Python es un lenguaje de programación interpretado cuya filosofía hace hincapié en la legibilidad de su código. Se trata de un lenguaje de programación multiparadigma, ya que soporta parcialmente la orientación a objetos, programación imperativa y, en menor medida, programación funcional. Es un lenguaje interpretado, dinámico y multiplataforma.
Es administrado por la Python Software Foundation. Posee una licencia de código abierto, denominada Python Software Foundation License.
Python fue creado a finales de los ochenta por Guido van Rossum en el Centro para las Matemáticas y la Informática (CWI, Centrum Wiskunde & Informatica), en los Países Bajos, como un sucesor del lenguaje de programación ABC, capaz de manejar excepciones e interactuar con el sistema operativo Amoeba.
El nombre del lenguaje proviene de la afición de su creador por los humoristas británicos Monty Python.
Guido Van Rossum es el principal autor de Python, y su continuo rol central en decidir la dirección de Python es reconocido, refiriéndose a él como Benevolente Dictador Vitalicio (en inglés: Benevolent Dictator for Life, BDFL); sin embargo el 12 de julio de 2018 declinó de dicha situación de honor sin dejar un sucesor o sucesora y con una declaración altisonante:
El 20 de febrero de 1991, van Rossum publicó el código por primera vez en alt.sources, con el número de versión 0.9.0. En esta etapa del desarrollo ya estaban presentes clases con herencia, manejo de excepciones, funciones y los tipos modulares, como: str, list, dict, entre otros. Además en este lanzamiento inicial aparecía un sistema de módulos adoptado de Modula-3; van Rossum describe el módulo como «una de las mayores unidades de programación de Python». El modelo de excepciones en Python es parecido al de Modula-3, con la adición de una cláusula else. En el año 1994 se formó comp.lang.python, el foro de discusión principal de Python, marcando un hito en el crecimiento del grupo de usuarios de este lenguaje.
Python alcanzó la versión 1.0 en enero de 1994. Una característica de este lanzamiento fueron las herramientas de la programación funcional: lambda, reduce, filter y map. Van Rossum explicó que «hace 12 años, Python adquirió lambda, reduce(), filter() y map(), cortesía de Amrit Perm, un hacker informático de Lisp que las implementó porque las extrañaba».
La última versión liberada proveniente de CWI fue Python 1.2. En 1995, van Rossum continuó su trabajo en Python en la Corporation for National Research Initiatives (CNRI) en Reston, Virginia, donde lanzó varias versiones del software.
Durante su estancia en CNRI, van Rossum lanzó la iniciativa Computer Programming for Everybody (CP4E), con el fin de hacer la programación más accesible a más gente, con un nivel de 'alfabetización' básico en lenguajes de programación, similar a la alfabetización básica en inglés y habilidades matemáticas necesarias por muchos trabajadores. Python tuvo un papel crucial en este proceso: debido a su orientación hacia una sintaxis limpia, ya era idóneo, y las metas de CP4E presentaban similitudes con su predecesor, ABC. El proyecto fue patrocinado por DARPA. En el año 2007, el proyecto CP4E está inactivo, y mientras Python intenta ser fácil de aprender y no muy arcano en su sintaxis y semántica, alcanzando a los no-programadores, no es una preocupación activa.
En el año 2000, el equipo principal de desarrolladores de Python se cambió a BeOpen.com para formar el equipo BeOpen PythonLabs. CNRI pidió que la versión 1.6 fuera pública, continuando su desarrollo hasta que el equipo de desarrollo abandonó CNRI; su programa de lanzamiento y el de la versión 2.0 tenían una significativa cantidad de traslapo. Python 2.0 fue el primer y único lanzamiento de BeOpen.com. Después que Python 2.0 fuera publicado por BeOpen.com, Guido van Rossum y los otros desarrolladores de PythonLabs se unieron en Digital Creations.
Python 2.0 tomó una característica mayor del lenguaje de programación funcional Haskell: listas por comprensión. La sintaxis de Python para esta construcción es muy similar a la de Haskell, salvo por la preferencia de los caracteres de puntuación en Haskell, y la preferencia de Python por palabras claves alfabéticas. Python 2.0 introdujo además un sistema de recolección de basura capaz de recolectar referencias cíclicas.
Posterior a este doble lanzamiento, y después que van Rossum dejara CNRI para trabajar con desarrolladores de software comercial, quedó claro que la opción de usar Python con software disponible bajo GNU GPL era muy deseable. La licencia usada entonces, la Python License, incluía una cláusula estipulando que la licencia estaba gobernada por el estado de Virginia, por lo que, bajo la óptica de los abogados de Free Software Foundation (FSF), se hacía incompatible con GPL. Para las versiones 1.61 y 2.1, CNRI y FSF hicieron compatibles la licencia de Python con GPL, renombrandola Python Software Foundation License. En el año 2001, van Rossum fue premiado con FSF Award for the Advancement of Free Software.
Python 2.1 fue un trabajo derivado de las versiones 1.6.1 y 2.0. Es a partir de este momento que Python Software Foundation (PSF) pasa a ser dueño del proyecto, organizada como una organización sin ánimo de lucro fundada en el año 2001, tomando como modelo la Apache Software Foundation. Incluido en este lanzamiento fue una implementación del scoping más parecida a las reglas de static scoping (del cual Scheme es el originador).
Una innovación mayor en Python 2.2 fue la unificación de los tipos en Python (tipos escritos en C), y clases (tipos escritos en Python) dentro de una jerarquía. Esa unificación logró un modelo de objetos de Python puro y consistente. También fueron agregados los generadores que fueron inspirados por el lenguaje Icon.
Las adiciones a la biblioteca estándar de Python y las decisiones sintácticas fueron influenciadas fuertemente por Java en algunos casos: el package logging, introducido en la versión 2.3, está basado en log4j; el parser SAX, introducido en 2.0; el package threading, cuya clase Thread expone un subconjunto de la interfaz de la clase homónima en Java.
Python 2, es decir Python 2.7.x, fue oficialmente descontinuado el 1 de enero de 2020 (primero planeado para 2015) después de lo cual no se publicarán parches de seguridad y otras mejoras para él. Con el final del ciclo de vida de Python 2, solo tienen soporte la rama Python 3.6.x y posteriores.
En la actualidad, Python se aplica en los campos de inteligencia artificial y machine learning.
Python es un lenguaje de programación multiparadigma. Esto significa que más que forzar a los programadores a adoptar un estilo particular de programación, permite varios estilos: programación orientada a objetos, programación imperativa y programación funcional. Otros paradigmas están soportados mediante el uso de extensiones.
Python usa tipado dinámico y conteo de referencias para la administración de memoria.
Una característica importante de Python es la resolución dinámica de nombres; es decir, lo que enlaza un método y un nombre de variable durante la ejecución del programa (también llamado enlace dinámico de métodos).
Otro objetivo del diseño del lenguaje es la facilidad de extensión. Se pueden escribir nuevos módulos fácilmente en C o C++. Python puede incluirse en aplicaciones que necesitan una interfaz programable.
Aunque la programación en Python podría considerarse en algunas situaciones hostil a la programación funcional tradicional del Lisp, existen bastantes analogías entre Python y los lenguajes minimalistas de la familia Lisp como puede ser Scheme.
Los usuarios de Python se refieren a menudo a la filosofía de Python que es bastante análoga a la filosofía de Unix. El código que siga los principios de Python se dice que es "pythonico". Estos principios fueron descritos por el desarrollador de Python Tim Peters en El Zen de Python
Desde la versión 2.1.2, Python incluye estos puntos (en su versión original en inglés) como un huevo de pascua que se muestra al ejecutar import this.
El intérprete de Python estándar incluye un modo interactivo en el cual se escriben las instrucciones en una especie de intérprete de comandos: las expresiones pueden ser introducidas una a una, pudiendo verse el resultado de su evaluación inmediatamente, lo que da la posibilidad de probar porciones de código en el modo interactivo antes de integrarlo como parte de un programa. Esto resulta útil tanto para las personas que se están familiarizando con el lenguaje como para los programadores más avanzados.
Existen otros programas, tales como IDLE, bpython o IPython, que añaden funcionalidades extra al modo interactivo, como la compleción automática de código y el coloreado de la sintaxis del lenguaje.
Ejemplo del modo interactivo:
Python fue diseñado para ser leído con facilidad. Una de sus características es el uso de palabras donde otros lenguajes utilizarían símbolos. Por ejemplo, los operadores lógicos !, || y && en Python se escriben not, or y and, respectivamente. Curiosamente el lenguaje Pascal es junto con COBOL uno de los lenguajes con muy clara sintaxis y ambos son de la década del 70. La idea del código claro y legible no es algo nuevo.
El contenido de los bloques de código (bucles, funciones, clases, etc.) es delimitado mediante espacios o tabuladores, conocidos como indentación, antes de cada línea de órdenes pertenecientes al bloque. Python se diferencia así de otros lenguajes de programación que mantienen como costumbre declarar los bloques mediante un conjunto de caracteres, normalmente entre llaves {}. Se pueden utilizar tanto espacios como tabuladores para sangrar el código, pero se recomienda no mezclarlos.
Debido al significado sintáctico de la sangría, cada instrucción debe estar contenida en una sola línea. No obstante, si por legibilidad se quiere dividir la instrucción en varias líneas, añadiendo una barra invertida al final de una línea, se indica que la instrucción continúa en la siguiente.
Estas instrucciones son equivalentes:
Los comentarios se pueden poner de dos formas. La primera y más apropiada para comentarios largos es utilizando la notación ''' comentario ''', tres apóstrofos de apertura y tres de cierre. La segunda notación utiliza el símbolo #, y se extienden hasta el final de la línea.
El intérprete no tiene en cuenta los comentarios, lo cual es útil si deseamos poner información adicional en el código. Por ejemplo, una explicación sobre el comportamiento de una sección del programa.
Las variables se definen de forma dinámica, lo que significa que no se tiene que especificar cuál es su tipo de antemano y puede tomar distintos valores en otro momento, incluso de un tipo diferente al que tenía previamente. Se usa el símbolo = para asignar valores.
Los nombres de variables pueden contener números y letras pero deben comenzar por una letra, además existen 28 palabras reservadas:
Los tipos de datos se pueden resumir en esta tabla:
Una sentencia condicional (if) ejecuta su bloque de código interno solo si se cumple cierta condición. Se define usando la palabra clave if seguida de la condición, y el bloque de código. Condiciones adicionales, si las hay, se introducen usando elif seguida de la condición y su bloque de código. Todas las condiciones se evalúan secuencialmente hasta encontrar la primera que sea verdadera, y su bloque de código asociado es el único que se ejecuta. Opcionalmente, puede haber un bloque final (la palabra clave else seguida de un bloque de código) que se ejecuta solo cuando todas las condiciones fueron falsas.
El bucle for es similar a foreach en otros lenguajes. Recorre un objeto iterable, como una lista, una tupla o un generador, y por cada elemento del iterable ejecuta el bloque de código interno. Se define con la palabra clave for seguida de un nombre de variable, seguido de in, seguido del iterable, y finalmente el bloque de código interno. En cada iteración, el elemento siguiente del iterable se asigna al nombre de variable especificado:
El bucle while evalúa una condición y, si es verdadera, ejecuta el bloque de código interno. Continúa evaluando y ejecutando mientras la condición sea verdadera. Se define con la palabra clave while seguida de la condición, y a continuación el bloque de código interno:
Si bien Python no tiene la estructura Switch, hay varias formas de realizar la operación típica que realizaríamos con una sentencia switch case.
Podemos usar la estructura de la siguiente manera:
En esa estructura se ejecutara controlando la condicion1, si no se cumple pasara a la siguiente y así sucesivamente hasta entrar en el else. Un ejemplo práctico sería:
Podriamos decir que el lado negativo de la sentencia armada con if, elif y else es que si la lista de posibles operaciones es muy larga, las tiene que recorrer una por una hasta llegar a la correcta.
Podemos usar un diccionario para el mismo ejemplo:
De esta manera, si las opciones fueran muchas, no recorrería todas; solo iría directamente a la operación buscada en la última línea .get(op, lambda: None)() estamos dando la opción por defecto.
Una lista por comprensión (en inglés: list comprehension) es una expresión compacta para definir listas. Al igual que lambda, aparece en lenguajes funcionales. Ejemplos:
def:
lambda:
Existen muchas propiedades que se pueden agregar al lenguaje importando módulos, que son "minicódigos" (la mayoría escritos también en Python) que proveen de ciertas funciones y clases para realizar determinadas tareas. Un ejemplo es el módulo Tkinter, que permite crear interfaces gráficas basadas en la biblioteca Tk. Otro ejemplo es el módulo os, que provee acceso a muchas funciones del sistema operativo. Los módulos se agregan a los códigos escribiendo import seguida del nombre del módulo que queramos usar.
La instalación de módulos en Python se puede realizar mediante la herramienta de software (suele venir incluida con las instalaciones de Python) Pip. Esta herramienta permite la gestión de los distintos paquetes o módulos instalables para Python, incluyendo así las siguientes características:
El módulo os provee funciones para interactuar con el sistema operativo:
Para tareas de administración de archivos, el módulo shutil provee una interfaz de más alto nivel:
El módulo glob provee una función para crear listas de archivos a partir de búsquedas con comodines en carpetas:
Los argumentos de línea de órdenes se almacenan en el atributo argv del módulo sys como una lista.
El módulo math permite acceder a las funciones de matemática de punto flotante:
El módulo random se utiliza para realizar selecciones al azar:
El módulo statistics se utiliza para estadística básica, por ejemplo: media, mediana, varianza, etc.:
El módulo datetime permite manejar fechas y tiempos:
El módulo turtle permite la implementación de gráficas tortuga:
En Python todo es un objeto (incluso las clases). Las clases, al ser objetos, son instancias de una metaclase. Python además soporta herencia múltiple y polimorfismo.
Python tiene una gran biblioteca estándar, usada para una diversidad de tareas. Esto viene de la filosofía "pilas incluidas" ("batteries included") en referencia a los módulos de Python. Los módulos de la biblioteca estándar pueden mejorarse por módulos personalizados escritos tanto en C como en Python. Debido a la gran variedad de herramientas incluidas en la biblioteca estándar, combinada con la habilidad de usar lenguajes de bajo nivel como C y C++, los cuales son capaces de interactuar con otras bibliotecas, Python es un lenguaje que combina su clara sintaxis con el inmenso poder de lenguajes menos elegantes.
Existen diversas implementaciones del lenguaje:
A lo largo de su historia, Python ha presentado una serie de incidencias, de las cuales las más importantes han sido las siguientes:
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