Decimales del número e por Taylor

Tanto Jhon von Neumann como Steve Wozniack hicieron el ejercicio de encontrar miles de decimales del número e, en el ENIAC (uno de los primeros ordenadores de propósito general) y en un Apple II, respectivamente. Si personas de tan elevado tamaño intelectual consideraron oportuno hacerlo, ¿quién soy yo para contrariarlos? Así que, salvando las distancias, me he decidido a hacerlo.

El método empleado han sido las series de Taylor. Para el mismo, se requiere calcular el factorial, la siguiente función recursiva lo calcula para el número recibido como parámetro:

function factorial(a) {
  if (a === 0) {
      return 1;
  }else{
      return a * factorial(a - 1);
  }
}

El siguiente código Javascript calcula, a partir del polinomio de Taylor1 de grado 20 en torno al punto a=0, es decir, e1, unos cuantos decimales:

function factorial(a) {
  if (a === 0) {
      return 1;
  }else{
      return a * factorial(a - 1);
  }
}

var e = 1;

for (i = 1; i <= 19; i++) {
   e = e + 1/factorial(i);
}
console.log(e);

El lector puede copiar el código y ejecutarlo en el mismo navegador con el que está leyendo este artículo, presionando F12 y accediendo a la consola:

Decimales de e en Javascript por Taylor

Decimales de e en Javascript por Taylor. Ejecutado en Firefox.

Por culpa del uso de la coma flotante que hace Javascript (ya incluido en el microprocesador), no podemos sacar más decimales, pues el resultado será redondeado al que vemos en la imagen. Para salvar este inconveniente, en PHP existe la librería BC Math, que nos permite trabajar con números de – casi – cualquier tamaño y precisión. Para que después digan que es un lenguaje de juguete… Éste es el código:

<?php

function factorial($a) {
  if ($a === 0) {
      return 1;
  }else{
      return bcmul($a, factorial($a - 1), 3000);
  }
}

$e = '2';

for ($i = 2; $i <= 1000; $i++) {
   $e = bcadd($e, bcdiv('1', factorial($i), 3000), 3000);
}
echo ($e);

Con el que se obtienen 2572 dígitos correctos:

2.71828182845904523536028747135266249775724709369995957496696762772407663035354759457138217852516642742746639193200305992181741359662904357290033429526059563073813232862794349076323382988075319525101901157383418793070215408914993488416750924476146066808226480016847741185374234544243710753907774499206955170276183860626133138458300075204493382656029760673711320070932870912744374704723069697720931014169283681902551510865746377211125238978442505695369677078544996996794686445490598793163688923009879312773617821542499922957635148220826989519366803318252886939849646510582093923982948879332036250944311730123819706841614039701983767932068328237646480429531180232878250981945581530175671736133206981125099618188159304169035159888851934580727386673858942287922849989208680582574927961048419844436346324496848756023362482704197862320900216099023530436994184914631409343173814364054625315209618369088870701676839642437814059271456354906130310720851038375051011574770417189861068739696552126715468895703503540212340784981933432106817012100562788023519303322474501585390473041995777709350366041699732972508868769664035557071622684471625607988265178713419512466520103059212366771943252786753985589448969709640975459185695638023637016211204774272283648961342251644507818244235294863637214174023889344124796357437026375529444833799801612549227850925778256209262264832627793338656648162772516401910590049164499828931505660472580277863186415519565324425869829469593080191529872117255634754639644791014590409058629849679128740687050489585867174798546677575732056812884592054133405392200011378630094556068816674001698420558040336379537645203040243225661352783695117788386387443966253224985065499588623428189970773327617178392803494650143455889707194258639877275471096295374152111513683506275260232648472870392076431005958411661205452970302364725492966693811513732275364509888903136020572481765851180630364428123149655070475102544650117272115551948668508003685322818315219600373562527944951582841882947876108526398139559900673764829224437528718462457803619298197139914756448826260390338144182326251509748279877799643730899703888677822713836057729788241256119071766394650706330452795466185509666618566470971134447401607046262156807174818778443714369882185596709591025968620023537185887485696522000503117343920732113908032936344797273559552773490717837934216370120500545132638354400018632399149070547977805669785335804896690629511943247309958765523681285904138324116072260299833053537087613893963917795745401613722361878936526053815584158718692553860616477983402543512843961294603529133259

Aquí está el link que ejecuta este código:

https://www.victoriglesias.net/e.php

Al seguir el link, el lector con interés en el tema descubrirá que proporciona más decimales, pero, como dije, sólo los primeros 2572 son correctos, pues el error máximo cometido es:

+-0.00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000695151928186513...

Supongamos que sabemos que e está por debajo de 3, pero no podemos concretar más, el error, por el residuo del teorema de Taylor, sería 3/(i + 1)! No por acotar mejor, por ejemplo 2.8, dejaríamos de obtener menos posiciones a 0 hasta obtener los primeros decimales del error, aunque sí ajustaríamos mejor el margen de error.

Si parece insuficiente y se desea mayor precisión, bastará con incrementar el tope de la variable i del bucle a más de 1000. Eso sí, si nos tomamos este cálculo en serio, sería aconsejable optimizar previamente la función recursiva.

En definitiva, aunque me quedé muy lejos del récord mundial ;-), fue entretenido hacerlo y espero que al lector le parezca interesante también o, por lo menos, curioso.


1 Se llama serie de Maclaurin el caso concreto de Taylor a=0

El futuro es de Javascript

El gran ruido de la invasión en el lado servidor de Javascript empezó en el año 2009 con Node.js: no era el primer proyecto que lo intentaba pero sí el primero que lo lograba, y su logro aportó más que poder disponer del mismo lenguaje en el cliente y en el servidor. Por otro lado, sobre las posibilidades que ofrece actualmente Javascript en el navegador gracias a los compiladores JIT, ya he hablado en otro artículo.

Aunque el creador de Node.js, Ryan Dahl, abandonara su proyecto hace ya años, dejando de lado la web para pasar a proyectos más interesantes de Machine Learning, afirmando que Go es una mejor herramienta para servidores web con gran volumen de carga, creo que la inercia que tiene Javascript a día de hoy, le garantiza el dominio en los próximos años.

Desde luego que Javascript dista de ser un gran lenguaje de programación, pero la historia de la informática está plagada de casos en los que no se impuso lo que técnicamente era mejor, pues pesaron más factores relacionados con el mundo de los negocios. En mi opinión, el impulso que está cogiendo Javascript en los últimos años, hará que la palabra de moda en el personal de recursos humanos sea “Javascript”. Si trabajas en la industria deberías tenerlo en cuenta.

Encuesta stackoverflow 2018

Tecnologías más populares en la encuesta de Stackoverflow del presente año.

Por supuesto, los programadores en lenguajes “tradicionales” del lado servidor, como PHP, Java o Python, van a seguir teniendo trabajo los próximos años, aunque sólo sea, en el peor de los casos, por los millones de líneas de código en producción que alguien va a tener que seguir manteniendo; aunque a día de hoy no creo que se llegue a ese extremo; seguro que -todavía- se desarrollarán proyectos nuevos en estos lenguajes.


Editado el 18/4/2018:

Google Brain ha llevado a Javascript su librería de TensorFlow: TensorFlow.js Es decir, llega a los navegadores, y por lo tanto a los ordenadores, móviles y tablets, el machine learning y las redes neuronales.

Cómo comentar el código

En la lista de libros frecuentemente citados y raramente leídos, probablemente encontraríamos desde “El fin de la historia y el último hombre”, de Francis Fukuyama, hasta “Code Complete”, de Steve McConnell. Este último es el que voy a citar aquí, sin haberlo leído para seguir la tradición, concretamente su muy extendida afirmación de que los comentarios no tan solo no son necesarios sino que pueden conseguir el efecto contrario: un código complejo que el programador no trabaja para simplificarlo por tener a su disposición el camino, inicialmente más breve, de los comentarios.

En mi humilde opinión, aunque estoy de acuerdo en gran parte con la opinión de McConnell y otros, los comentarios sí son necesarios. Estos deben describir el porqué o describir qué se está haciendo, no el cómo, pues es el cómo lo único que puede delegarse a un código claro y descriptivo. Cuando el proyecto carece de documentación o no se mantiene actualizada, los comentarios que explican el porqué son aun más necesarios.

A continuación, veamos algunos ejemplos prácticos para ilustrar mi opinión:

class Model_Session
{

   /**
    * Sigue el patrón singleton para encapsular la sesión.
    * No extiende Model_Signia_Abstract porque debe definir construct privado.  
    */
   private $calledClass;

   protected function __construct($options)
   {
      $this->calledClass = explode('_', get_called_class())[1];
   }

   final static function getInstance($options = null)
   {
      static $instances = array();

      $calledClass = get_called_class();

      if (!isset($instances[$calledClass])) {
         $instances[$calledClass] = new $calledClass($options);
      }

      return $instances[$calledClass];
   }

   public function __clone()
   {
      trigger_error("An instance of the class " . __CLASS__ . " already exists.", E_USER_ERROR);
   }

   protected function set($value)
   {
      $_SESSION[$this->calledClass] = $value;
   }

   public function get($value)
   {
      if (isset($_SESSION[$this->calledClass][$value])) {
         return $_SESSION[$this->calledClass][$value];
      } else {
         return false;
      }
   }

   public function isLogged()
   {
      return isset($_SESSION[$this->calledClass]);
   }
   
   public function delete($key)
   {
      unset($_SESSION[$this->calledClass][$key]);
   }
   
   public function logout()
   {
      unset($_SESSION[$this->calledClass]);  
   }
   .
   .
   .
}

Algunos consideran que singleton es un antipatrón de diseño, pero este código está ahora mismo solucionando necesidades reales de empresas y soy de la opinión de que la teoría existe para ayudarnos, no para interferir en aquello por lo que nos pagan. En la misma línea, aunque trigger_error debería evitarse, en los métodos mágicos prefiero lanzar un error a lanzar una excepción. Aclarado esto, regresemos al tema que ocupa este artículo. Con la primera línea del comentario explico por qué y para qué uso el patrón:

Sigue el patrón singleton para encapsular la sesión.

La segunda línea está pensada para responder tanto el porqué que me pueda plantear yo cuando revise el código tiempo después y no recuerde por qué lo programé así, como el que se pueda plantear otro programador que vea esta clase por primera vez:

No extiende Model_Signia_Abstract porque debe definir construct privado.

El resto de la clase no tiene más comentarios y tampoco le hacen falta, pero, ¿qué sucede cuando los nombres de las variables y métodos no son descriptivos? Que nos vemos obligados a crear comentarios que clarifiquen cómo funciona la rutina. Comparemos estos dos métodos:

function permsM($m)
{
      $perms = [];
      
      foreach (['add', 'view', 'edit', 'delete'] as $a) {
         if (isset($this->get('permissions')[$a]) && in_array($m, $this->get('permissions')[$a])) {
            $perms[] = $a;
         }
      }

      return $perms;
}

Probablemente el ejemplo esté un poco forzado, pero sin duda demuestra que, o bien añadimos comentarios por doquier, o bien usamos nombres descriptivos:

public function getPermissionsForModule($sModule)
{
      $aPermissions = [];
      
      foreach (['add', 'view', 'edit', 'delete'] as $action) {
         if (isset($this->get('permissions')[$action]) && in_array($sModule, $this->get('permissions')[$action])) {
            $aPermissions[] = $action;
         }
      }

      return $aPermissions;
}

Cuando tenía unos 9 años hice mi primer “programa”, lo sufrió un Zx Spectrum 128, su cantidad de memoria estaba contenida en su nombre, en Kilobytes. Con semejante restricción, entiendo que en la época tenía lógica optimizar el consumo de memoria incluso recortando el nombre de las funciones y variables, pero a día de hoy eso no tiene ningún sentido. Además, tanto los IDE como sencillos editores (por ejemplo Notepad++), disponen de la funcionalidad de autocompletar texto, que nos ayuda a recordar y escribir correctamente los nombres de variables, funciones, métodos y clases sin importar cuán largos sean. Por lo tanto, a día de hoy no hay excusas para no usar nombres descriptivos.

En este sentido, las constantes ayudan enormemente:

if ($file['error'] === 0 { //¿Mande? ¿Fue bien o mal?

if ($file['error'] === UPLOAD_ERR_OK {

Podemos llegar a ser más papistas que el Papa con el código que se explica a si mismo:

if ($file['size'] > 5242880) { // 5 MB

if ($file['size'] > 5*1024*1024) {

Otros comentarios necesarios

– Cuando, por falta de tiempo, se ha tenido que programar de forma poco óptima, indicarlo ayudará más adelante, cuando el proyecto haya sido entregado, a reconocer las partes que necesitan refactoring más urgentemente.

– Existen expresiones que son complejas y no hay azúcar sintáctico que las simplifique, como por ejemplo las expresiones regulares; en estos casos, comentar qué se está buscando aumentará la productividad de todo el equipo.

– Finalmente, cuando hemos copiado un código con licencia que lo permita, es de caballeros citar el autor y la fuente (si es que no estamos obligados directamente por la misma).

En definitiva, si cada vez que escribimos un comentario nos preguntamos si es realmente necesario o, si por el contrario, está encubriendo un código poco legible, conseguiremos elaborar software más fácil de mantener, tanto para nosotros como para quienes vengan después. Si describe cómo procesa, lo más probable es que nos estemos haciendo trampas.

Adiós a Firebug

Firebug ha sido definitivamente enterrado con la llegada de Firefox Quantum. Este plugin fue el primero que nos permitió a los desarrolladores inspeccionar y editar código HTML y CSS, así como depurar Javascript.

Hace ya casi 13 años de la primera versión y durante todo este tiempo ha sido una herramienta de uso casi diario para todos los desarrolladores web, independientemente del lenguaje que emplearan en el lado servidor. Este plugin llegó a tener tanto éxito que contó con numerosas extensiones propias.

Firebug

¡Todos los bugs fueran como este!

Hoy en día nadie se lanza a desarrollar aplicaciones web sin tener a su disposición las herramientas que proporcionaba Firebug. Por ello, desde hace años todos los navegadores han integrado sus funcionalidades, ese ha sido el legado de Firebug.

Modificar imágenes desde la línea de comandos con ImageMagick

ImageMagick es un completísimo paquete de programas multiplataforma para el tratamiento de imágenes. A diferencia de programas como Photoshop o Gimp, los programas que lo componen se ejecutan desde la línea de comandos, aunque también dispone de un sencillo entorno para X Window en Linux.

Entorno gráfico de ImageMagick en Linux

Tiene numerosas herramientas que, entre otras cosas, permiten:

  • Convertir entre una gran cantidad de formatos de imágenes.
  • Manipular la paleta de colores de una imagen.
  • Añadir tramados.
  • Crear un gif animado a partir de varias imágenes.
  • Superponer una imagen encima de otra.
  • Añadir texto a una imagen.

En la documentación se puede ver un listado detallado.

En la web es frecuente que el gestor de contenidos cree automáticamente réplicas de diferentes tamaños a partir de una imagen subida por el usuario para su correcta visualización en diferentes páginas. Por lo tanto, sin duda lo más usado para la web es su capacidad de reescalar imágenes, para lo que usa el algoritmo de “liquid rescaling“. Ademas la modificación de tamaño es muy flexible, permitiéndonos lograr la modificación que estemos buscando.

Tal vez algún lector se esté preguntando que habiendo programas con entorno gráfico como los citados más arriba, para qué trabajar en el modo texto de la shell de Linux/Unix. Veamos entonces un caso en que sería conveniente. Resulta fácil que una web acabe teniendo miles de imágenes distribuidas en cientos o miles de directorios, pues, por cada imagen que el administrador del contenido sube se van a crear varias copias con diferentes tamaños. Fácilmente el total de imágenes de un catálogo de productos, por ejemplo, se vuelve inmenso. Imaginemos que un cambio de diseño o la necesidad de hacer la web responsive hace necesario modificar el tamaño de una de las copias que se estaba guardando de cada imagen. En vez de modificarlas una a una con nuestro programa de edición de imágenes favorito, se puede crear un shell script como este:

ls *jpg | while read i
do
f=`basename $i .jpg`
convert $i -resize 200x200 smaller-$f.jpg
done

Lo que hace es buscar todas las imágenes jpg del directorio y gracias al comando convert de ImageMagick crea una copia más pequeña reescalada a 200×200 píxeles cuyo nombre será la cadena “smaller-” concatenada al nombre del fichero original. Fácilmente se podría modificar el script para que recorriera recursivamente todos los subdirectorios.

Todo lo que nos ofrece ImageMagick se puede utilizar desde diferentes lenguajes de programación y no solo porque desde éstos se pueda invocar comandos en la shell* y por lo tanto a ImageMagick, si no que el paquete ha sido portado. Está disponible en Java, .NET, Ruby, Pearl, Python, Php, etc. Aquí hay una lista detallada de todos.

En el caso concreto de PHP existe la extensión nativa IMagick. Sin duda es GD la extensión más extendida, valga la redundancia, en PHP. A pesar de su mayor propagación, y como es tan frecuente en el mundo de la informática, IMagick presenta algunas ventajas sobre GD que la convierten en una mejor extensión para trabajar con imágenes. Aquí un artículo con una comparación entre ambas.


* Como hace Drupal, el extendido CMS en PHP.


Aunque la palabra comando es un calco de inglés y en español es más correcto usar orden o instrucción, uso el término que usamos habitualmente en nuestro trabajo.


 

Chuck Norris también en el HTML

Chuck Norris, el único hombre, perdón, Hombre, que ha contado dos veces hasta infinito, también dispone de un color en HTML, un rojo probablemente inspirado por las pasiones que despierta:

Chuck Norris

Como si fuera el valor “green” o “yellow” para el atributo bgcolor, “chucknorris” es un color más, concretamente el #C00000

Este es el código del ejemplo:

<table>
   <tbody>
      <tr>
         <td align="center" bgcolor="chucknorris" width="100%">Chuck Norris</td>
      </tr>
   </tbody>
</table>

Él


Aclaración para navegantes:

Obviamente esto es una broma. El color chucknorris no está definido en el estándar. Funciona, o algo parecido, tomándolo por rojo, por como el navegador interpreta los códigos hexadecimales de los colores.