- •Формальные языки записи алгоритмов
- •Трансляторы и интерпретаторы языков программирования
- •Зачем нужно уметь программировать?
- •Комментарии к коду
- •Комментарии к коду
- •Экзотические языки программирования Специальные, экзотические и эзотерические языки программирования
- •Эзотерические языки программирования
- •О языке Python
- •Рекомендуемая литература
- •Интерпретация и компиляция
- •Алгоритм работы простого интерпретатора:
- •Ввод-вывод в Python Ввод данных
- •Вывод данных
- •Установка Python и сред разработки
- •Установка интерпретатора
- •Установка интегрированной среды разработки
- •Cреда программирования wing ide
- •Ключевые слова и идентификаторы в Python Идентификаторы
- •Ключевые слова
- •Концепция присваивания
- •Функция определения длины строки в Python
- •Литералы строк в Python
- •Срезы строк в Python
- •Примеры срезов
- •Методы строк в Python
- •Методы find и rfind
- •Метод replace
- •Метод count
- •Работа с тестирующей системой
- •Задачи поиска, замены и удаления подстроки в строке в Python
- •Метод replace
- •Метод count
- •Удаление подстроки
- •Числа с плавающей точкой (вещественные)
- •Основные операции с вещественными числами
- •Логический тип (bool) в Python
- •Логические операции
- •Принцип условного исполнения
- •Условная инструкция в Python
- •Вложенные условные инструкции
- •Операторы сравнения
- •Логические операторы
- •Каскадные условные инструкции
- •Инструкция pass в Python
- •Инструкции управления циклом в Python
- •Цикл while в Python
- •Вывод числа с обратным порядком цифр и в заданной системе счисления
- •Тест простоты
- •Проверка простоты перебором делителей
- •Факторизация перебором делителей
- •Факторизация перебором делителей на python
- •Факторизация перебором делителей на pascal
- •Разложение числа на множители в Python
- •Алгоритм Евклида: Python
- •Проверка числа на простоту в Python
- •Функция range
- •Фильтрация потока чисел
- •Поиск числа в потоке на Python
- •Поиск максимального и минимального числа в потоке на Python
- •Генерация псевдослучайных чисел
- •Детерминированные генераторы
- •Обработка исключений
- •Генерация исключений
- •"Страхование" от ошибок
- •Функции в программировании
- •Важное дополнение
- •Как написать хорошую функцию
- •Преимущества структурного программирования
- •Без использования структурного программирования
- •С использованием структурного программирования
- •Задания
- •Данная программа ищет самый популярный фильм среди данных
- •Функции в Python
- •Вызов функции и возврат значения
- •Передача параметров в функцию
- •Примеры
- •Граф вызовов функций
- •Пример на языке си
- •Что вернет функция a() в место своего вызова?
- •В каком порядке будут напечатаны X() started и X() finished для a, b, c, d?
- •Стек вызовов
- •Области видимости переменных в Python
- •Правила видимости имен
- •Пример перекрытия областей видимости
- •Доступ на присваивание к нелокальным именам
- •Полиморфизм функций в Python
- •Контрольные вопросы
- •Решение
- •Решение
- •Математические функции в Python
- •Функции в библиотеке math
- •Степенные и логарифмические функции
- •Тригонометрические функции
- •Радианы в градусы и наоборот
- •Пример программы с математическими функциями
- •Кортежи в Python Кортежи в Python
- •Кортежи в логическом контексте
- •Присваивание нескольких значений за раз
- •Методы split и join для списка строк в Python
- •Списки в Python
- •Сортировка выбором
- •Пример сортировки выбором минимума на си
- •Пример сортировки выбором минимума на python
- •Пример сортировки выбором минимума на pascal
- •Сортировка методом пузырька
- •Реализация сортировки массива методом пузырька на языке python
- •Реализация сортировки массива методом пузырька на языке pascal
- •Модернизация сортировки методом пузырька
- •Случайное перемешивание массива в Python
- •Сортировка подсчетом
- •Пример сортировки подсчетом на python
- •Пример сортировки подсчетом на языке си
- •Пример сортировки подсчетом на языке pascal
- •Генерация псевдослучайных чисел
- •Детерминированные генераторы
- •Вычисление суммы натуральных чисел от 1 до n
- •Проверка строки на палиндромность
- •Суммирование списка
- •Наибольшее значение в списке
- •Числа фибоначчи
- •Быстрое возведение в степень
- •Ханойские башни
- •Ограничение на глубину рекурсии
- •Стиль программирования (для Python)
- •Основные правила pep 8: Форматирование
- •Комментарии
- •Функции
- •Работа с текстовыми файлами в Python открытие файла
- •Чтение данных из файла
- •Вывод данных в файл
- •Закрытие файла
- •Двумерные массивы в Python
- •Создание вложенных списков
- •Ввод двумерного массива
- •Пример обработки двумерного массива
- •Вложенные генераторы двумерных массивов
- •Генераторы таблиц
- •Вычисление произведения матриц
- •Многомерные списки в Python обработка и вывод вложенных списков
- •Создание двумерного списка
- •Ввод двумерного списка
- •Сложный пример обработки двумерной таблицы
- •Множества в Python
- •Создание множества
- •Изменение множества
- •Удаление элементов множества
- •Основные операции с множествами
- •Множества в логическом контексте
- •Множества
- •Задание множеств
- •Работа с элементами множеств
- •Перебор элементов множества
- •Операции с множествами
- •Словари (ассоциативные массивы) в Python
- •Когда нужно использовать словари
- •Создание словаря
- •Работа с элементами словаря
- •Перебор элементов словаря
- •Словари со смешанными значениями
- •Пример хранения списков в словаре
- •Пример дешифрации текста после алфавитной замены
- •Дан текст:
- •Итог всех замен:
- •Итог всех замен:
- •Окончательный вариант:
- •Рекурсивный перебор
- •Перебор всех подмножеств
- •Перебор всех k-элементных подмножеств
- •Перебор всех перестановок
- •Одномерное динамическое программирование: количество способов Задача о кузнечике
- •Рекурсивное решение
- •Пример на языке python
- •Пример на языке pascal
- •Нерекурсивное решение
- •Пример на языке python
- •Пример на языке pascal
- •Модификации задачи о кузнечике
- •Пример на языке python
- •Пример на языке pascal
- •Пример на языке python
- •Пример на языке pascal
- •Одномерное динамическое программирование: наилучший способ задача о кузнечике со стоимостями
- •Пример на языке python
- •Пример на языке pascal
- •Восстановление ответа
- •Пример программы на языке python:
- •Пример программы на языке pascal:
- •Пример программы на языке python:
- •Пример программы на языке pascal:
- •Пример программы на языке python
- •Пример программы на языке pascal:
- •Линейные задачи
- •Рекурсивный перебор
- •Перебор всех подмножеств
- •Перебор всех k-элементных подмножеств
- •Перебор всех перестановок
- •Сортировка слиянием
- •Быстрая сортировка Хоара: Python
- •Асимптотика алгоритма
- •Объектно-ориентированное программирование
- •Классы в Python
- •Метод init
- •Создание экземпляров
- •Переменные экземпляра
- •Плановая обработка ошибок при помощи исключений в Python
- •Обработка исключений
- •Генерация исключений
- •“Страхование” от ошибок
- •Юнит-тестирование
- •Тестирование как этап разработки программы
- •Виджеты
- •Происхождение термина «виджет»
- •Типовые элементы интерфейса
- •Модуль tkinter Что такое tkinter?
- •Класс Tk
- •Общее для всех виджетов
- •Методы виджетов
- •"Системные" методы
- •Пример, часы:
- •Пример:
- •Основные виджеты
- •Методы виджета
- •Упаковщики
- •Привязка событий
- •Изображения
- •Пошаговые инструкции
- •Математические функции в Python
- •Функции в библиотеке math
- •Степенные и логарифмические функции
- •Тригонометрические функции
- •Радианы в градусы и наоборот
- •Пример программы с математическими функциями
- •Массивы чисел в модуле math Массивы чисел
- •Векторы
- •Математические операции над векторами
- •Векторные функции
- •Использование списков
- •Основы Numerical Python
- •К слову, о срезах
- •Задание координат и значений функций
- •Векторизация
- •Визуализация функций в Matplotlib
- •Набор точек
- •Функция
- •Украшения
- •Несколько кривых
- •Маркеры
- •Дополнительные аргументы plot()
- •Сохранение файла
- •Гистограммы
- •Модуль os в Python
- •Текущий рабочий каталог
- •Работа с именами файлов и каталогов
- •Получение содержимого каталога
- •Получение сведений о файле
- •Получение абсолютных путей
- •Анализ аргументов командной строки в Python
- •Примеры без использования argparse
- •Использование библиотеки argparse
Пример программы на языке python:
Path = []
i = n
while i > 0:
Path.append(i)
i = Prev[i]
Path.append(0)
Path = Path[::-1]
Пример программы на языке pascal:
i := n;
j := 1;
while i > 0 do
begin
Path[j] := i;
i := Prev[i];
inc(j);
end;
Path[j] := 0;
for i := j downto 1 do
write(Path[i], ' ');
В конце в список Path добавляется начальная вершина номер 0, которая не была обработана в основном цикле, а затем весь список Path разворачивается в обратном порядке (т. к. вершины добавляются в обратном порядке, от конечной к начальной).
Но можно обойтись и без списка Prev. Мы в любой момент можем определить, из какой точки кузнечик пришел в точку i, если сравним C[i-1] и C[i-2]. Поэтому решение о том, к какой вершине переходить при восстановлении ответа можно принимать непосредственно при восстановлении ответа, сравнив C[i-1] и C[i-2]. Путь восстанавливается через ту вершину, для которой значение C будет меньше.
Пример программы на языке python
Path = []
i = n
while i > 0:
if C[i — 1] < C[i — 2]:
prev = i — 1
else:
prev = i - 2
Path.append(prev)
i = prev
Path.append(0)
Path = Path[::-1]
Пример программы на языке pascal:
var
C, Price, Path: array[-1..100] of longint;
j, i, n, prev: longint;
begin
readln(n);
for i := 1 to n do
read(Price[i]);
for i := 1 to n do
C[i] := 0;
C[-1] := -1;
C[0] := 0;
C[1] := Price[1];
for i := 2 to n do
C[i] := min(C[i - 1], C[i - 2]) + Price[i];
i := n;
j := 1;
Path[j] := i;
while i > 0 do
begin
inc(j);
if C[i - 1] < C[i - 2] then
prev := i - 1
else
prev := i - 2;
Path[j] := prev;
i := prev;
end;
Path[j] := 0;
for i := j downto 1 do
write(Path[i], ' ');
end.
Линейные задачи
Многие задачи можно решить за время, линейное относительно размера входных данных (то есть пропорциональное количеству вводимых чисел и т. п.). Некоторые задачи можно решить даже за один проход по массиву (однократный просмотр данных).
Приведем несколько примеров алгоритмов и задач, для которых существуют линейные алгоритмы.
1. Обработка данных за один проход
а. Максимум
б. Второй максимум
в. Пропущено одно из чисел от 1 до N. Какое?
г. Все числа, кроме одного, встречаются по 2 раза.
д*. Больше половины элементов массива - одинаковые
2. Суммы на подотрезках
а. Частичные суммы
б. Сумма каждых K соседних чисел
в. Подотрезок с максимальной суммой
3. Два указателя
а. Подотрезок с заданной суммой, натуральные числа
б. Стильная одежда
4. Стек и очередь
а. Стек с поддержкой минимума
б. Реализация очереди на двух стеках
в. Очередь с поддержкой минимума
г. Минимум каждых К соседних чисел
5. Скобочные последовательности, баланс
а. Правильная скобочная последовательность из круглых скобок
б. Удалите скобки
в. Слишком вложенные скобки
г. Правильная скобочная последовательность из трёх видов скобок
6. Одномерная динамика
а. Мячик на лесенке
b. Покупка билетов
7. События: совместная сортировка начал и концов
8. “Рекурсивные” алгоритмы линейной сложности
а. Нахождение медианы
б. Нахождение k-го максимума
