13: Sąrašai

Sąrašas - „list“ - leidžia saugoti reikšmių eilę. Vietoje to, kad rašytume programą su daug kintamųjų, galime turėti sąrašą x ir pasiekti jo elementus pagal numerius: x[0], x[1], x[2] ir t.t.  (Numeriai nurodomi laužtiniuose skliaustuose.) Numerį galima nurodyti, naudojant kintamąjį, pvz, x[i] ir x[i+1]. Tai leidžia, ciklų pagalba, tvarkyti didelius duomenų kiekius.

O kaip sukurti sąrašą?

myList = [101, 2014, 4.5]   # reikšmės išvardinamos tarp laužtinių skliaustų (atskirtos kableliais)

Tai sukuria sąrašą  myList. Sąraše yra 3 elementai/nariai. Kiekvienas sąrašo elementas turi savo numerį (indeksą): pirmojo elemento indeksas visada yra 0, antro elemento - 1, trečio - 2 ir t.t. Sąrašo elementai yra kaip kintamieji - jie pasiekiami:

«sarasoVardas»[«eilNr»]

Mūsų pavyzdyje, myList[0] yra kintamasis, kurio reikšmė yra 100, o print(myList[2]) atspausdintų 4.5.

Dažnai reikia sąrašą papildyti palaipsniui: tam naudojama sąrašo komanda (metodas) append( ), pavyzdžiui:

Pavyzdys: Sąrašo papildymas

myList = [ ] # tuščias sąrašas myList.append(10) # papildo nauja reikšme myList.append(15) # papildo nauja reikšme print("myList dabar yra", myList) # atspausdina

Sąrašuose galima keisti bei pašalinti elementus (pagal numerį).

Pavyzdys: Elemento pakeitimas bei ištrynimas

Sąrašo elementų keitimas ir spausdinimas.

numbers = ['zero', 'one', 'two'] numbers[0] = 'nulis' print('pakeitus elementą:', numbers) del numbers[1] # pašalina elementą print('pašalinus elementą:', numbers)

Kaip matote, numbers[0] reikšmė buvo pakeista (kaip ir bet kokio kintamojo).

Pabandykite nuspėti galutinę žemiau esančio pavyzdžio situaciją, o tada palyginkite savo spėjimą su rezultatu...

Tai, ką Pitone vadiname list (sąrašu), kitose programavimo kalbose dažniausiai vadinama array (masyvu). Pitone taip pat yra  array  - naudojamas vienodo tipo reikšmėms saugoti (bet tik skaičiams arba simboliams). Tuo tarpu įprastame sąraše (list) vienu metu gali būti skaičiai, žodžiai ir bet kokios kitos reikšmės.

Dažniausiai pasitaikančios klaidos

Jei nurodysite per didelį elemento numerį, bus klaida:

Pavyzdys

Out-of-range error.

myList=[1, 2, 4, 8] print(myList[4])

Aukščiau esančiame pavyzdyje myList turi 4 elementus. Pirmojo numeris yra 0, paskutiniojo - 3. Nurodę 4, 5 ar bet kurį didesnį skaičių, gausime klaidą.

Naudingos operacijos

Sąrašo ilgis: len(«list»).

Pavyzdyje len(«list») yra naudojamas kartu su range()  elementų numeriams išvardinti.

Pavyzdys

Kaip gauti sąrašo ilgį ir panaudoti jį sąrašo perrinkimui.

myList = [3, 12, "pizza", 3, 4] print("myList ilgis:", len(myList)) for i in range(0, len(myList)): print(i, "-tasis elementas:", myList[i])

Prisiminkime, kad range(«pradžia», «pabaiga») generuoja seką nuo «pradžia» iki «pabaiga»-1 (t.y. pabaiga naudojama neimtinai).

Pabandykite naudoti len sąrašo viduriui rasti:

Programavimo pratimas: Aukso vidurys :)

Parašykite funkciją middle(L) kuri kaip argumentą gauna sąrašą L, ir grąžina viduryje esantį elementą. (Tarkime, kad bus paduodamas nelyginio ilgio sąrašas.) Pavyzdžiui, iškvietę middle([8, 0, 100, 12, 1]) turėtume gauti 100.

Norėdami paklausti, turite (užsiregistruoti ir) prisijungti

def... # vietoj šio komentaro parašykite savo kodą

Žemiau įveskite testavimo veiksmus, pvz., print(myfunction("testiniai duomenys")).

Daugiau veiksmų... Istorija Grąžinti pradinį kodą Pagalba

Ar sąrašai yra panašūs į teksto eilutes (string)?

Tikrai taip! Tekstas yra tarsi simbolių sąrašas. Abiems naudojama len() funkcija bei elementų numeriai X[«nr»].   Abu jie yra numeruojamo tipo duomenys (angl. "sequence types"). BET, tekste simboliai negali būti keičiami pagal eil. nr.

Pavyzdys

Klaida, nes teksto elementui negalime priskirti reikšmės.

word='slack' print(word, word[1]) word[1]='n'

Dėl šios priežasties sąrašai yra vadinami "mutable" (kintančių elementų), o teksto eilutės - "immutable" (nekintančių elementų) tipo sekom. Daugiau apie tai --17-toje pamokoje..

Sąrašų sudėtis ir padauginimas

Iš  pamokos apie strint tipą, prisimename, kad yra įmanoma naudoti + ženklą dviejų tekstų sujungimui. Tą patį galima daryti ir su sąrašais.

Pavyzdys

Dviejų sąrašų sujungimas naudojant +.

listA = [3, 'go', 7.1] listB = [4, 'hi', 1] listC = listA + listB print(len(listC)) print(listC)

Panašiai, galime naudoti daugybą*, kad padaugintume sąrašą (išvardintume jo elementus kelis kartus). Taip patogu sukurti norimo ilgio sąrašą.

Pavyzdys

Using *.

myPhoneNumber = [9, 6, 7] + [1]*4 print(myPhoneNumber) newEmptyList = [0]*20 print(newEmptyList)

Norėdami išspręsti tolimesnį uždavinį, panaudokite vieną iš parodytų veiksmų ir for ciklą.

Programavimo pratimas: Numeriai sąraše

Parašykite funkciją naturalNumbers kuri gauna teigiamą sveiką skaičių n ir, sukūrusi, grąžina sąrašą iš numerių nuo 1 iki n (imtinai): [1, 2, ..., n].

Norėdami paklausti, turite (užsiregistruoti ir) prisijungti

# vietoj šio komentaro parašykite savo kodą

Žemiau įveskite testavimo veiksmus, pvz., print(myfunction("testiniai duomenys")).

Daugiau veiksmų... Istorija Pagalba

Eilutės pabaiga ir neigiami elementų numeriai (indeksai)

Norėdami gauti paskutinį sąrašo elementą, naudokite

«sarasas»[-1]

L[-k] grąžina k-tąjį lementą nuo sąrašo pabaigos. Pitonas šią išraišką paverčia į L[len(L)-k]. Šis trumpinys veikia ir su tekstu!

Programavimo pratimas: Palindromai

Palindromas tai žodis, kuris vienodai skaitomas pirmyn ir atgal. Pavyzdžiui žodis,

racecar

yra palindromas. Parašykite funkciją isPalindrome(S), kuri paimtų tekstą S ir grąžintų True jei tai palindromas, o False kitais atvejais.

Norėdami paklausti, turite (užsiregistruoti ir) prisijungti

# vietoj šio komentaro parašykite savo kodą

Žemiau įveskite testavimo veiksmus, pvz., print(myfunction("testiniai duomenys")).

Daugiau veiksmų... Istorija Pagalba

max irsum

Funkcija max, kaip matėme anksčiau, gražina didžiausią skaičių sąraše. Panašiai, funkcija sum(L) grąžina sąraše L esančių elementų sumą.

Pavyzdys

list = [3, 10, 4, 9, 0] print(sum(list)) print(max(list))

Programavimo pratimas: Sąrašo sandauga

Apibrėžkite funkciją prod(L), kuri grąžina sąrašo  L elementų sandaugą (angl. „product of list“).

Norėdami paklausti, turite (užsiregistruoti ir) prisijungti

# vietoj šio komentaro parašykite savo kodą

Žemiau įveskite testavimo veiksmus, pvz., print(myfunction("testiniai duomenys")).

Daugiau veiksmų... Istorija Pagalba

Sąrašo perrinkimas

„for“ ciklo  tikslesnė reikšmė angliškai būtų "for each" - jis iš eilės paima kiekvieną sąrašo reikšmę (prisiminkite 7c pamoką):

for x in Sar:
  «veiksmai, naudojantys x»

Pirmiausia x-ui yra priskiriama pirmoji Sar reikšmė ir atliekami veiksmai; tada x-ui yra priskiriama antroji Sar reikšmė ir atliekami veiksmai. Ir t.t. visiems elementams. Senesnės programavimo kalbos (C, Paskalis) šios savybės neturi, jose reikia naudoti indeksus.  Bet taip užrašyti patogiau - palyginkite, kaip atrodo su indeksais - papildomai „apkraunamas“ kodas:

for i in range(len(Sar)):   # range() duoda seką nuo 0 iki sąrašo paskutinio elemento
  x = Sar[i]
  «veiksmai, naudojantys x»

Indeksai reikalingi tik tada, jei reikia pakeisti sąrašo elementus, tačiau tai būna ne itin dažnai (bei patogumui dažnai naudojama "enumerate()" funkcija).

Štai vaizdingas sąrašo reikšmių perrinkimo ir atspausdinimo pavyzdys.

Programavimo pratimas: for «kintamasis» in «sąrašas»

Apibrėžkite funkciją prod(L) taip pat kaip ir anksčiau, bet šį kartą ji turėtų naudoti naujo tipo ciklą.

Norėdami paklausti, turite (užsiregistruoti ir) prisijungti

# vietoj šio komentaro parašykite savo kodą

Žemiau įveskite testavimo veiksmus, pvz., print(myfunction("testiniai duomenys")).

Daugiau veiksmų... Istorija Pagalba

"For each" ciklai yra tinkami ir tekstui: pabandykite for char in "hello".

Puiku! Galite keliauti į kitą pamoką, arba pabandyti papildomą užduotį.

---

Sumaišytų eilučių užduotis: Moda

Moda yra dažniausiai sąraše pasitaikantis elementas. Pakeiskite programą taip, kad mode(L) teisingai rastų modą. Tarkime, kad L yra skaičių nuo 0 iki 9 sąrašas. (PS.:Tikrinimo duomenyse pasirūpinta, kad tik vienas skaičius būtų dažniausiai pasikartojantis.)

• return i
• for i in range(0, 10):
• frequency[i] = frequency[i] + 1
• frequency = [0]*10
• def mode(L):
• for i in L:
• if frequency[i]==max(frequency):

Rikiavimas bei paieška sąraše

Tvarkant duomenis, rikiavimas ir paieška yra vieni svarbiausių/dažniausių veiksmų.

Paiešką galima atlikti, naudojant perrinkimą, pvz:

Pavyzdys: Paieškos algoritmas

Sar = [10, 12, 15, 13, 20, 8, 12] ieskoma = 12 for x in Sar: if x == ieskoma: print( "radau", ieskoma )

Tačiau Python leidžia tai užrašyti trumpiau - kaip sąlygą  «ieskoma» in «Sar», kuri grąžins True/False:

Pavyzdys: Trumpas paieškos užrašas

Sar = [10, 12, 15, 13, 20, 8, 12] if 13 in Sar: print("radau!") print( 15 in Sar ) # bus True print( 16 in Sar ) # bus False

Naudojant komandą index(), galima sužinoti, kurioje vietoje (kelintas) sąraše yra ieškomas elementas:

Pavyzdys: Ieškomo elemento numeris

Sar = [10, 12, 15, 13, 20, 8, 12] print( Sar.index( 13 ) ) print( Sar.index( 12 ) ) # grąžina pirmiausiai rasto elemento numerį (nors yra 2 tinkantys elementai) print( Sar.index( 16) ) # neradus ieškomos reikšmės, nutiks klaida

Naudojant komandą  count( ), galima sužinoti, kiek kartų tam tikra reikšmė kartojasi sąraše.

Pavyzdys: Kiek kartų kartojasi?

Sar = [10, 12, 15, 13, 20, 8, 12] print( Sar.count( 12 ) ) print( Sar.count( 13 ) ) print( Sar.count( 14 ) )

Sąrašų rikiavimas yra plati programavimo tema (tam reikia naudoti ciklą cikle), bet Python turi paruoštus algoritmus, kurie iškviečiami viena eilute:

Pavyzdys: Sąrašo rikiavimas

Sar = [100, 12, 5, 13, 200, 8, 12] Sar.sort() # išrikiuoja print(Sar) Sar.sort(reverse=True) # išrikiuoja mažėjimo tvarka print(Sar)

Matricos - sąrašai iš sąrašų

Dažnai duomenų saugojimui ir analizei naudojamos matricos (lentelės). Tai yra tiesiog sąrašas iš sąrašų:

Pavyzdys: Matrica

Turime matricoje duomenis apie mokinių pažangumą. Kiekvienam suskaičuojame vidurkį ir nustatome ar jis pakankamai pažangus:

Pazymiai = [ ['Tomas', 10, 6, 8], ['Petras', 2, 2, 2], ['Antanas', 10, 10, 2], ['Jurgis', 10, 10] ] for eilute in Pazymiai: vardas = eilute[0] skaiciai = eilute[1:] # imam atkarpą nuo pirmo elemento (nulinio neimam) vidurkis = sum(skaiciai) / len(skaiciai) if vidurkis > 4 and min(skaiciai) > 2: #jei vidurkis ir pažymiai pakenčiami rez = 'OK' else: rez = 'BĖDA' print(vardas, vidurkis, rez)

Kad geriau suprastumėte, išbandykite pavyzdį su "veiksmų sekimu" ;).

Kaip matome, matricą patogu nagrinėti eilutėmis. Bet kurią eilutę galima pasiekti pagal numerį: Pazymiai[0], Pazymiai[1] ir t.t. O eilutėje galima pasiekti bet kurį jos elementą, pvz., Pazymiai[2][0] yra reikšmė "Antanas".

Žodynai (dictionary)

Kita dažnai praverčianti duomenų struktūra yra žodynai ("dictionary") -- kitose kalbose vadinami atvaizdavimais ("map"). Juose reikšmės saugomos susietos poromis - pagal raktą (angl. "key") galima sužinoti jam priskirtą reikšmę (angl. "value") - kaip ir tikram žodyne. Programos kintamuosius Pythone irgi galima pasiekti kaip žodynus -- naudojant komandas locals() ir globals(). Žodyno poros išvardinamos tarp riestinių skliaustų { }, o pora susiejama dvitaškiu, pvz

asmens_info = {"vardas":"Petras",  "miestas":"NewYork", "amzius":21 }

Žodyne reikšmės saugomos ne iš eilės, o Python'ui patogia  tvarka - kad galėtų kuo greičiau rasti reikšmę pagal nurodytą raktą.  Žodyne naujo reikšmės (rakto) pridėjimas atrodo taip pat, kaip jau esančio pakeitimas, pvz:

asmens_info["turtas"] = 99000
asmens_info["miestas"] = "Kaunas"

Pavyzdys: Virtuali parduotuvė

kainos = {'bulvės': 1.5, 'morkos': 2 } # prekių katalogas print('Studentų pagrindinis maistas kainuoja', kainos['bulvės'], 'Lt') kainos['kefyras'] = 3 # papildome nauja informacija - taip pat galime pakeisti esančią reikšmę # žodyną galima perrinkti pagal raktą for kas in kainos: print( kas, 'kainuoja', kainos[kas]) print('Iš viso yra', len(kainos), 'prekės.') print() # tuščia eilutė pirkiniai = {'bulvės': 10, 'duona': 2, 'kefyras': 5, 'pienas':0.5 } # kitas žodynas - ko ir kiek reikia suma = 0 # kartais patogiau perrinkti raktas-reikšmė poromis for ko_nori, kiek_paimt in pirkiniai.items(): if ko_nori in kainos: # jeigu yra parduotuvėje -- tikrinam pagal raktą tarpine_suma = kainos[ko_nori] * kiek_paimt print( kiek_paimt, ko_nori, 'kainuoja', tarpine_suma ) suma += tarpine_suma else: print( ko_nori, 'nėra parduotuvėje' ) print('--------------------------') print( 'Išleidom:', suma, 'Lt' )

Kad geriau suprastumėte, siūlome naudoti  "veiksmų sekimą".

Pavyzdys: alternatyvi žodyno sukūrimo sintaksė

Kartais žodyną patogiau sukurti taip (jei raktai yra paprasti žodžiai):

pirkiniai=dict(bulves=10, duona=2, kefyras=5) print('pirkiniai', pirkiniai)

Sąrašas iš žodynų (panašiai, kaip matrica) gali būt naudojamas duomenų bazės informacijai saugoti/pateikti (raktus naudojant kaip stulpelių pavadinimus) - taip elgiasi NoSQL duombazės (kai nėra fiksuotos lentelių struktūros). O rimtiems duomenų tvarkymams dabar dažniausiai naudojamas Pandas paketas.

Interneto svetainėse siunčiami duomenys dažnai koduojami JSON formatu - jame naudojami sąrašai ir žodynai, kurie atrodo analogiškai kaip Python'e.

Aibės (set)

Aibės šiek tiek panašios į žodynus -- jose nesvarbi eilės tvarka ir kiekvienas elementas yra paminėtas tik vieną kartą. Su jom galima atlikti matematinius aibių sankirtos, sąjungos ir skirtumo veiksmus

A = set('abracadabra') # set(['a', 'r', 'b', 'c', 'd'])
B = set('alacazam') # set(['a', 'l', 'c', 'z', 'm'])
A & B # set(['a', 'c']) -- sankirta (elementai, kurie yra abiejose aibėse)
A - B # set(['r', 'd', 'b'])  -- skirtumas
A | B # set(['a', 'c', 'b', 'd', 'm', 'l', 'r', 'z'])  -- sąjunga (visi elementai iš abiejų aibių)

Patogios smulkmenos duomenų struktūroms

Įv. duomenų perrinkimas yra dažna užduotis, todėl Python'e yra pasistengta, kad tai būtų galima kuo trumpiau ir aiškiau užrašyti.

Pavyzdys: enumerate -- sąrašo elementai su numeriais

vardai=["Jurgis", "Antanas", "Aloyzas", "Martynas"] for nr, vardas in enumerate(vardai): print(nr, vardas)

Pavyzdys: zip -- kelių sąrašų lygiagretus perrinkimas

vardai=["Jurgis", "Antanas", "Aloyzas", "Martynas"] turtai = [100, 13, 200, 665] for kas, kiek in zip(vardai, turtai): print(kas, "turi", kiek, "Lt")

Pavyzdys: zip -- 2 sąrašų supakavimas į žodyną

vardai=["Jurgis", "Antanas", "Aloyzas", "Martynas"] turtai = [100, 13, 200, 665] turtai_pagal_vardus = dict(zip(vardai, turtai)) print(turtai_pagal_vardus)

Pavyzdys: duomenų užklausos - list/dict comprehension

vardai=["Jurgis", "Antanina", "Onutė", "Martynas"] turtai = [101, 13, 200, 66] vardu_inicialai = [ x[0] for x in vardai ] # rezultatas - naujas sąrašas, kurio elementai sukuriami pagal x[0] print("vardu_inicialai", vardu_inicialai) # atrinksim didesnius už 100 turtus -- prisideda sąlyga if dideli_turtai = [x for x in turtai if x > 100] print("dideli_turtai", dideli_turtai) # Galima atrinkti turtuolius su vardais į žodyną išvardinant poras key<strong>:</strong>value turčiai = { kas:kiek for kas, kiek in zip(vardai, turtai) if kiek > 100 } print("turčiai", turčiai )

Pavyzdys: argumentų išpakavimas iš sąrašų/žodynų

Turint sąrašą, jo elementus galima pateikti funkcijai kaip argumentus. O žodyno poras galima paduoti kaip vardinius argumentus.

def pagreitejimas(t0, t1, jega, mase): pagreitis = jega/mase # prisiminkim fiziką: a = F/m laikotarpis = t1-t0 rez = pagreitis * laikotarpis print("Kai argumentai", t0, t1, jega, mase, ", rezultatas", rez) arg_sarasas = [4, 9, 10, 2] # žvaigždutė * išpakuoja sąrašą pagreitejimas( *arg_sarasas ) # gausis tarsi kviestume: pagreitejimas(4, 9, 10, 2) arg_zodynas = { "mase":2.5, "jega":5 } # dvi žvaigždutės ** išpakuoja žodyną pagreitejimas( 0, 2, **arg_zodynas ) # gausis: pagreitejimas(0, 2, mase=2.5, jega=5)