:

-- Do you have any Limburger ?
-- I'm sorry, we're all out of Limburger
It's very runny, sir.
It's really very, VERY runny, sir.
----------------------------------------
shopkeeper : Michael Palin
client : John Cleese
sketch : Cheese Shop Sketch

Se debe notar que el orden en el cual los argumentos nombrados son impresos está garantizado para coincidir con el orden en el cual fueron provistos en la llamada a la función.

4.7.3. Listas de argumentos arbitrarios

Finalmente, la opción menos frecuentemente usada es especificar que una función puede ser llamada con un número arbitrario de argumentos. Estos argumentos serán organizados en una tupla (mira Tuplas y secuencias). Antes del número variable de argumentos, cero o más argumentos normales pueden estar presentes.:

def write_multiple_items(file, separator, *args):
    file.write(separator.join(args))

Normalmente estos argumentos de cantidad variables son los últimos en la lista de parámetros formales, porque toman todo el remanente de argumentos que se pasan a la función. Cualquier parámetro que suceda luego del *args será “sólo nombrado”, o sea que sólo se pueden usar como argumentos nombrados y no como posicionales.:

>>> def concat(*args, sep="/"):
...     return sep.join(args)
...
>>> concat("earth", "mars", "venus")
'earth/mars/venus'
>>> concat("earth", "mars", "venus", sep=".")
'earth.mars.venus'

4.7.4. Desempaquetando una lista de argumentos

La situación inversa ocurre cuando los argumentos ya están en una lista o tupla pero necesitan ser desempaquetados para llamar a una función que requiere argumentos posicionales separados. Por ejemplo, la función predefinida range() espera los argumentos inicio y fin. Si no están disponibles en forma separada, se puede escribir la llamada a la función con el operador * para desempaquetar argumentos desde una lista o una tupla

>>> list(range(3, 6))            # normal call with separate arguments
[3, 4, 5]
>>> args = [3, 6]
>>> list(range(*args))            # call with arguments unpacked from a list
[3, 4, 5]

Del mismo modo, los diccionarios pueden entregar argumentos nombrados con el operador **:

>>> def parrot(voltage, state='a stiff', action='voom'):
...     print("-- This parrot wouldn't", action, end=' ')
...     print("if you put", voltage, "volts through it.", end=' ')
...     print("E's", state, "!")
...
>>> d = {"voltage": "four million", "state": "bleedin' demised", "action": "VOOM"}
>>> parrot(**d)
-- This parrot wouldn't VOOM if you put four million volts through it. E's bleedin' demised !

4.7.5. Expresiones lambda

Pequeñas funciones anónimas pueden ser creadas con la palabra reservada lambda. Esta función retorna la suma de sus dos argumentos: lambda a, b: a+b Las funciones Lambda pueden ser usadas en cualquier lugar donde sea requerido un objeto de tipo función. Están sintácticamente restringidas a una sola expresión. Semánticamente, son solo azúcar sintáctica para definiciones normales de funciones. Al igual que las funciones anidadas, las funciones lambda pueden hacer referencia a variables desde el ámbito que la contiene:

>>> def make_incrementor(n):
...     return lambda x: x + n
...
>>> f = make_incrementor(42)
>>> f(0)
42
>>> f(1)
43

El ejemplo anterior muestra el uso de una expresión lambda para retornar una función. Otro uso es para pasar pequeñas funciones como argumentos

>>> pairs = [(1, 'one'), (2, 'two'), (3, 'three'), (4, 'four')]
>>> pairs.sort(key=lambda pair: pair[1])
>>> pairs
[(4, 'four'), (1, 'one'), (3, 'three'), (2, 'two')]

4.7.6. Cadenas de texto de documentación

Acá hay algunas convenciones sobre el contenido y formato de las cadenas de texto de documentación.

La primera línea debe ser siempre un resumen corto y conciso del propósito del objeto. Para ser breve, no se debe mencionar explícitamente el nombre o tipo del objeto, ya que estos están disponibles de otros modos (excepto si el nombre es un verbo que describe el funcionamiento de la función). Esta línea debe empezar con una letra mayúscula y terminar con un punto.

Si hay más líneas en la cadena de texto de documentación, la segunda línea debe estar en blanco, separando visualmente el resumen del resto de la descripción. Las líneas siguientes deben ser uno o más párrafos describiendo las convenciones para llamar al objeto, efectos secundarios, etc.

El analizador de Python no quita el sangrado de las cadenas de texto literales multi-líneas, entonces las herramientas que procesan documentación tienen que quitarlo si así lo desean. Esto se hace mediante la siguiente convención. La primera línea que no está en blanco siguiente a la primer línea de la cadena determina la cantidad de sangría para toda la cadena de documentación. (No podemos usar la primer línea ya que generalmente es adyacente a las comillas de apertura de la cadena y el sangrado no se nota en la cadena de texto). Los espacios en blanco «equivalentes» a este sangrado son luego quitados del comienzo de cada línea en la cadena. No deberían haber líneas con una sangría menor, pero si las hay todos los espacios en blanco del comienzo deben ser quitados. La equivalencia de espacios en blanco debe ser verificada luego de la expansión de tabuladores (a 8 espacios, normalmente).

Este es un ejemplo de un docstring multi-línea:

>>> def my_function():
...     """Do nothing, but document it.
...
...     No, really, it doesn't do anything.
...     """
...     pass
...
>>> print(my_function.__doc__)
Do nothing, but document it.

    No, really, it doesn't do anything.

4.7.7. Anotación de funciones

Las anotaciones de funciones son información completamente opcional sobre los tipos usadas en funciones definidas por el usuario (ver PEP 484 para más información).

Las anotaciones se almacenan en el atributo __annotations__ de la función como un diccionario y no tienen efecto en ninguna otra parte de la función. Las anotaciones de los parámetros se definen luego de dos puntos después del nombre del parámetro, seguido de una expresión que evalúa al valor de la anotación. Las anotaciones de retorno son definidas por el literal ->, seguidas de una expresión, entre la lista de parámetros y los dos puntos que marcan el final de la declaración def. El siguiente ejemplo tiene un argumento posicional, uno nombrado, y el valor de retorno anotado:

>>> def f(ham: str, eggs: str = 'eggs') -> str:
...     print("Annotations:", f.__annotations__)
...     print("Arguments:", ham, eggs)
...     return ham + ' and ' + eggs
...
>>> f('spam')
Annotations: {'ham': <class 'str'>, 'return': <class 'str'>, 'eggs': <class 'str'>}
Arguments: spam eggs
'spam and eggs'

4.8. Intermezzo: Estilo de codificación

Ahora que estás a punto de escribir piezas de Python más largas y complejas, es un buen momento para hablar sobre estilo de codificación. La mayoría de los lenguajes pueden ser escritos (o mejor dicho, formateados) con diferentes estilos; algunos son mas fáciles de leer que otros. Hacer que tu código sea más fácil de leer por otros es siempre una buena idea, y adoptar un buen estilo de codificación ayuda tremendamente a lograrlo.

Para Python, PEP 8 se erigió como la guía de estilo a la que más proyectos adhirieron; promueve un estilo de codificación fácil de leer y visualmente agradable. Todos los desarrolladores Python deben leerlo en algún momento; aquí están extraídos los puntos más importantes:

• Usar sangrías de 4 espacios, no tabuladores.

  4 espacios son un buen compromiso entre una sangría pequeña (permite mayor nivel de sangrado)y una sangría grande (más fácil de leer). Los tabuladores introducen confusión y es mejor dejarlos de lado.

• Recortar las líneas para que no superen los 79 caracteres.

  Esto ayuda a los usuarios con pantallas pequeñas y hace posible tener varios archivos de código abiertos, uno al lado del otro, en pantallas grandes.

• Usar líneas en blanco para separar funciones y clases, y bloques grandes de código dentro de funciones.

• Cuando sea posible, poner comentarios en una sola línea.

• Usar docstrings.

• Usar espacios alrededor de operadores y luego de las comas, pero no directamente dentro de paréntesis: a = f(1, 2) + g(3, 4).

• Name your classes and functions consistently; the convention is to use UpperCamelCase for classes and lowercase_with_underscores for functions and methods. Always use self as the name for the first method argument (see Un primer vistazo a las clases for more on classes and methods).

• No uses codificaciones estrafalarias si esperas usar el código en entornos internacionales. El default de Python, UTF-8, o incluso ASCII plano funcionan bien en la mayoría de los casos.

• De la misma manera, no uses caracteres no-ASCII en los identificadores si hay incluso una pequeñísima chance de que gente que hable otro idioma tenga que leer o mantener el código.

Notas al pie

1

En realidad, llamadas por referencia de objeto sería una mejor descripción, ya que si se pasa un objeto mutable, quien realiza la llamada verá cualquier cambio que se realice sobre el mismo (por ejemplo ítems insertados en una lista).