Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Алгоритмы и структуры данных. Учебное пособие
.pdf
51
Рис. 8.2. Синтаксическая диаграмма цикла с условием
Цикл while организует выполнение одного (возможно составного)
оператора пока истинно логическое выражение, стоящее в заголовке
цикла. Поскольку значение логического выражения проверяется в начале
каждой итерации, то тело цикла может не выполниться ни разу. Таким
образом, в этом цикле логическое выражение – это условие продолжения
работы в цикле.
Пример 8.1.: Дано натуральное число. Найти сумму и произведение
его цифр.
a = abs(int(input()))
suma = 0
mult = 1
while a > 0:
digit = a % 10
suma += digit
mult *= digit
a = a // 10
print("Сумма:", suma)
print("Произведение:", mult)
Контрольные вопросы
1. Перечислите виды операторов цикла.
2. Охарактеризуйте оператор цикла for.
3. Укажите требования к управляющей переменной.
4. Охарактеризуйте оператор цикла while.
оператор
else
:
логическое
выражение
оператор
while
:
52
5. В чем заключаются основные различия между циклами while и for?
6. Когда выполняется блок else в циклах?
9. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ
9.1. СТРОКИ
Строки. Строка – это последовательность символов с произвольным
доступом. Строки в языке Python невозможно изменить – в этом случае
говорят, что это immutable тип. Попытка изменить символ в определенной
позиции или подстроку вызовет ошибку:
>>> word = 'strength'
>>> word[2] = 'y'
TypeError: 'str' object does not support item assignment
Строку можно изменить, например:
>>> word = word[:3] + '!' + word[4:]
'str!ngth'
Или так:
>>> word = word.replace('!','e')
'strength'
Индексы могут иметь отрицательные значения для отсчета с конца –
отсчет начинается с -1:
>>> word[-1]
h
Строки могут быть заключены как в одинарные, так и в двойные
кавычки, причем кавычки одного типа могут быть произвольно вложены в
кавычки другого типа:
>>> '123'
'123'
>>> "7'8''9"
"7'8''9"
Срезы. Срез – это механизм гибкого управления строкой на основе
индексации. Можно получить любой символ строки по его индексу.
53
Первый символ имеет индекс 0. Подстрока может быть определена с
помощью среза – двух индексов, разделенных двоеточием:
word = 'strength'
>>> word[4]
n
>>> word[0:2]
st
>>> word[:3]
str
>>> word[5:]
gth
Можно выбирать последовательность символов из строки с
определенной цикличностью:
>>> s = '1234567890'
>>> s[::2]
'13579'
>>> s[1:10:2]
'13579'
>>> s[::-1]
'0987654321'
Операции со строками. Строки можно склеивать с помощью
оператора + :
>>> var = 'Moscow' + 'city'
Между двух строк подряд вообще можно ничего не ставить, и они
будут сконкатенированы.
Строки можно умножать с помощью оператора * :
>>> '123' * 3
'123123123'
54
9.2. СПИСКИ
Список (list) – это структура данных для хранения объектов
различных типов. Список похож на массив, только, в нем можно хранить
объекты различных типов. Размер списка не статичен, его можно
изменять. Список по своей природе является изменяемым типом данных.
Переменная, определяемая как список, содержит ссылку на структуру
в памяти, которая в свою очередь хранит ссылки на какие-либо другие
объекты или структуры.
При создании в памяти резервируется область, которую можно
условно назвать некоторым “контейнером”, в котором хранятся ссылки на
другие элементы данных в памяти. В отличии от таких типов данных как
число или строка, содержимое “контейнера” списка можно менять. На
рис. 9.1. представлен процесс создания списка. Изначально был создан
список содержащий ссылки на объекты 1 и 2, после операции a[1] = 3,
вторая ссылка в списке стала указывать на объект 3.
Рис. 9.1. Механизм создания списка
Пример 9.1: Создание списка
>>> a = []
55
>>> type(a)
<class 'list'>
>>> a = [1, 2, 3]
>>> type(a)
<class 'list'>
>>> a = [1, 3, 5, 7]
>>> b = a[:]
>>> print(b)
[1, 3, 5, 7]
Добавление элемента в список осуществляется с помощью метода
append().
Пример 9.2: Добавление элемента в список
>>> a = []
>>> a.append(3)
>>> a.append("hello")
>>> print(a)
[3, 'hello']
Для удаления элемента из списка, в случае, если вы знаете его
значение, используйте метод remove(x), при этом будет удалена первая
ссылка на данный элемент.
Пример 9.3: Удаление элемента
>>> b = [2, 3, 5]
>>> print(b)
[2, 3, 5]
>>> b.remove(3)
>>> print(b)
[2, 5]
Удаление элемента по его индексу, выполняется командой del
имя_списка[индекс].
Пример 9.4: Удаление элемента по его индексу
>>> c = [3, 5, 1, 9, 6]
>>> print(c)
[3, 5, 1, 9, 6]
>>> del c[2]
>>> print(c)
[3, 5, 9, 6]
Изменить значение элемента списка, зная его индекс, можно
напрямую к нему обратившись.
Для получения из списка некоторого подсписка в определенном
диапазоне индексов, укажите начальный и конечный индекс в квадратных
скобках, разделив их двоеточием.
Пример 9.5: Получения из списка подсписка
>>> a[1:4]
[5, 7, 10]
Пример 9.6: Найти расстояние между точками с заданными координатами
в n-мерном пространстве.
import math
n = input("Количество измерений пространства: ")
print("Через пробел")
a = input("введите " + n + " координаты 1-ой точки: ")
b = input("введите " + n + " координаты 2-ой точки: ")
n = int(n)
a = a.split()
b = b.split()
if len(a) != n or len(b) != n:
print("Неверный ввод!")
exit()
sum_sqr = 0
for i, j in zip(a,b):
sum_sqr += (int(i)-int(j))**2
distance = math.sqrt(sum_sqr)
print("Расстояние между точками: %.2f" % distance)
Методы списков представлены в табл. 9.1.
56
Методы списков
№
п.п.
Имя метода
Назначение метода
1
2
3
1
list.append(x)
Добавляет элемент в конец списка. Ту же
операцию можно сделать так a[len(a):] = [x]
a.append(3)
2
list.extend(L)
Расширяет существующий список за счет
добавления всех элементов из списка L.
Эквивалентно команде a[len(a):] = L.
a.extend(b)
3
list.insert(i, x)
Вставить элемент x в позицию i. Первый
аргумент – индекс элемента после которого
будет вставлен элемент x. a.insert(0, 5)
1
2
3
4
list.remove(x)
Удаляет первое вхождение элемента x из
списка.
5
list.pop([i])
Удаляет элемент из позиции i и возвращает его.
Если использовать метод без аргумента, то
будет удален последний элемент из списка.
>>> print(a.pop(2))
3
Таблица 9.1.
Окончание табл.9.1
Пример 9.7: Реализация алгоритма сортировки выбором
# Заполняем список из 10 элементов
# случайными числами от 1 до 99 и
# выводим неотсортированный список на экран.
from random import randint
N = 10
arr = []
for i in range(N):
arr.append(randint(1, 99))
57
58
print(arr)
# В цикле переменная i хранит индекс ячейки,
# в которую записывается минимальный элемент.
# Сначала это будет первая ячейка.
i = 0
# N - 1, так как последний элемент
# обменивать уже не надо.
while i < N - 1:
# ПОИСК МИНИМУМА
# Сначала надо найти минимальное значение
# на срезе от i до конца списка.
# Переменная m будет хранить индекс ячейки
# с минимальным значением.
# Сначала предполагаем, что
# в ячейке i содержится минимальный элемент.
m = i
# Поиск начинаем с ячейки следующей за i.
j = i + 1
# Пока не дойдем конца списка,
while j < N:
# будем сравнивать значение ячейки j,
# со значением ячейки m.
if arr[j] < arr[m]:
# Если в j значение меньше, чем в m,
# сохраним в m номер найденного
# на данный момент минимума.
m = j
# Перейдем к следующей ячейке.
j += 1
# ОБМЕН ЗНАЧЕНИЙ
# В ячейку i записывается найденный минимум,
59
# а значение из ячейки i переносится
# на старое место минимума.
arr[i], arr[m] = arr[m], arr[i]
# ПЕРЕХОД К СЛЕДУЮЩЕЙ НЕОБРАБОТАННОЙ ЯЧЕЙКЕ
i += 1
# Вывод отсортированного списка
print(arr)
9.3. КОРТЕЖИ (tuple)
Кортеж (tuple) – это неизменяемая структура данных, которая по
своему подобию очень похожа на список.
Создание кортежей. Для создания пустого кортежа можно
воспользоваться одной из следующих команд.
Пример 9.5: Создание кортежей
>>> a = ()
>>> print(type(a))
<class 'tuple'>
>>> a = (1, 2, 3, 4, 5)
>>> print(type(a))
<class 'tuple'>
>>> print(a)
(1, 2, 3, 4, 5)
Доступ к элементам кортежа. Доступ к элементам кортежа
осуществляется также как к элементам списка – через указание индекса.
Но, как уже было сказано – изменять элементы кортежа нельзя.
Контрольные вопросы
1. Назовите четыре базовых типа данных в языке Python.
2. Почему они называются базовыми?
3. Назовите два способа создания списка, содержащего пять
целочисленных значений, равных нулю.
60
4. Назовите два способа создания словаря с двумя ключами ‘a’
и ‘b’, каждый из которых ассоциирован со значением 0.
5. Назовите четыре операции, которые изменяют
непосредственно объект списка.
10. Функция
Функция в программировании представляет собой обособленный
участок кода, который можно вызывать, обратившись к нему по имени,
которым он был назван. При вызове происходит выполнение команд тела
функции. Внедрение функций позволяет решить проблему дублирования
кода в разных местах программы. Благодаря им можно исполнять один и
тот же участок кода не сразу, а только тогда, когда он понадобится.
Оператор def. В языке программирования Python функции
определяются с помощью оператора def. Ключевое слово def сообщает
интерпретатору, что перед ним определение функции. За def следует имя
функции.
def function_name([parameters]): # `parameters`: параметры функции
(через запятую)
suite # Тело функции
Оно может быть любым, также, как и всякий идентификатор,
например, переменная. В программировании весьма желательно давать
всему осмысленные имена. Польза функций не только в возможности
многократного вызова одного и того же кода из разных мест программы.
Не менее важно, что, благодаря им программа обретает истинную
структуру. Функции как бы разделяют ее на обособленные части, каждая
из которых выполняет свою конкретную задачу.
Пусть надо написать программу, вычисляющую площади разных
фигур. Пользователь указывает, площадь какой фигуры он хочет
вычислить. После этого вводит исходные данные. Например, длину и
ширину в случае прямоугольника. Чтобы разделить поток выполнения на
несколько ветвей, следует использовать оператор if-elif-else:
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]