.:: KURS PROGRAMOWANIA W JĘZYKU PYTHON ::.

- Zbiory


Przejdźmy do trybu interaktywnego Pythona. W Pythonie możemy tworzyć tak zbiory zmienne: 


>>> A=set([1,2,3])
>>> A
set([1, 2, 3])


jak i niezmienne: 


>>> B=frozenset([2,3,4])
>>> B
frozenset([2, 3, 4])


Aby stworzyć zbiór pusty napiszemy: 


>>> C=set()
>>> C
set([])


Zbiory zmienne mogą być powiększane i zmniejszane: 


>>> A.discard(2)
>>> A
set([1, 3])
>>> A.add(5)
>>> A
set([1, 3, 5])


Zbiory niezmienne nie mogą być ani zmniejszane: 


>>> B.discard(2)

Traceback (most recent call last):
  File "&<pyshell#11>", line 1, in -toplevel-
    B.discard(2)
AttributeError: 'frozenset' object has no attribute 'discard'


ani powiększane: 


>>> B.add(7)

Traceback (most recent call last):
  File "&<pyshell#12>", line 1, in -toplevel-
    B.add(7)
AttributeError: 'frozenset' object has no attribute 'add'
>>>


Zbiory niezmienne mogą być kluczami w słownikach: 


>>> d={B:7}
>>> d
{frozenset([2, 3, 4]): 7}


i elementami innych zbiorów: 


>>> C.add(B)
>>> C
set([frozenset([2, 3, 4])])


Zbiory zmienne nie mogą być ani kluczami w słownikach: 


>>> d={A:7}

Traceback (most recent call last):
  File "&<pyshell#18>", line 1, in -toplevel-
    d={A:7}
TypeError: set objects are unhashable


ani elementami innych zbiorów: 


>>> C.add(A)

Traceback (most recent call last):
  File "&<pyshell#17>", line 1, in -toplevel-
    C.add(A)
TypeError: set objects are unhashable



- Operacje na zbiorach


Aby ustalić liczbę elementów zbioru piszemy: 


>>> len(A)
3
>>> len(B)
3
>>> len(C)
1


Aby sprawdzić, czy dany obiekt jest elementem zbioru, piszemy: 


>>> 2 in A
False
>>> 2 in B
True
>>> 5 in A
True
>>> 5 in B
False


Aby sprawdzić, czy dany obiekt nie jest elementem zbioru, piszemy: 


>>> 3 not in A
False
>>> 3 not in B
False
>>> 7 not in A
True
>>> 7 not in B
True


Aby sprawdzić czy dany zbiór jest podzbiorem innego piszemy: 


>>> set([1,3])<=A
True
>>> set([3,4])<=B
True
>>> set([5])<=A
True
>>> set([1,3,5])<=A
True


Lub: 


>>> A.issubset(B)
False


Aby sprawdzić czy dany zbiór jest nadzbiorem innego piszemy: 


>>> A>=set([1,3])
True
>>> B>=set([3,4])
True


Lub: 


>>> A.issuperset(B)
False


Aby połączyć dwa zbiory piszemy: 


>>> D=A | B
>>> D
set([1, 2, 3, 4, 5])


Aby określić część wspólną dwóch zbiorów piszemy: 


>>> E=A & B
>>> E
set([3])


Aby określić różnicę dwóch zbiorów piszemy: 


>>> A-B
set([1, 5])
>>> B-A
frozenset([2, 4])


(Typ zbioru wynikowego jest typem pierwszego ze zbiorów.) Aby określić różnicę symetryczną dwóch zbiorów piszemy: 


>>> F=A^B
>>> F
set([1, 2, 4, 5])



- Przykład programu wykorzystującego zbiory


Wykorzystując zbiory rozwiążemy teraz ćwiczenie II z lekcji 7: "Napisz program "lotto.py", który wyświetli 6 losowych i nie powtarzających się liczb z zakresu od 1 do 49." Aby przejść do edycji nowego programu należy z menu File wybrać polecenie New Window. Otworzy się nowe okno, przeznaczone do edycji programu. Wybierzmy z menu File polecenie Save As. Wybieramy folder Moje dokumenty, następnie wpisujemy nazwę lotto.py. 


# program losuje 6 liczb od 1 do 49
from random import choice
Wylosowane = set()
while len(Wylosowane) < 6:
    Wylosowane.add(choice(range(1,50)))
    
for x in Wylosowane:
    print x,


Wypróbujmy (F5): 


>>> ================================ RESTART =============================
>>>
1 36 8 22 24 29



- Tablice


W Pythonie do przechowywania sekwencji danych identyfikowanych przez numer porządkowy używamy zwykle list (lub krotek). Szybciej działającą strukturą są tablice. W odróżnieniu od list, tablice zawierają elementy identycznego typu, a lista możliwych typów elementów jest ograniczona. Typ każdego elementu podajemy już przy tworzeniu tablicy, w postaci jednoznakowego identyfikatora. Do najbardziej popularnych zaliczamy: 


c – znak
l – liczba całkowita
d – liczba zmiennopozycyjna


Tablice zdefiniowane są w module array. Przykłady tworzenia tablic: 


>>> import array
>>> a=array.array('c','Wszystko jedno')
>>> a
array('c', 'Wszystko jedno')
>>> b=array.array('l',range(1,10,2))
>>> b
array('l', [1, 3, 5, 7, 9])
>>> c=array.array('d',[1.0,3.14,6.59])
>>> c
array('d', [1.0, 3.1400000000000001, 6.5899999999999999]



- Operacje na tablicach


Aby ustalić liczbę elementów tablicy piszemy: 


>>> len(a)
14
>>> len(b)
5
>>> len(c)
3


Aby dopisać nowy element do tablicy piszemy: 


>>> b.append(2)
>>> b
array('l', [1, 3, 5, 7, 9, 2])


Aby dołączyć sekwencję elementów do tablicy piszemy: 


>>> a.extend(' mi jest')
>>> a
array('c', 'Wszystko jedno mi jest')


Aby wstawić nowy element na wskazane miejsce w tablicy piszemy: 


>>> b.insert(3,6)
>>> b
array('l', [1, 3, 5, 6, 7, 9, 2])


Aby usunąć element ze wskazanego miejsca w tablicy piszemy: 


>>> del b[3]
>>> b
array('l', [1, 3, 5, 7, 9, 2])


Aby policzyć liczbę elementów o określonej wartości w tablicy piszemy: 


>>> a.count('s')
3


Aby sprawdzić położenie pierwszego elementu o określonej wartości w tablicy piszemy: 


>>> b.index(5)
2


(Obowiązuje numeracja od zera.) Aby usunąć z tablicy pierwszy element o określonej wartości piszemy: 


>>> b.remove(5)
>>> b
array('l', [1, 3, 7, 9, 2])


Aby odwrócić kolejność elementów tablicy piszemy: 


>>> c.reverse()
>>> c
array('d', [6.5899999999999999, 3.1400000000000001, 1.0])


Aby otrzymać listę zawierającą posortowane elementy tablicy piszemy: 


>>> sorted(c)
[1.0, 3.1400000000000001, 6.5899999999999999]


A zatem, aby posortować tablicę, napiszemy: 


>>> b=array.array('l',sorted(b))
>>> b
array('l', [1, 2, 3, 7, 9])



- Przykład programu wykorzystującego tablice


Spróbujemy teraz napisać program na obliczanie średniej arytmetycznej i odchylenia standardowego wykorzystujący tablicę. Program ten będzie:

* wczytywał od użytkownika kolejną liczbę, aż wciśnięty zostanie sam Enter, co oznacza koniec listy liczb
* wyświetlał wyliczone dla listy liczb średnią arytmetyczną i odchylenie standardowe.

Aby przejść do edycji nowego programu należy z menu File wybrać polecenie New Window. Otworzy się nowe okno, przeznaczone do edycji programu. Wybierzmy z menu File polecenie Save As. Wybieramy folder Moje dokumenty, następnie wpisujemy nazwę odchyl.py. 


# program odchylenie standardowe
import array
a=array.array('d')

while True:
    x=raw_input('Podaj liczbę nr '+`len(a)+1`+': ')
    if not x: break;
    a.append(float(x))
    
if len(a)<2:
    print "Zbyt mało liczb!"
else:
    print "Wprowadzono %i liczb(y)" % len(a)
    s=0.0
    
    for x in a:
        s+=x
        
    s/=len(a)
    print "Średnia wynosi %.3f" % s
    os=0.0
    
    for x in a:
        os+=(x-s)**2
        
    os/=len(a)
    print "Wariancja wynosi %.3f" % os
    os**=0.5
    print "Odchylenie wynosi %.3f" % os


Wypróbujmy (F5): 


>>> ================================ RESTART =============================
>>>
Podaj liczbę nr 1: 5
Podaj liczbę nr 2:
Zbyt mało liczb!


Jeszcze raz (F5): 


>>> ================================ RESTART =============================
>>>
Podaj liczbę nr 1: 3
Podaj liczbę nr 2: 6.2
Podaj liczbę nr 3: 3.9
Podaj liczbę nr 4:
Wprowadzono 3 liczb(y)
Średnia wynosi 4.367
Wariancja wynosi 1.816
Odchylenie wynosi 1.347



- Rekordy


Aby używać rekordów, musimy wpierw zdefiniować ich klasę. W Pythonie lista pól w rekordzie może ulec zmianie w trakcie działania programu. Dlatego możemy zdefiniować klasę jako pustą: 


>>> class Adres:
      pass


A następnie utworzyć rekord w tej klasie: 


>>> a=Adres( )


I dowolnie go rozszerzać: 


>>> a.ulica="Matejki"
>>> a.numer="14a/2"
>>> a.kod="71-128"
>>> a.miasto="Szczecin"


Aby poznać zawartość poszczególnych pól rekordu piszemy: 


>>> a.ulica
'Matejki'
>>> a.numer
'14a/2'
>>> a.kod
'71-128'
>>> a.miasto
'Szczecin'


Oczywiście, odpowiednie pola muszą istnieć: 


>>> a.panstwo
 
Traceback (most recent call last):
  File "&<pyshell#148>", line 1, in -toplevel-
    a.panstwo
AttributeError: Adres instance has no attribute 'panstwo'


Aby poznać zawartość wszystkich pól rekordu piszemy: 


>>> a.__dict__
{'numer': '14a/2', 'miasto': 'Szczecin', 'ulica': 'Matejki', 'kod': '71-128'}


Możemy także określić listę pól już w momencie definiowania klasy, podając ich domyślne wartości: 


>>> class Osoba:
      imie="Jan"
      nazwisko="Kowalski"


Aby stworzyć klasę opartą o inne klasy, podajemy je jako parametry: 


>>> class Pracownik(Osoba, Adres):
      pensja=1000.00


Otrzymana klasa Pracownik będzie miała wszystkie pola klas Osoba i Adres, a dodatkowo pole pensja. Sprawdźmy: 


>>> p=Pracownik()
>>> p2=Pracownik()
>>> p2.imie="Adam"
>>> p2.ulica="Torfowa"
>>> p2.pensja=700
>>> p.imie
'Jan'
>>> p.ulica
'Matejki'
>>> p.pensja
1000.0
>>> p2.imie
'Adam'
>>> p2.ulica
'Torfowa'
>>> p2.pensja
700


Trzeba przy tym pamiętać, że __dict__ zwraca słownik tylko tych pól, których wartości różnią się od domyślnych: 


>>> p2.__dict__
{'imie': 'Adam', 'pensja': 700, 'ulica': 'Torfowa'}
>>> p.__dict__
{ }



- Przykład – prosta baza danych


Rekordy są często używane w połączeniu z listami do tworzenia prostych baz danych. Spróbujemy teraz napisać program, który posłuży do przechowania listy ocen studentów z egzaminu. Aby przejść do edycji nowego programu należy z menu File wybrać polecenie New Window. Otworzy się nowe okno, przeznaczone do edycji programu. Wybierzmy z menu File polecenie Save As. Wybieramy folder Moje dokumenty, następnie wpisujemy nazwę studenci.py. 


# Lista Ocen Studentów
class Student:
    imie=""
    nazwisko=""
    ocena=0.0

studenci = []
nr = 0
while True:
    naz=raw_input('Podaj nazwisko studenta nr %i (ENTER=koniec): ' % (nr+1))
    if not naz: break
    studenci.append(Student())
    studenci[nr].nazwisko = naz
    studenci[nr].imie = raw_input('Podaj imię studenta nr %i > ' % (nr+1))
    studenci[nr].ocena = float(raw_input('Podaj ocenę studenta nr %i > ' % (nr+1)))
    nr += 1

print
print "%-4s %-14s %-10s %7s" % ("L.p.","Nazwisko","Imię","Ocena")
for s in studenci:
    print "%3i. %-14s %-10s %7.1f" % (studenci.index(s)+1,s.nazwisko, s.imie, s.ocena)


Wypróbujmy (F5): 


>>> ================================ RESTART =============================
>>>
Podaj nazwisko studenta nr 1 (ENTER=koniec): Adamczak
Podaj imię studenta nr 1 > Piotr
Podaj ocenę studenta nr 1 > 3.5
Podaj nazwisko studenta nr 2 (ENTER=koniec): Gierek
Podaj imię studenta nr 2 > Franz
Podaj ocenę studenta nr 2 > 2.0
Podaj nazwisko studenta nr 3 (ENTER=koniec): Hubert
Podaj imię studenta nr 3 > Anna
Podaj ocenę studenta nr 3 > 4.5
Podaj nazwisko studenta nr 4 (ENTER=koniec):

L.p. Nazwisko       Imię         Ocena
  1. Adamczak       Piotr          3.5
  2. Gierek         Franz          2.0
  3. Hubert         Anna           4.5



- Ćwiczenia kontrolne


I. Napisz program na wyszukiwanie liczb pierwszych sitem Eratostenesa (patrz punkt 6.9) używający zbioru.

II. Rozwiń program 11.8 o sortowanie listy studentów przed jej wyświetleniem (według oceny, malejąco) metodą bąbelkową (nie używając dostępnych w Pythonie metod sortujących).





-- back