Clase 8: Estructuras de Datos en Python (Tuplas, Diccionarios y Sets)¶

Esta clase cubre tres estructuras de datos fundamentales restantes en Python: tuplas, diccionarios y sets. Cada una tiene propiedades particulares, ventajas específicas y una variedad de métodos útiles para resolver distintos tipos de problemas.

Tuplas¶

¿Qué es una tupla?¶

Una tupla es una colección ordenada de elementos que no puede ser modificada después de su creación. Son útiles cuando se desea almacenar datos que no deben cambiar, como coordenadas, fechas o información de configuración.

¿Cómo crear una tupla?¶

Las tuplas pueden crearse utilizando paréntesis o el constructor tuple().

tupla1 = ("manzana", "banana", "cereza")
tupla2 = tuple([1, 2, 3])

Propiedades de las tuplas¶

Son ordenadas: mantienen el orden en el que fueron creadas.
Son inmutables: no se pueden modificar después de creadas.
Permiten elementos duplicados.
Son iterables: se pueden recorrer con un bucle for.

Obtener el largo de una tupla¶

Se utiliza la función len() para conocer la cantidad de elementos en una tupla.

print(len(tupla1)) # 3

Acceder a elementos¶

Se puede acceder a los elementos por su índice, como en una lista.

print(tupla1[1])  # banana

Modificar una tupla (usando type-casting)¶

Aunque no se pueden modificar directamente, se puede convertir a lista, modificar y volver a convertir a tupla.

t = ("a", "b", "c")
lista = list(t)
lista[1] = "x"
t = tuple(lista)
print(t)  # ('a', 'x', 'c')

Anotación

Esto se realiza en casos específicos donde el uso de una tupla es preferible sobre una lista y la modificación es poco frecuente.

Eliminar una tupla¶

Para eliminar una tupla completamente, se utiliza la palabra reservada del.

del tupla1

Anotación

del también funciona con listas, diccionarios y variables.

Unir tuplas¶

Las tuplas pueden unirse utilizando el operador +.

tupla3 = tupla1 + tupla2

Métodos de tuplas¶

count(): cuenta cuántas veces aparece un elemento específico.
index(): devuelve el índice de la primera aparición de un elemento.

t = ("a", "b", "a")
print(t.count("a"))  # 2
print(t.index("b"))  # 1

Diccionarios¶

¿Qué es un diccionario?¶

Un diccionario es una colección de elementos que almacena datos en pares clave-valor. Es útil cuando se desea relacionar una clave con un valor de forma eficiente.

diccionario = {clave1:valor1, clave2:valor2, ...}

Cómo definir un diccionario¶

Los diccionarios pueden definirse utilizando claves {} o con el constructor dict().

d = {"nombre": "Ana", "edad": 25, "activo": True}
d2 = dict(nombre="Ana", edad=25)

Uso del constructor

Observe que al utilizar el constructor, las claves no van entre comillas ("").

Propiedades de los diccionarios¶

No permiten claves duplicadas.
Son mutables (se pueden modificar).
Pueden almacenar datos de diferentes tipos.
Se accede a los valores mediante las claves.

Acceder y modificar elementos¶

Se accede mediante la clave y se pueden modificar los valores directamente.

# Respecto al diccionario anterior
print(d["nombre"])
d["edad"] = 26

Métodos útiles¶

keys(): devuelve todas las claves del diccionario.
values(): devuelve todos los valores.
items(): devuelve pares clave-valor.

print(d.keys())
print(d.values())
print(d.items())

Agregar elementos¶

Se puede usar asignación o el método update().

d["curso"] = "Python" # Forma similar al acceder a un valor a partir de la clave "curso"
d.update({"pais": "Costa Rica"})

Uso del método update

Observe que el método .update() y el acceso a partir de la clave con [] funciona tanto para agregar elementos como para modificar pares existentes.

Eliminar elementos¶

Se pueden eliminar con pop(), popitem(), del, o vaciar el diccionario con clear().

d.pop("edad")
d.popitem()
del d["nombre"]
d.clear()

Recorrer diccionarios¶

# Los dos primeros tienen el mismo comportamiento
for clave in d:
    print(clave)

for clave in d.keys():
    print(clave)

# Imprimir valores
for valor in d.values():
    print(valor)

# Separar clave y valor con .items()
for clave, valor in d.items():
    print(clave, valor)

Copiar un diccionario¶

Se utiliza el método .copy() para copiar los contenidos de un diccionario (similar a como se realiza en listas).

copia = d.copy()

Diccionarios anidados¶

Los diccionarios pueden contener otros diccionarios como valores.

alumnos = {
    "Juan": {"edad": 15, "nota": 90},
    "Ana": {"edad": 16, "nota": 95}
}

print(alumnos["Juan"]["nota"]) # 90

Resumen de métodos de diccionarios¶

Método	Descripción
`.keys()`	Devuelve todas las claves
`.values()`	Devuelve todos los valores
`.items()`	Devuelve pares (clave, valor)
`.get()`	Devuelve el valor asociado a una clave
`.update()`	Agrega o actualiza elementos
`.pop()`	Elimina un elemento con su clave
`.popitem()`	Elimina el último par añadido
`.clear()`	Elimina todos los elementos
`.copy()`	Devuelve una copia del diccionario

Sets (Conjuntos)¶

¿Qué es un set?¶

Un set es una colección de elementos únicos, sin orden específico. Es útil cuando se necesita asegurarse de que no haya duplicados en una colección de datos.

Crear un set¶

Puede crearse con llaves {} o el constructor set().

s1 = {"a", "b", "c"}
s2 = set([1, 2, 3]) # A partir de una lista, por ejemplo.

Propiedades de los sets¶

No tienen orden: no se puede acceder a elementos por índice.
No permiten elementos duplicados.
Son mutables: se pueden agregar y eliminar elementos.
True y 1 se consideran iguales. Igual para False y 0.

Verificar pertenencia¶

Se puede usar el operador in, similar a listas y otros tipos de estructuras de datos.

"a" in s1  # True

Agregar elementos¶

Existen los siguientes métodos para agregar elementos a un set:

.add(): Agregar un elemento único.
.update(): Agregar una estructura de datos al set (set, lista, tupla).

s1.add("d")
s1.update(["e", "f"])

Eliminar elementos¶

Python implementa los siguientes métodos para eliminar elementos de un set:

.discard(): No lanza error si no existe un elemento.
.remove(): Lanza error si no existe un elemento.
.pop(): Elimina un elemento aleatorio del set (usualmente .pop elimina a partir de un índice, pero el set está desordenado).

s1.discard("b")
s1.remove("a")
s1.pop()

Operaciones entre sets¶

Los sets permiten operaciones matemáticas como unión, intersección, diferencia y diferencia simétrica.

Union: Es una operación entre conjuntos que une los contenidos de todos los sets en cuestión.
Intersección: Une los contenidos que comparten los sets de la operación.
Diferencia: Elimina los contenidos compartidos entre el set comparado y el principal de la operación (guarda los que no comparten; es decir, la diferencia).
Diferencia simétrica: Guarda los contenidos que no son compartidos entre todos los sets (la simetría viene porque se aplica la diferencia a todos los sets).

A = {1, 2, 3, 4}
B = {3, 4, 5, 6}

print(A.union(B))           # {1, 2, 3, 4, 5, 6}
print(A | B)

print(A.intersection(B))    # {3, 4}
print(A & B)

print(A.difference(B))      # {1, 2}
print(A - B)

print(A.symmetric_difference(B))  # {1, 2, 5, 6}
print(A ^ B)

La imagen a continuación sirve como una explicación visual de las operaciones anteriores:

Operaciones entre sets

Tabla resumen de métodos de sets¶

Método	Descripción
`.add()`	Agrega un solo elemento
`.update()`	Agrega múltiples elementos
`.discard()`	Elimina un elemento si existe, sin error
`.remove()`	Elimina un elemento, lanza error si no existe
`.pop()`	Elimina un elemento aleatorio
`.clear()`	Elimina todos los elementos del set
`.union()`	Une dos sets
`.intersection()`	Elementos comunes entre sets
`.difference()`	Elementos en uno pero no en el otro
`.symmetric_difference()`	Elementos no comunes entre los sets