T01: Consola Interactiva de PYTHON

La consola de PYTHON es una herramienta que permite ejecutar algoritmos de forma interactiva.

Esta consola puede ejecutarse en cualquier sistema operativo que tenga instalado PYTHON.

• En WINDOWS se puede buscar el aplicativo: CMD

• En LINUX se busca el aplicativo: TERMINAL

Una vez dentro del aplicativo (CMD o TERMINAL) se escribe el comando: python3

C:\> python3

Una vez ejecutado este comando, el usuario estará dentro de la consola interactiva de PYTHON así como muestra la siguiente imagen:

Consola interactiva PYTHON

La consola interactiva de Python inicialmente muestra una información como la versión de Python: v3.13.1:06714517797, la fecha de compilación: Dec 3 2024, 14:00:22 y la herramienta de compilación de la consola PYTHON: Clang 15.0.0.

Los comandos a introducir en esta consola se deben escribir después del prompt el cual son las tres signos mayor que (>>>), los cuales se muestran al inicio.

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Expresiones (instrucciones)

Las expresiones son instrucciones que la máquina ejecuta.

• Estas instrucciones son ejecutadas de forma serial. Es decir una a la vez.

• Las instrucciones son dadas por el programador.

En la consola interactiva de PYTHON, cada instrucción se ejecuta cada vez que se presiona la tecla ENTER.

EJEMPLO: Uso de la función print()

La función print() muestra en pantalla valores de variables. Los valores a mostrar deben ir dentro del paréntesis de la función print(). Por ejemplo:

>>> print("buenas tardes")
buenas tardes

En este ejemplo, se le ordena al PC que muestre en pantalla el mensaje “buenas tardes”.

Después de escribir completamente la instrucción, al PULSAR ENTER se ejecuta dicha instrucción.

Se pueden ejecutar varias instrucciones en forma serial. Por ejemplo:

>>> print("instruccion01")
instruccion01
>>> print("instruccion02")
instruccion02
>>> print("instruccion03")
instruccion03
>>> print("instruccion04")
instruccion04
>>> print("instruccion05")
instruccion05

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Operadores

Los operadores son signos que nos permiten expresar relaciones entre variables y/o constantes, de las cuales normalmente se desprende un resultado. En algoritmos computacionales se utilizan los siguientes operadores:

Tabla de operadores

OPERADOR	Descripción
+	Operador para expresar la suma
-	Operador para expresar la resta
*	Operador para expresar la multiplicación
**	Operador para exponente
/	Operador para expresar la división
//	Operador para expresar división entera
%	Operador módulo (para determinar residuo de división)

No olvidar que para el manejo de variables, cada nuevo valor que se le asigne a una variable; borra el valor anterior.

El siguiente ejemplo muestra como se ejecutaría un conjunto de instrucciones paso a paso.

Ejemplo

Resolver el siguiente conjunto de instrucciones en su cuaderno:

a = 10
b = 15
c = 20
a = a + b
b = b + 8
c = c + a
a = a + 5
b = b + 3
c = c + 2
a = a - b
b = a - b
c = a - b

RESULTADOS:
a = 4
b = -22
c = 26

Solución:

a = 10
b = 15
c = 20

a = a + b
a = 10 + 15
a = 25 # ahora a vale 25, es decir a ya no vale 10

b = b + 8
b = 15 + 8
b = 23 # ahora b vale 23, es decir b ya no vale 15

c = c + a
c = 20 + 25
c = 45 # ahora c vale 45, es decir c ya no vale 20

a = a + 5
a = 25 + 5
a = 30

b = b + 3
b = 23 + 3
b = 26

c = c + 2
c = 45 + 2
c = 47

a = a - b
a = 30 - 26
a = 4

b = a - b
b = 4 - 26
b = -22

c = a - b
c = 4 - (-22) # por ley de los signos, 4 se suma con el 22
c = 26

# RESPUESTA:
a = 4
b = -22
c = 26

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Linealización de operaciones

Algo a tener en cuenta al momento de escribir una expresión es que el computador solo entiende las expresiones en formato lineal. Esto quiere decir escritas en una sola línea. De tal manera que si se quiere escribir la ecuación:

\[ X = {a + b \over c + d} \]

La anterior ecuación en una sola línea sería:

\[ X = (a + b) / (c + d) \]

Ejemplo

Linealizar la siguiente ecuación:

(1)\[ X = \frac{a+\frac{b}{c}-d}{a+\dfrac{b}{c^{d}+\dfrac{d}{a-\frac{b}{c}*d}}}\]

PASO 01

(2)\[X = \frac{a+\colorbox{yellow}{(b/c)}-d}{a+\dfrac{b}{c^{d}+\dfrac{d}{{\large a-\colorbox{yellow}{(b/c)}*d}}}}\]

Primero se linealizan las divisiones \((b/c)\) tanto en el numerador como en el denominador.

PASO 02

(3)\[X = \frac{a+\colorbox{yellow}{(b/c)}-d}{a+\dfrac{b}{c^{d}+{\color{Green} (d/(a-\colorbox{yellow}{(b/c)}*d))}}}\]

Se linealiza la expresión: \((d/(a-(b/c) * d))\).

PASO 03

(4)\[X = \frac{a+\colorbox{yellow}{(b/c)}-d}{a+{\color{Red} ({b}/({c^{d}+{\color{Green} (d/(a-\colorbox{yellow}{(b/c)}*d))}}))}}\]

Se linealiza la expresión: \((b/(c^d+(d/(a-(b/c)*d))))\).

PASO 04

(5)\[X = (a+\colorbox{yellow}{(b/c)}-d)/(a+{\color{Red} ({b}/({c^{d}+{\color{Green} (d/(a-\colorbox{yellow}{(b/c)}*d))}}))})\]

Ahora se linealiza tanto numerador como denominador.

PASO 05

(6)\[X = (a+\colorbox{yellow}{(b/c)}-d)/(a+{\color{black} ({b}/(\colorbox{orange}{c**{d}}+{\color{Green} (d/(a-\colorbox{yellow}{(b/c)}*d))}))})\]

Finalmente la exponenciación en código python se realiza con (c**d).

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Precedencia (jerarquía de operadores)

Algunas veces se tienen operaciones muy largas. Esto dificulta su solución. En estos casos se aplica la precedencia. La cual consiste en unas reglas que determinan el orden en el que una operación muy larga debe ser resuelta. Un ejemplo de una operación muy larga sería:

\[ X = ( a + (b / c) – d ) / ( a + ( b / ( (c ** d) + (d / ( a – (b / c) * d ) ) ) ) ) \]

Reglas de presedencia

Los operadores aplican expresiones aritméticas en una secuencia precisa. Esta secuencia es determinada por las siguientes reglas de precedencia:

1. PARÉNTESIS (): Los operadores en las expresiones contenidas dentro de pares de paréntesis se evalúan primero. Se dice que los paréntesis tienen el “nivel más alto de precedencia”. En casos de paréntesis anidados o incrustados, como:

\[ ( a * ( b + c ) ) \]

Los operadores en el par más interno de paréntesis se aplican primero. En este caso primero se opera a y b. El resultado se multiplica por a.

2. MULTIPLICACIÓN* , DIVISIÓN/ , MÓDULO%: Las operaciones de multiplicación, división y módulo se aplican a continuación. Si una expresión contiene varias de esas operaciones, los operadores se aplican de izquierda a derecha. Se dice que los operadores de multiplicación, división y módulo tienen el mismo nivel de precedencia.

3. SUMA+, RESTA-: Las operaciones de suma y resta se aplican de último. Si una expresión contiene varias de esas operaciones, los operadores se aplican de izquierda a derecha. Los operadores de suma y resta tienen el mismo nivel de precedencia.

Las reglas de precedencia de operadores definen el orden en el que PYTHON aplica los operadores. Cuando se dice que ciertos operadores se aplican de izquierda a derecha, esto hace referencia a su asociatividad. Por ejemplo, los operadores de suma (+) en la expresión:

\(X = a + b + c\)

“Esta operación se asocian de izquierda a derecha, por lo que a + b se calcula primero, y después se agrega c a esa suma para determinar el valor de X.”

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Tabla de precedencia

OPERADOR	OPERACIONES	Orden de evaluación (Precedencia)
( )	Paréntesis	Se evalúa primero. Si los paréntesis son anidados como en la expresión: \((a * ( b + c / d + e ) )\) la expresión en el par más interno se evalúa primero
* ** / // %	Multiplicación, Exponente División, División entera Módulo	Se evalúan en segundo lugar. Si hay varios operadores de este tipo, se evalúan de izquierda a derecha.
+ -	Suma, Resta	Se evalúan al último. Si hay varios operadores de este tipo, se evalúan de izquierda a derecha.