CAPÍTULO 1
INTRODUCCIÓN AL LENGUAJE PYTHON. 1
1 Introducción 2

1.1 Evolución de las versiones de Python 2
1.2 Características principales de los lenguajes de programación 4

1.2.1 Generaciones y niveles de abstracción
de los lenguajes de programación 4
1.2.2 Paradigmas 5
1.2.3 Clasificación de lenguajes según su tipado. 7
1.2.4 Características de Python 7

1.3 Ámbitos de uso de Python. 10

1.3.1 Programación a nivel de sistema operativo 10
1.3.2 Aplicaciones con interfaz de usuario. 10
1.3.3 Aplicaciones web e interacción con servicios web. 11
1.3.4 Interacción con servicios de Internet 12
1.3.5 Gestión de contenido. 13
1.3.6 Aplicaciones científicas y manejo de datos. 13
1.3.7 Inteligencia artificial y Python. 15

1.4 Python Enhancement Proposals (PEP) 16

1.4.1 Proceso de creación de un PEP. 17

1.5 PEP-8: Guía de estilos. 18

1.5.1 Indentación. 19
1.5.2 Longitud de líneas 19
1.5.3 Espacios, saltos de línea y líneas en blanco 20
1.5.4 Otros consejos generales. 20
1.5.5 Comentarios y documentación de código. 21
1.5.6 Convención de nombres 22
1.5.7 Herramientas para cumplir con la PEP-8 24

1.6 PEP-20: Zen de Python. 24

1.7 Compañías que usan productos creados en Python. 26

1.8 Posición de Python entre los lenguajes de programación. 28

1.9 Python 2 vs Python 3. 30

1.9.1 str, bytes y Unicode 30
1.9.2 Comparaciones de tipos no ordenables. 31
1.9.3 Operaciones numéricas diferentes. 31
1.9.4 Iteradores por defecto 32
1.9.5 Función print. 32
1.9.6 Migrar de Python 2 a Python 3. 33

1.10 Instalación de Python en diferentes sistemas operativos. 35

1.10.1 Instalación en Linux 35
1.10.2 Instalación en Windows 37
1.10.3 Instalación en Mac OS X 38

1.11 Distribuciones de Python 39

1.11.1 Anaconda. 40
1.11.2 WinPython 41
1.11.3 Enthought Canopy. 42
1.11.4 ActivePython. 43

1.12 Instalación de librerías y módulos en Python. 43

1.13 Manejo de entornos virtuales 46

1.14 Intérpretes interactivos (REPL). 47

1.14.1 Python 48
1.14.2 IPython 48
1.14.3 bpython 49
1.14.4 ptpython 49
1.14.5 Intérpretes online. 50

1.15 El intérprete de Python 50

1.15.1 Estructura del intérprete de Python 51

1.16 Implementaciones de Python. 52

1.16.1 CPython. 53
1.16.2 Jython. 53
1.16.3 PyPy 53
1.16.4 IronPython 54

1.17 Desarrollar programas en Python (IDE). 54

1.17.1 Entornos de desarrollo open source 55
1.17.2 Entornos de desarrollo de código cerrado. 64
1.17.3 Comentario general sobre IDE 67

1.18 Primeros programas en Python. 67

1.18.1 Ejecutar programas en el REPL de Python 67
1.18.2 Usar Jupyter Notebook. 68
1.18.3 Primeros programas ejecutados desde ficheros 71

CAPÍTULO 2
VARIABLES Y TIPOS DE DATOS. 75
1 Introducción a los tipos de datos. 75

2 Literales, variables y datos en Python. 77

2.1 Literales 78
2.2 Variables e identificadores. 79
2.3 Gestión de memoria en Python 83
2.4 Mutabilidad de variables 85

3 Tipos booleanos 86

3.1 Operaciones con booleanos. 87
3.2 Cortocircuito lógico 87

4 Comparaciones. 88

5 Tipos numéricos. 89

5.1 Operaciones numéricas básicas 89
5.2 Enteros. 90
5.3 Operaciones a nivel de bits con enteros 95
5.4 Números de coma flotante 95
5.5 Números complejos 99
5.6 Utilizar distintos tipos numéricos 101

6 Secuencias. 101

6.1 Listas. 102
6.2 Tuplas 107
6.3 Rangos 109
6.4 Selección de subsecuencias basadas en índices (slices) 113
6.5 Operaciones predefinidas para secuencias 114

7 Secuencias de caracteres. 115

7.1 Construir cadenas de caracteres. 120
7.2 Convertir caracteres a números y viceversa 121
7.3 Operaciones de búsqueda de caracteres y conteo 122
7.4 Operaciones relacionadas con el tamaño de letra 123
7.5 Operaciones de identificación de cadenas 125
7.6 Operaciones relacionadas con la codificación. 131
7.7 Traducciones, reemplazos y mapeos. 133
7.8 Funciones de manipulación de cadenas: limpiado,
división y unión de cadenas 135
7.9 Funciones de justificado y alineación de cadenas
de caracteres 139
7.10 Formatear cadenas de caracteres 141
7.11 Diferentes subtipos de cadenas. 144
7.12 Cadenas f-string en profundidad 146
7.13 Introducción al minilenguaje de formateado de strings 149
7.14 Función para imprimir caracteres (print) 153

8 Secuencias binarias 155

8.1 Qué son los datos binarios. 155
8.2 Tipos bytes y bytearray 156
8.3 Operaciones con bytes y bytearray. 159
8.4 Cadenas de literales de bytes (byte literals). 161

9 Conjuntos (set y frozenset). 163

9.1 Funciones de actualización de conjuntos 164
9.2 Funciones para operar conjuntos 166
9.3 Operaciones condicionales para conjuntos. 167

10 Mapas (diccionarios) 168

10.1 Explorar valores de diccionarios. 172
10.2 Actualizar valores en diccionarios 174
10.3 Objetos de tipo vista en diccionarios (view objects) 177

11 Iterables e iteradores 179

11.1 Operadores para trabajar con iterables 182

12 Expresiones generadoras. 188

12.1 Inicializar tipos por comprensión. 190
12.2 Inicializar objetos con expresiones generadoras 194

CAPÍTULO 3
FUNDAMENTOS DEL LENGUAJE. 195
1 Asignaciones simples y múltiples 195

1.1 Asignaciones simples. 196
1.2 Asignaciones de múltiples variables. 196
1.3 Asignaciones múltiples 198
1.4 Asignaciones slicing con *. 199

2 Control de flujo de ejecución 200

2.1 Control de flujo condicional con las sentencias
if, elif y else. 201

2.2 Implementaciones de switch case en Python. 201
2.3 Sentencia if ternaria. 202

3 Flujo de ejecución con bucles. 202

3.1 Analizando bucles while 202
3.2 Usar bucles con sentencia for. 204
3.3 Control de flujo dentro de bucles: break y continue 207

4 Operador walrus para asignar. 208

5 Funciones en Python 209

5.1 Ejemplo de modularización de código 212
5.2 Parámetros y argumentos en funciones. 213
5.3 Uso de args y kwargs. 217
5.4 Anotaciones y tipado en las funciones 219
5.5 Funciones recursivas 221
5.6 Funciones anónimas: expresiones lambda 226
5.7 Funciones de orden superior. 229
5.8 Funciones dentro de funciones. 230
5.9 Espacio de nombres y contextos. 232
5.10 Memoización. 235
5.11 Decoradores. 236
5.12 Documentación de funciones 240
5.13 Funciones generadoras. 241
5.14 Corrutinas 242
5.15 Funciones asíncronas. 248

6 Excepciones. 251

6.1 Controlar el flujo de ejecución con excepciones 252
6.2 Utilizar las trazas de error 253
6.3 Excepciones conocidas. 255
6.4 Elevar excepciones de forma manual. 267
6.5 Definición de excepciones propias. 268

CAPÍTULO 4
PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS 271
1 Definición de clase. 272

2 Atributos 272

2.1 Inicializar clases 273
2.2 Operar con los atributos. 274
2.3 Atributos de clases 275

3 Nombres y privacidad en clases 278
4 Construcción de clases personalizadas 280
5 Propiedades en clases 281
6 Métodos. 287

6.1 Métodos de instancia. 287
6.2 Métodos de clase. 288
6.3 Métodos estáticos. 290

7 Métodos mágicos 291

7.1 Métodos para usar operaciones matemáticas. 295
7.2 Emular contenedores 300
7.3 Personalizar el acceso a los atributos. 305
7.4 Información sobre funciones definidas por el usuario 308

8 Controlar el espacio de atributos con slots. 311
9 Duck typing o polimorfismo. 312
10 namedtuple 314
11 dataclasses 317
12 Herencia 321

12.1 Herencia simple y el uso de super 324
12.2 Herencia múltiple. 327
12.3 Clases Mixin 333

13 Metaclases y type. 336

13.1 Creación de metaclases propias 339

14 Entonces, ¿cuándo se deben usar clases? 341

CAPÍTULO 5
ESTRUCTURA DE CÓDIGO EN PYTHON. 343
1 Diferentes componentes de un módulo 344
2 Estructura básica de los paquetes. 345

2.1 Importación de código Python 346
2.2 Potenciales problemas de usar import * 349
2.3 Evitar problemas al importar con importaciones cíclicas 351
2.4 Importar contenido en __init__.py. 355

3 Repositorios de paquetes 357

3.1 Estructura de un paquete de Python 357

4 Paquetes disponibles en la librería estándar 358

CAPÍTULO 6
PERSISTENCIA DE DATOS EN FICHEROS 379
1 Ficheros de texto plano. 379

1.1 Trabajar con ficheros sin estructura. 380
1.2 Trabajar con ficheros de anchura definida. 388
1.3 Trabajar con ficheros en formato CSV y TSV 392
1.4 XML. 400
1.5 HTML 405
1.6 JSON 415
1.7 YAML 422
1.8 Librerías con todo incluido tablib y pandas. 424

2 Ficheros binarios 427

2.1 Serialización de objetos Python pickle 428
2.2 Persistiendo diccionarios shelve. 431

3 Compresión y archivación de ficheros 433

3.1 Comprimir ficheros en archivos ZIP zipfile. 434
3.2 Archivación y compresión de ficheros tarfile. 438

CAPÍTULO 7
PERSISTENCIA EN BASES DE DATOS. 443
1 Interfaz para trabajar con bases de datos DB-API 444

1.1 Funciones básicas para todos los conectores 444
1.2 Capa de abstracción de bases de datos en Python
pydal 446
1.3 Librería para consultas SQL en crudo records 449

2 Bases de datos relacionales o SQL 451

2.1 Conceptos básicos de las bases de datos relacionales 453
2.2 Sentencias básicas en SQL. 455
2.3 SQLite y Python. 458
2.4 Diferentes bases de datos profesionales 464

3 Mapeo de objetos relacionales ORM. 470

3.1 SQLAlchemy ORM 471
3.2 Peewee ORM 473
3.3 Pony ORM 475
3.4 Django models. 475
3.5 ORM asíncrono GINO. 477

4 Bases de datos NoSQL 477

4.1 Bases de datos clave-valor 478
4.2 Bases de datos orientadas a documentos. 478
4.3 Bases de datos en tiempo real. 480
4.4 Bases de datos para series temporales. 480
4.5 Bases de datos orientadas a grafos de datos 481
4.6 Bases de datos columnares 483
4.7 Bases de datos para búsquedas de texto Full-text
databases 484

5 Sistemas de clave-valor y cachés en Python dbm, Memcached
y Redis 485

5.1 Usar dbm en Python. 486
5.2 Memcached en Python. 488
5.3 Usar Redis como base de datos y caché en Python 490

6 Bases de datos en la nube 494

6.1 Servicios de bases de datos en la nube. 494

CAPÍTULO 8
PARALELISMO Y CONCURRENCIA 499
1 Procesos en Python 503

1.1 Lanzar procesos externos subprocess. 503
1.2 Múltiples procesos en Python multiprocessing. 507

2 Hilos en Python 515

2.1 GIL en CPython. 516
2.2 Hilos en Python threading. 517

3 Ejecuciones de hilos y de procesos concurrent futures 524

4 Asincronía de entrada/salida Asynchronous I/O 526

4.1 AsyncIO en Python. 527

CAPÍTULO 9
INTERFACES DE USUARIO. 537
1 Interfaz con consola de comandos en Python CUI. 538

1.1 input y print E/S estándar 538
1.2 CLI estándar argsparse. 539
1.3 Interfaces de usuario basadas en texto 542

2 Interfaces gráficas de usuario GUI. 545
3 Tkinter a fondo. 547

3.1 Componentes principales de una aplicación tkinter 548
3.2 Componentes disponibles. 549
3.3 Disposición y propiedades de elementos en tkinter. 550
3.4 Manejo de eventos en tkinter 551
3.5 Organización de la aplicación 552

4 Ejemplos de aplicaciones creadas con tkinter. 556

4.1 Calculadora de porcentajes creada con tkinter 556
4.2 Analizador de ficheros de texto creado con tkinter. 561

CAPÍTULO 10
SERVICIOS DE RED Y APLICACIONES WEB 569
1 Protocolos de Internet y Python. 569

1.1 Transferencia de hipertexto HTTP y HTTPS 571
1.2 Transmisión de ficheros FTP 574
1.3 Conexiones entre servidores Telnet 578
1.4 Conexiones seguras entre servidores SSH y SFTP. 581
1.5 Correo electrónico SMTP 585

2 Desarrollo web 591

2.1 Participantes en la web 591
2.2 Trabajando con protocolo HTTP (request-response). 593
2.3 Estructura de las aplicaciones web en Python 597
2.4 Servidor simple utilizando http.server. 600
2.5 Frameworks web en Python 601

3 Desarrollando un blog con Django. 605

3.1 Planteamiento de la aplicación a realizar 605
3.2 Primeros pasos con Django 607
3.3 Primera aplicación con Django 609
3.4 Modelos con Django. 611
3.5 Panel de administración de Django 616
3.6 Añadiendo contenido por defecto 620
3.7 Desarrollando la lógica de la aplicación. 623
3.8 Renderizado basado en plantillas. 624

ANEXO A
TESTEO Y COBERTURA DE APLICACIONES EN PYTHON 627