Fundamentos de Programación

La programación es el arte de automatizar tareas mediante instrucciones que una computadora puede ejecutar. Todo comienza con un algoritmo, que es simplemente una serie de pasos para resolver un problema.

Python es un lenguaje de programación creado por Guido Van Rossum en 1991, inspirado en el grupo de comedia "Monty Python". Su sintaxis clara y sencilla lo hace ideal para principiantes. Python funciona en múltiples sistemas operativos y tiene una enorme comunidad que constantemente crea recursos gratuitos.

Para escribir código Python usaremos Visual Studio Code, un editor gratuito y potente desarrollado por Microsoft. Este editor ofrece extensiones útiles como "Python" para soporte del lenguaje, "Prettier" para formatear código y "Python indent" para corregir la sangría automáticamente.

💡 Dato importante: Python está diseñado para ser legible, por eso su sintaxis se parece mucho al inglés. Esto te permitirá concentrarte en la lógica de programación sin complicaciones innecesarias.

Variables y Tipos de Datos

Las variables son espacios en memoria donde almacenamos datos. En Python no necesitas declarar su tipo explícitamente, ¡el lenguaje lo detecta automáticamente!

Para nombrar variables, debes seguir ciertas reglas: deben comenzar con una letra o guion bajo, no pueden empezar con números, y no pueden ser palabras reservadas como if, else o while.

Python maneja diferentes tipos de datos:

• Enteros (int): números sin decimales como edad = 20
• Decimales (float): números con punto decimal como precio = 19.99
• Cadenas (str): texto entre comillas como mensaje = "Hola, mundo"
• Booleanos (bool): valores True o False
• Listas (list): conjuntos ordenados de valores como numeros = $1, 2, 3, 4$
• Diccionarios (dict): pares clave-valor como persona = {"nombre": "Ana", "edad": 25}

También puedes convertir entre tipos usando funciones como int(), float() y str(). Por ejemplo: edad_entero = int("25") convierte la cadena "25" al número 25.

💡 Consejo práctico: Si no estás seguro del tipo de dato que estás usando, utiliza la función type() para averiguarlo, como en type(edad).

Operaciones y Entrada/Salida

Python te permite realizar operaciones matemáticas fácilmente:

• Suma (+): 5 + 3 da 8
• Resta (-): 8 - 3 da 5
• Multiplicación (*): 4 * 3 da 12
• División (/): 10 / 2 da 5.0 (siempre devuelve un decimal)
• División entera (//): 10 // 3 da 3 (solo la parte entera)
• Módulo (%): 10 % 3 da 1 (el residuo de la división)
• Potencia ()**: 2 ** 3 da 8

Para mostrar información usamos la función print():

print("Hola, mundo!")  # Muestra: Hola, mundo!
print(5 + 3)  # Muestra: 8
print("El resultado es:", 5 * 2)  # Muestra: El resultado es: 10

Para formatear texto tenemos varias opciones:

nombre = "Carlos"
# Con concatenación
print("Hola, " + nombre)
# Con f-strings (recomendado)
print(f"Hola, {nombre}")

Para obtener datos del usuario usamos input():

nombre = input("¿Cómo te llamas? ")
edad = int(input("¿Cuántos años tienes? "))

💡 Recuerda: input() siempre devuelve texto (string), así que usa int() o float() si necesitas convertir a números.

Estructuras Condicionales

Las estructuras condicionales te permiten tomar decisiones en tu código según ciertas condiciones. En Python usamos:

• if: para verificar una condición
• else: para ejecutar código cuando la condición no se cumple
• elif: para verificar múltiples condiciones

edad = 18
if edad >= 18:
    print("Eres mayor de edad")
elif edad >= 13:
    print("Eres adolescente")
else:
    print("Eres menor de edad")

Para comparar valores usamos operadores relacionales:

• == (igual a)
• != (diferente de)
• > (mayor que)
• < (menor que)
• >= (mayor o igual que)
• <= (menor o igual que)

También podemos combinar condiciones con operadores lógicos:

• and: ambas condiciones deben ser verdaderas
• or: al menos una debe ser verdadera
• not: invierte el resultado (verdadero a falso o viceversa)

if edad >= 18 and ciudad == "Monterrey":
    print("Puedes participar en el evento local")

💡 Tip para depuración: Si necesitas manejar errores, usa try-except cuando esperas que pueda ocurrir un problema (como convertir texto a número), y usa if-else para evaluar condiciones lógicas normales.

Bucles While y For

Los bucles permiten repetir código varias veces. El bucle while ejecuta código mientras una condición sea verdadera:

contador = 0
while contador < 5:
    print(f"Iteración {contador}")
    contador += 1  # Aumentamos el contador para evitar bucle infinito

Ten cuidado con los bucles infinitos (que nunca terminan) como:

while True:
    print("Esto se imprimirá para siempre")

Puedes salir prematuramente de un bucle con break:

contador = 1
while contador <= 10:
    if contador == 5:
        print("Encontré el 5, ¡me detengo!")
        break
    print(contador)
    contador += 1

El bucle for es ideal para recorrer secuencias como listas o rangos:

# Recorriendo una lista
frutas = ["manzana", "banana", "cereza"]
for fruta in frutas:
    print(fruta)

# Recorriendo un rango de números
for i in range(5):  # 0, 1, 2, 3, 4
    print(i)

💡 ¿Cuándo usar cada bucle? Usa while cuando no sabes cuántas iteraciones necesitas, y for cuando tienes una secuencia definida para recorrer.

Funciones

Las funciones son bloques de código reutilizables que realizan una tarea específica. Nos ayudan a organizar nuestro código y evitar repeticiones.

Para definir una función usamos la palabra clave def:

def saludar():
    print("¡Hola! Bienvenido a Python")

# Para llamar la función
saludar()

Las funciones pueden recibir parámetros para trabajar con diferentes datos:

def saludar(nombre):
    print(f"¡Hola, {nombre}! Bienvenido a Python")

saludar("Carlos")  # Muestra: ¡Hola, Carlos! Bienvenido a Python

También pueden tener múltiples parámetros:

def presentar(nombre, edad, ciudad):
    print(f"Hola, mi nombre es {nombre}, tengo {edad} años y vivo en {ciudad}.")

presentar("Ana", 25, "Monterrey")

Las funciones pueden devolver valores usando return:

def sumar(a, b):
    return a + b

resultado = sumar(5, 3)  # resultado contiene 8

💡 Consejo de organización: Crea funciones para tareas específicas que puedas necesitar varias veces. Esto hará que tu código sea más limpio y fácil de mantener.

Listas en Python

Las listas te permiten almacenar múltiples valores en una sola variable. Se definen usando corchetes $$ y los elementos se separan con comas.

frutas = ["manzana", "banana", "cereza", "mango"]

Para acceder a los elementos de una lista usamos índices que comienzan en 0:

print(frutas[0])  # Muestra: manzana (primer elemento)
print(frutas[2])  # Muestra: cereza (tercer elemento)
print(frutas[-1])  # Muestra: mango (último elemento)

Puedes modificar los elementos directamente:

frutas[1] = "naranja"  # Cambia "banana" por "naranja"

Las listas se pueden recorrer fácilmente con bucles:

for fruta in frutas:
    print(fruta)

# O usando índices
for i in range(len(frutas)):
    print(f"Índice {i}: {frutas[i]}")

También puedes comprobar si un elemento está en la lista:

if "cereza" in frutas:
    print("¡Sí hay cerezas en la lista!")

💡 Tip práctico: Las listas son perfectas para almacenar colecciones de elementos del mismo tipo (como nombres o calificaciones), pero también pueden contener diferentes tipos de datos si es necesario.

Métodos de Listas

Python proporciona muchos métodos para manipular listas de manera eficiente:

numeros = [5, 8, 1, 3, 10]

Para agregar elementos:

• append(): añade al final → numeros.append(7)
• insert(): inserta en posición específica → numeros.insert(2, 99)

Para eliminar elementos:

• remove(): elimina por valor → numeros.remove(8)
• pop(): elimina por índice → numeros.pop(1) (o el último si no se especifica)
• clear(): elimina todos los elementos → numeros.clear()

Para ordenar y modificar:

• sort(): ordena ascendente → numeros.sort()
• sort$reverse=True$: ordena descendente → numeros.sort$reverse=True$
• reverse(): invierte el orden → numeros.reverse()

Para obtener información:

• count(): cuenta ocurrencias → numeros.count(3)
• copy(): crea una copia → copia_numeros = numeros.copy()

También puedes crear listas anidadas (listas dentro de listas):

matriz = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
print(matriz[1][2])  # Muestra: 6 (fila 1, columna 2)

💡 Para recordar: Las listas se modifican directamente cuando usas sus métodos. Por ejemplo, numeros.sort() cambia la lista original, no crea una nueva lista ordenada.

Iteración Avanzada

Python ofrece formas poderosas para iterar (recorrer) colecciones de datos:

La función enumerate() te permite acceder al índice y al valor al mismo tiempo:

frutas = ["Manzana", "Banana", "Naranja"]
for i, fruta in enumerate(frutas):
    print(f"{i}: {fruta}")

Con zip() puedes recorrer varias listas simultáneamente:

nombres = ["Carlos", "Ana", "Luis"]
notas = [90, 85, 88]
for nombre, nota in zip(nombres, notas):
    print(f"{nombre} obtuvo {nota}")

Las comprensiones de lista (List Comprehension) son una forma elegante de crear listas en una sola línea:

numeros = [1, 2, 3, 4, 5]
cuadrados = [n**2 for n in numeros]  # [1, 4, 9, 16, 25]
pares = [n for n in numeros if n % 2 == 0]  # [2, 4]

Con map() puedes aplicar una función a cada elemento:

def multiplicar_por_dos(numero):
    return numero * 2

resultado = list(map(multiplicar_por_dos, numeros))
# O con lambda: resultado = list(map(lambda x: x*2, numeros))

Con filter() puedes filtrar elementos según una condición:

resultado = list(filter(lambda x: x > 10, [5, 12, 7, 20, 30, 3]))  # [12, 20, 30]

💡 Consejo de eficiencia: Las comprensiones de lista son generalmente más rápidas y pythónicas que los bucles tradicionales. Intenta usarlas para código más conciso y eficiente.

Diccionarios en Python

Los diccionarios almacenan datos en pares clave-valor, permitiéndote acceder a valores mediante su clave en lugar de un índice numérico. Se definen usando llaves {} con el formato "clave": valor.

persona = {
    "nombre": "Carlos",
    "edad": 25,
    "ciudad": "Monterrey"
}

Para acceder a un valor, usa la clave dentro de corchetes:

print(persona["nombre"])  # Muestra: Carlos

También puedes usar el método .get(), que es más seguro porque no da error si la clave no existe:

print(persona.get("nombre"))  # Muestra: Carlos
print(persona.get("altura", "No especificado"))  # Muestra: No especificado

Puedes modificar, añadir o eliminar elementos fácilmente:

# Modificar un valor existente
persona["edad"] = 26

# Añadir una nueva clave-valor
persona["universidad"] = "UANL"

# Eliminar un elemento
del persona["ciudad"]  # O usar persona.pop("ciudad")

Los diccionarios tienen métodos útiles:

• .keys(): devuelve las claves
• .values(): devuelve los valores
• .items(): devuelve pares (clave, valor)

Para recorrer un diccionario:

for clave, valor in persona.items():
    print(f"{clave}: {valor}")

💡 Cuándo usar diccionarios: Son perfectos cuando necesitas asociar datos relacionados, como perfiles de usuario, configuraciones o cualquier conjunto de datos donde cada elemento tenga un identificador único.