Bucles for

Los bucles, en diversos lenguajes de programación pueden ser definidos o indefinidos. Los bucles definidos preestablecen las condiciones de la iteración por adelantado. Por su parte, los bucles indefinidos establecen la condición en la que una iteración terminará. En este último tipo de bucles existe el riesgo de que el bucle se vuelva infinito (cuando la condición de suspensión nunca se cumple).

Los bucles definidos se implementan en Python a través del keyword for. Por su parte, los bucles indefinidos se implementan con el keyword while.

Sin embargo, esta no es la única forma de implementar bucles definidos. Por ejemplo, Javascript puede implementar un bucle definido mediante el siguiente constructo:

for (i = 0; i <= 10; i++) {
  <expresión>
}

El bucle se puede leer de la siguiente manera:

• Inicializa el bucle en 0
• Continua el bucle mientras i sea menor o igual que 10
• Incrementa i en uno al final de cada iteración

Es importante señalar que la expresión i++ es equivalente a lo que en Python escribiríamos como i += 1.

Una segunda forma de crear un bucle definido es iterando en una colección de objetos. Esta es la forma que Python utiliza:

for <variable> in <iterable>:
    <expresión>

El bucle for en Python

En la definición anterior debemos entender <iterable> como una colección de objetos; y la <variable> como el elemento específico que se está exponiendo mediante el bucle en cada iteración.

>>> frutas = ['manzana', 'pera', 'mango']
>>> for fruta in frutas:
        print(fruta)

manzana
pera
mango

Iterables

En Python, un iterable es un objeto que se puede utilizar en un bucle definido. Si un objeto es iterable significa que se puede pasar como argumento a la función iter. El iterable que se pasa como parámetro a la función iter regresa un iterator.

>>> iter('cadena') # cadena
>>> iter(['a', 'b', 'c']) # lista
>>> iter(('a', 'b', 'c')) # tupla
>>> iter({'a', 'b', 'c'}) # conjunto
>>> iter({'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}) # diccionario

Todas las llamadas anteriores regresan un objeto de tipo iterator.

¿Qué pasa si le pasamos a la función iter un objeto que no es iterable? Obtendremos un TypeError que señala que el objeto no es un iterable. Esto es un ejemplo de programación defensiva en el que Python verifica el tipo del objeto antes de proceder al cómputo. ¡Intentalo en tu consola!

Es importante señalar que estos no son los únicos tipos de objetos que pueden ser iterable. Existen gran cantidad de ejemplos en la librería estándar y, de hecho, casi cualquier objeto se puede convertir en un iterable (pero eso ya lo veremos cuando hablemos de Python avanzado).

Iterators

Ahora que ya sabemos cómo obtener un iterator, ¿Qué podemos hacer con él? Un iterator es un objeto que regresa sucesivamente los valores asociados con el iterable.

>>> frutas = ['manzana', 'pera', 'mango']
>>> iterador = iter(frutas)
>>> next(iterador)
manzana
>>> next(iterador)
pera
>>> next(iterador)
mango

Como puedes ver, el iterator guarda el estado interno de la iteración, de tal manera que cada llamada sucesiva a next regresa el siguiente elemento. ¿Qué pasa una vez que ya no existan más elementos en el iterable? La llamada a next arrojará un error de tipo StopIteration.

¿Cómo implementa Python los bucles definidos?

Ahora ya conocemos todos los elementos necesarios para entender que es lo que sucede en Python cuando ejecutamos un bucle for. Considera nuevamente el siguiente código:

>>> frutas = ['manzana', 'pera', 'mango']
>>> for fruta in frutas:
        print(fruta)

Este bucle se puede describir con los conceptos que explicamos previamente:

1. Python llama internamente la función iter para obtener un iterator
2. Una vez que tiene un iterator llama repetidamente la función next para tener acceso al siguiente elemento en el bucle.
3. Detiene el bucle una vez que se arroja el error StopIteration.

Bucles for con diccionarios

Para iterar a lo largo de un diccionario tenemos varias opciones:

• Ejecutar el bucle for directamente en el diccionario, lo cual nos permite iterar a lo largo de las llaves del diccionario.
• Ejecutar el bucle for en la llamada keys del diccionario, lo cual nos permite iterar a lo largo de las llaves del diccionario.
• Ejecutar el bucle for en la llamada values del diccionario, lo cual nos permite iterar a lo largo de los valores del diccionario.
• Ejecutar el bucle for en la llamada items del diccionario, lo cual nos permite iterar en una tupla de las llaves y los valores del diccionario.

estudiantes = {
    'mexico': 10,
    'colombia': 15,
    'puerto_rico': 4,
}

for pais in estudiantes:
    ...

for pais in estudiantes.keys():
    ...

for numero_de_estudiantes in estudiantes.values():
    ...

for pais, numero_de_estudiantes in estudiantes.items():
    ...

Modificación del comportamiento de un bucle for

Podemos modificar el comportamiento de un bucle for mediante los keywords break y continue.

break termina el bucle y permite continuar con el resto del flujo de nuestro programa.

continue termina la iteración en curso y continua con el siguiente ciclo de iteración.

Conclusiones

Como pudimos observar, Python implementa los bucles definidos mediante los bucles for. Esta implementación nos permite iterar a lo largo de cualquier objeto que sea iterable. Para iterar necesitamos un iterador que nos regresará el siguiente valor en cada iteración. Todo esto, Python lo puede hacer por nosotros con el constructo for ... in ....