|
|
|
|
|
|
|
Una lista es un conjunto ordenado de valores, en el cual cada valor va identificado por un �ndice. Los valores que constituyen una lista son sus elementos. Las listas son similares a las cadenas de texto (\emph{strings), que son conjuntos ordenados de caracteres, excepto en que los elementos de una lista pueden ser de cualquier tipo. Las listas y las cadenas, y otras cosas que se comportan como conjuntos ordenados, se llaman \textbf{secuencias}. \section{Valores de una lista} Hay varias maneras de crear una nueva lista; la m�s sencilla es encerrar sus elementos entre corchetes: \begin{verbatim} [10, 20, 30, 40] ["spam", "el�stico", "golondrina"] \end{verbatim} El primer ejemplo es una lista de cuatro enteros. El segundo es una lista de tres cadenas de texto. Los elementos de una lista no tienen por qu� ser del mismo tipo. La siguiente lista contiene una cadena, un n�mero con decimales y un entero, y, maravilla de las maravillas, otra lista: \begin{verbatim} ["hola", 2.0, 5, [10, 20]] \end{verbatim} Se dice que una lista dentro de otra lista est� \textbf{anidada}.\index{listas!anidadas} Las listas que contienen n�meros enteros consecutivos son comunes, de manera que Python proporciona una manera sencilla de crearlas: \begin{verbatim} >>> range(1,5) [1, 2, 3, 4] \end{verbatim} La funci�n \texttt{range} toma dos argumentos y devuelve una lista que contiene todos los enteros entre el primero y el segundo, �incluyendo el primero pero no el segundo! Hay dos formas alternativas para \texttt{range}. Con un solo argumento, crea una lista que empieza desde 0: \begin{verbatim} >>> range(10) [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] \end{verbatim} Si hay un tercer argumento, especificar� el espacio entre dos valores sucesivos; a esto se le llama \emph{paso} (\emph{step}). Este ejemplo cuenta de 1 a 10 de dos en dos (con pasos de 2). \begin{verbatim} >>> range(1, 10, 2) [1, 3, 5, 7, 9] \end{verbatim} Para terminar, hay una lista especial que no contiene elementos. Se la llama lista vac�a y se representa \texttt{{[}{]}}. Con todas estas maneras para crear listas, ser�a decepcionante que no pudi�ramos asignar valores de listas a variables o pasar listas como par�metros a funciones. Por supuesto que podemos. \begin{verbatim} vocabulario = ["mejorar", "castigar", "defenestrar"] numeros = [17, 123] vacio = [] print vocabulario, numeros, vacio ['mejorar', 'castigar', 'defenestrar'] [17, 123] [] \end{verbatim} \section{Acceso a los elementos} \index{lista!elemento} \index{acceso} La sintaxis para acceder a los elementos de una lista es la misma que para acceder a los caracteres de una cadena: el operador corchetes \texttt{{[}{]}}. La expresi�n dentro de los corchetes especifica el �ndice. Recuerde que los �ndices siempre comienzan en cero: \begin{verbatim} print numeros[0] numeros[1] = 5 \end{verbatim} El operador \texttt{{[}{]}} puede aparecer en cualquier parte de una expresi�n. Cuando aparece a la izquierda de una asignaci�n, cambia uno de los elementos de la lista, de manera que el ``un�simo'' elemento de \texttt{numeros}, que era 123, ahora es 5. Se puede usar como �ndice cualquier expresi�n entera. \begin{verbatim} >>> numeros[3-2] 5 >>> numeros[1.0] TypeError: sequence index must be integer \end{verbatim} Si intenta acceder (leer o modificar) un elemento que no existe, obtendr� un error en tiempo de ejecuci�n: \index{error en tiempo de ejecuci�n} \begin{verbatim} >>> numeros[2] = 5 IndexError: list assignment index out of range \end{verbatim} Si se da un �ndice negativo, se cuenta hacia atr�s desde el final de la lista. \begin{verbatim} >>> numeros[-1] 5 >>> numeros[-2] 17 >>> numeros[-3] IndexError: list index out of range \end{verbatim} \texttt{numeros{[}-1{]}} es el �ltimo elemento de la lista, \texttt{numeros{[}-2{]}} es el pen�ltimo, y \texttt{numeros{[}-3{]}} no existe. Es muy habitual usar una varible de bucle como �ndice para una lista: \begin{verbatim} jinetes = ["guerra", "hambre", "peste", "muerte"] i = 0 while i < 4: print jinetes[i] i = i + 1 \end{verbatim} Este bucle \texttt{while} cuenta desde 0 hasta 4. Cuando la variable de bucle vale 4, la condici�n falla y acaba el bucle. Por tanto, el cuerpo del bucle s�lo se ejecuta cuando \texttt{i} es 0, 1, 2 y 3. Cada vez que recorremos el bucle, la variable \texttt{i} se usa como �ndice de la lista, imprimiendo el elemento \texttt{i}-�simo. Esta plantilla de computaci�n se llama \textbf{recorrido de lista}. \index{lista!recorrido} \index{recorrido!lista} \section{Longitud (tama�o) de una lista} \index{longitud} \index{lista!longitud} La funci�n \texttt{len} toma una lista y devuelve su tama�o. Es una buena idea usar este valor como l�mite superior de un bucle, en lugar de una constante. De esta manera, si el tama�o de la lista cambia, no habr� que estar haciendo cambios en todos los bucles; funcionar�n correctamente con cualquier tama�o de lista. \begin{verbatim} jinetes = ["guerra", "hambre", "peste", "muerte"] i = 0 while i < len(jinetes): print jinetes[i] i = i + 1 \end{verbatim} La �ltima vez que se ejecuta el cuerpo del bucle, \texttt{i} es \texttt{len(jinetes) - 1}, que es el �ndice del �ltimo elemento. Cuando \texttt{i} se iguala a \texttt{len(jinetes)}, la condici�n falla y no se ejecuta el cuerpo, lo que es una cosa buena, ya que \texttt{len(jinetes)} no es un �ndice legal. Aunque una lista puede contener otra lista como elemento, la lista anidada cuenta como un elemento sencillo. El tama�o de esta lista es 4: \begin{verbatim} ['spam!', 1, ['Brie', 'Roquefort', 'Pol le Veq'], [1, 2, 3]] \end{verbatim} \begin{quote} {\em Como ejercicio, escriba un bucle que recorra la lista anterior e imprima la longitud de cada elemento. �qu� ocurre si env�a un entero a \texttt{len}?} \end{quote} \section{Pertenencia a una lista} \index{lista!pertenencia} \index{operador in} \index{operador!in} {\tt in} es un operador booleano que comprueba la pertenencia a una secuencia. Lo usamos en la Secci�n~\ref{in} con las cadenas, pero tambi�n funciona con las listas y otras secuencias: \beforeverb \begin{verbatim} >>> jinetes = ['guerra', 'hambre', 'peste', 'muerte'] >>> 'peste' in jinetes 1 >>> 'libertinaje' in jinetes 0 \end{verbatim} \afterverb Como ``peste'' es un miembro de la lista \texttt{jinetes}, el operador \texttt{in} devuelve verdadero. Como ``libertinaje'' no est� en la lista, \texttt{in} devuelve falso. Podemos usar \texttt{not} en combinaci�n con \texttt{in} para comprobar si un elemento no es miembro de una lista: \beforeverb \begin{verbatim} >>> 'libertinaje' not in jinetes 1 \end{verbatim} \afterverb \section{Listas y bucles \texttt{for}} \index{bucle for} \index{lista!bucle for} \index{recorrido} El bucle \texttt{for} que vimos en la Secci�n~\ref{for} tambi�n funciona con las listas. La sintaxis generalizada de un bucle \texttt{for} es: \begin{verbatim} for VARIABLE in LISTA: CUERPO \end{verbatim} Esta sentencia es equivalente a: \begin{verbatim} i = 0 while i < len(LISTA): VARIABLE = LISTA[i] CUERPO i = i + 1 \end{verbatim} El bucle \texttt{for} es m�s conciso porque podemos eliminar la variable de bucle, \verb|i|. Aqu� tenemos el bucle anterior con un bucle \texttt{for}: \begin{verbatim} for jinete in jinetes: print jinete \end{verbatim} M�s a�n, casi se lee igual que en espa�ol, {}``Para (cada) jinete en (la lista de) jinetes, imprime (el nombre del) jinete''. Se puede usar cualquier expresi�n de lista en un bucle \texttt{for}: \begin{verbatim} for numero in range(20): if numero % 2 == 0: print numero for fruta in ["pl�tano", "manzana", "membrillo"]: print "Me gusta comer " + fruta + "s!" \end{verbatim} El primer ejemplo imprime todos los n�meros pares entre el 0 y el 19. El segundo ejemplo expresa su entusiasmo por diferentes frutas. \section{Operaciones con listas} \index{operaciones con listas} \index{listas!operaciones con} \index{operadores!para listas} \index{operaciones!con listas} El operador \texttt{+} concatena listas: \begin{verbatim} >>> a = [1, 2, 3] >>> b = [4, 5, 6] >>> c = a + b >>> print c [1, 2, 3, 4, 5, 6] \end{verbatim} De forma similar, el operador \texttt{{*}} repite una lista un n�mero dado de veces: \index{repetici'on!lista} \begin{verbatim} >>> [0] * 4 [0, 0, 0, 0] >>> [1, 2, 3] * 3 [1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3] \end{verbatim} En el primer ejemplo la lista \texttt{{[}0{]}} contiene un solo elemento que es repetido cuatro veces. En el segundo ejemplo, la lista \texttt{{[}1, 2, 3{]}} se repite tres veces. \section{Porciones (slices)} \index{porciones} \index{lista!porciones} Las operaciones de porciones que vimos en la Secci�n~\ref{slice} tambi�n funcionan en sobre las listas: \begin{verbatim} >>> lista = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'] >>> lista[1:3] ['b', 'c'] >>> lista[:4] ['a', 'b', 'c', 'd'] >>> lista[3:] ['d', 'e', 'f'] >>> lista[:] ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'] \end{verbatim} \section{Las listas son mutables} \index{mutable!lista} \index{lista!mutable} A diferencia de las cadenas, las listas son mutables, lo que significa que podemos cambiar sus elementos. Podemos modificar uno de sus elementos usando el operador corchetes en el lado izquierdo de una asignaci�n: \beforeverb \begin{verbatim} >>> fruta = ["pl�tano", "manzana", "membrillo"] >>> fruta[0] = "pera" >>> fruta[-1] = "naranja" >>> print fruta ['pera', 'manzana', 'naranja'] \end{verbatim} \afterverb Con el operador de porci�n podemos reemplazar varios elementos a la vez: \begin{verbatim} >>> lista = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'] >>> lista[1:3] = ['x', 'y'] >>> print lista ['a', 'x', 'y', 'd', 'e', 'f'] \end{verbatim} Adem�s, puede eliminar elementos de una lista asign�ndoles la lista vac�a: \begin{verbatim} >>> lista = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'] >>> lista[1:3] = [] >>> lista ['a', 'd', 'e', 'f'] \end{verbatim} Y puede a�adir elementos a la lista embuti�ndolos en una porci�n vac�a en la posici�n deseada: \begin{verbatim} >>> lista = ['a', 'd', 'f'] >>> lista[1:1] = ['b', 'c'] >>> print lista ['a', 'b', 'c', 'd', 'f'] >>> lista[4:4] = ['e'] >>> print lista ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'] \end{verbatim} \section{Borrado en una lista} \index{borrado!lista} \index{borrado en una lista} El uso de porciones para borrar elementos de una lista puede ser extra�o, y por ello propicio a los errores. Python nos da una alternativa que resulta m�s legible. {\tt del} elimina un elemento de una lista: \beforeverb \begin{verbatim} >>> a = ['uno', 'dos', 'tres'] >>> del a[1] >>> a ['uno', 'tres'] \end{verbatim} \afterverb % Como podr�a esperar, {\tt del} maneja �ndices negativos y provoca un error en tiempo de ejecuci�n sin el �ndice est� fuera de l�mites. Puede usar una porci�n como �ndice para {\tt del}: \beforeverb \begin{verbatim} >>> lista = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'] >>> del lista[1:5] >>> print lista ['a', 'f'] \end{verbatim} \afterverb % Como es habitual, las porciones seleccionan todos los elementos hasta, pero no inclu�do, el segundo �ndice. \section{Objetos y valores} \index{objeto} \index{valor} Si ejecutamos estas sentencias de asignaci�n: \begin{verbatim} a = "banana" b = "banana" \end{verbatim} Est� claro que \texttt{a} y \texttt{b} apuntan ambos a cadenas con las letras \texttt{\char`\"{}banana\char`\"{}}. Pero no podemos saber si est�n apuntando a {\em la misma} cadena. Hay dos posibles estados: \vspace{0.1in} \centerline{\includegraphics{../illustrations/list1.eps} } \vspace{0.1in} En un caso, \texttt{a} y \texttt{b} se refieren a dos cosas diferentes que tienen el mismo valor. En el segundo caso, se refieren a la misma cosa. Estas {}``cosas'' tienen nombres; se les denomina \textbf{objetos}. Un objeto es una cosa a la que se puede referir una variable. Cada objeto tiene un \textbf{identificador} �nico, que podemos obtener por medio de la funci�n \texttt{id}. Imprimiendo los identificadores de \texttt{a} y \texttt{b} podemos saber si apuntan al mismo objeto. \begin{verbatim} >>> id(a) 135044008 >>> id(b) 135044008 \end{verbatim} En este caso, las dos veces obtenemos el mismo identificador, lo que significa que Python s�lo cre� una cadena y ambas variables, \texttt{a} y \texttt{b}, apuntan a ella. Como las cadenas de texto son inmutables, no hay diferencia pr�ctica entre los dos posibles estados. Para tipos mutables como las listas, s� que importa. Curiosamente, las listas se comportan de otra manera. Cuando crea dos listas, obtiene dos objetos: \begin{verbatim} >>> a = [1, 2, 3] >>> b = [1, 2, 3] >>> id(a) 135045528 >>> id(b) 135041704 \end{verbatim} De manera que el diagrama de estado ser�a tal como �ste: \vspace{0.1in} \centerline{\includegraphics{../illustrations/list2.eps} } \vspace{0.1in} \texttt{a} y \texttt{b} tienen el mismo valor, pero no se refieren al mismo objeto. \section{Alias (poner sobrenombres)} \index{alias} \index{referencias!alias} Como las variables apuntan a objetos, si asigna una variable a otra, ambas variables se refieren al mismo objeto: \begin{verbatim} >>> a = [1, 2, 3] >>> b = a \end{verbatim} En este caso, el diagrama de estados ser�a como �ste: \vspace{0.1in} \centerline{\includegraphics{../illustrations/list3.eps} } \vspace{0.1in} Como la misma lista tiene dos nombres diferentes, \texttt{a} y \texttt{b}, podemos decir que se le ha puesto un \textbf{alias}. Los cambios hechos a un alias afectan al otro: \begin{verbatim} >>> b[0] = 5 >>> print a [5, 2, 3] \end{verbatim} Aunque este comportamiento puede ser �til, a veces es inesperado o indeseable. En general, es m�s seguro evitar los alias cuando trabajemos con objetos mutables. Por supuesto, no hay problema con los objetos inmutables. Por ello Python se toma la libertad de poner alias a las cadenas cuando ve una oportunidad de economizar. \section{Clonar listas} \index{listas!clonado} \index{clonado} Si queremos modificar una lista y mantener una copia del original, necesitaremos ser capaces de hacer una copia de la lista en s�, no s�lo de su referencia. Este proceso a veces se denomina \textbf{clonado}, para evitar la ambig�edad de la palabra ``copia''. La forma m�s f�cil de clonar una lista es por medio del operador de porci�n: \begin{verbatim} >>> a = [1, 2, 3] >>> b = [] >>> b[:] = a[:] >>> print b [1, 2, 3] \end{verbatim} La extracci�n de una porci�n de \texttt{a} crea una nueva lista. En este caso, la porci�n consta de la lista completa. Ahora tenemos libertad de hacer cambios en \texttt{b} sin preocuparnos de \texttt{a}: \begin{verbatim} >>> b[0] = 5 >>> print a [1, 2, 3] \end{verbatim} \begin{quote} \emph{Como ejercicio, dibuje un diagrama de estado de \texttt{a} y \texttt{b} antes y despues del cambio.} \end{quote} \section{Listas como par�meteros} \index{listas!como par�metros} \index{par�metro} \index{par�metro!lista} Cuando se pasa una lista como argumento, en realidad se pasa una referencia a ella, no una copia de la lista. Por ejemplo, la funci�n \texttt{cabeza} toma una lista como par�metro y devuelve el primer elemento. \begin{verbatim} def cabeza(lista): return lista[0] \end{verbatim} As� es como se usa. \begin{verbatim} >>> numeros = [1,2,3] >>> cabeza(numeros) 1 \end{verbatim} El par�metro \texttt{lista} y la variable \texttt{numeros} son alias de un mismo objeto. El diagrama de estado es as�: \beforefig \centerline{\psfig{figure=../illustrations/stack5.eps}} \afterfig Como el objeto lista est� compartido por dos marcos, lo dibujamos entre ambos. Si la funci�n modifica una lista pasada como par�metro, el que hizo la llamada ver� el cambio. \texttt{borra\_cabeza} elimina el primer elemento de una lista. \begin{verbatim} def borra_cabeza(lista): del lista[0] \end{verbatim} Aqu� vemos el uso de \texttt{borra\_cabeza}: \begin{verbatim} >>> numeros = [1,2,3] >>> borra_cabeza(numeros) >>> print numeros [2, 3] \end{verbatim} Si una funci�n devuelve una lista, devuelve una referencia a la lista. Por ejemplo, \texttt{cola} devuelve una lista que contiene todos los elementos de una lista dada, excepto el primero. \begin{verbatim} def cola(lista): return lista[1:] \end{verbatim} Aqu� vemos c�mo se usa \texttt{cola}: \begin{verbatim} >>> numeros = [1,2,3] >>> resto = cola(numeros) >>> print resto >>> [2, 3] \end{verbatim} Como el valor de retorno se cre� con una porci�n, es una lista. La creaci�n de \texttt{rest}, as� como cualquier cambio posterior en \texttt{rest}, no afectar� a \texttt{numbers}. \section{Listas anidadas} \label{nested lists} \index{listas anidadas} \index{listas!anidadas} Una lista anidada es una lista que aparece como elemento dentro de otra lista. En esta lista, el tri-�simo elemento es una lista anidada: \begin{verbatim} >>> lista = ["hola", 2.0, 5, [10, 20]] \end{verbatim} Si imprimimos \texttt{lista{[}3{]}}, obtendremos \texttt{{[}10, 20{]}}. Para extraer los elementos de la lista anidada, podemos proceder en dos pasos: \begin{verbatim} >>> elt = lista[3] >>> elt[0] 10 \end{verbatim} O podemos combinarlos: \begin{verbatim} >>> lista[3][1] 20 \end{verbatim} Los operadores corchete se eval�an de izquierda a derecha, as� que esta expresi�n saca el tri-�simo elemento de \texttt{lista} y luego extrae el un�simo elemento de ella. \section{Matrices} \index{matriz} \index{lista!anidada} Es com�n usar listas anidadas para representar matrices. Por ejemplo, la matriz: \vspace{0.1in} \centerline{\includegraphics{../illustrations/matrix.eps} } \vspace{0.1in} puede ser representada como: \begin{verbatim} >>> matriz = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]] \end{verbatim} \texttt{matriz} es una lista con tres elementos, siendo cada elemento una fila de la matriz. Podemos elegir una fila entera de la matriz de la forma normal: \begin{verbatim} >>> matriz[1] [4, 5, 6] \end{verbatim} O tomar s�lo un elemento de la matriz usando la forma de doble �ndice: \begin{verbatim} >>> matriz[1][1] 5 \end{verbatim} El primer �ndice escoge la fila y el segundo la columna. Aunque esta manera de representar matrices es com�n, no es la �nica posibilidad. Una peque�a variaci�n consiste en usar una lista de columnas en lugar de flas. M�s adelante veremos una alternativa m�s radical usando un diccionario. \index{diccionario} \index{fila} \index{columna} \section{Cadenas y listas} \index{funci'on split} \index{funci'on join} Dos de las funciones m�s �tiles del m�dulo \texttt{string} tienen que ver con listas de cadenas. La funci�n \texttt{split} divide una cadena en una lista de palabras. Por defecto, cualquier n�mero de caracteres de espacio en blanco se considera un l�mite de palabra: \beforeverb \begin{verbatim} >>> import string >>> cancion = "La lluvia en Sevilla..." >>> string.split(cancion) ['La', 'lluvia', 'en', 'Sevilla...'] \end{verbatim} \afterverb % Se puede usar un argumento opcional llamado \textbf{delimitador} para especificar qu� caracteres se usar�n como l�mites de palabra. El siguiente ejemplo usa la cadena \texttt{ll} como delimitador: \beforeverb \begin{verbatim} >>> string.split(cancion, 'll') ['La ', 'uvia en Sevi', 'a...'] \end{verbatim} \afterverb % Observe que el delimitador no aparece en la lista. La funci�n \texttt{join} es la inversa de \texttt{split}. Toma una lista de cadenas y concatena los elementos con un espacio entre cada par: \beforeverb \begin{verbatim} >>> lista = ['La', 'lluvia', 'en', 'Sevilla...'] >>> string.join(lista) 'La lluvia en Sevilla...' \end{verbatim} \afterverb % Como \texttt{split}, \texttt{join} acepta un delimitador opcional que se inserta entre los elementos. El delimitador por defecto es el espacio. \beforeverb \begin{verbatim} >>> string.join(lista, '_') 'La_lluvia_en_Sevilla...' \end{verbatim} \afterverb \begin{quote} \begin{quote} {\em A modo de ejercicio, describa la relaci�n que hay entre \texttt{string.join(string.split(cancion))} y {\tt cancion}. �Es la misma para todas las cadenas? �Cu�ndo ser�a diferente?} \end{quote} \end{quote} \section{Glosario} \begin{description} \item [lista:] Una colecci�n de objetos con nombre, en la que cada objeto es identificado por un �ndice. \item [�ndice:] Una variable o valor enteros que se usan para indicar un elemento de una lista. \item[elemento:] Uno de los valores de una lista (u otra secuencia). El operador corchete selecciona elementos de una lista. \item [secuencia:] Cualquier tipo de datos que consita en un conjunto ordenado de elementos, con cada elemento identificado por un �ndice. \item [lista~anidada:] Una lista que es elemento de otra lista. \item [recorrido~de~lista:] Acceso secuencial a cada elemento de una lista. \item [objeto:] Una cosa a la que se puede referir una variable. \item [alias:] M�ltiples variables que contienen referencias al mismo objeto. \item[clonar:] Crear un objeto nuevo que tiene el mismo valor que un objeto ya existente. Copiar una referencia a un objeto crea un alias, pero no clona el objeto. \item[delimitador:] Un car�cter o cadena utilizado para indicar d�nde debe cortarse una cadena. \index{lista} \index{�ndice} \index{secuencia} \index{elemento} \index{lista anidada} \index{recorrido de lista} \index{objeto} \index{alias} \index{clonar} \index{delimitador} \end{description} %\end{document}
|
|
|
|
|
|
|