Chapter 7: Bevezetés a listákhoz

7.1 Adattípusok

Ezidáig ebben a könyvben négyféle adatot ismertünk meg:

• String (A string a karakterek füzére, általában csak szövegként hivatkozunk rá.)
• Integer (egész)
• Floating point (lebegőpont)
• Boolean (logikai)

A pythonnal megnézhetjük, hogy milyen típusú az értékünk, ha lekérjük azt a type függvénnyel. Kétségkívül ez a függvény nem túl hasznos azokhoz a dolgokhoz, amiket ebben a könyben tanulunk, de kiválóan alkalmas az adattípusok jobb megértéséhez. Gépeld be az alábbit az IDLE shell-be. (Most ne hozz létre új ablakoot, hogy programként kezeld, ez most nem kell.)

type(3)
type(3.145)
type("Hi there")
type(True)

>>> type(3)
<class 'int'>

>>> type(3.145)
<class 'float'>

>>> type("Hi there")
<class 'str'>

>>> type(True)
<class 'bool'>

Lehetőség van még arra, hogy a type függvényt használjuk ahhoz, hogy lássuk, hogy egy változóban miféle adat is van.

x = 3
type(x)

A két új adattípus, amit ebben a fejezetben bemutatunk, az a Lista és a Vektor lesz (list, és tuple angolul - a ford.). Próbáld meg futtatni az alábbi parancsot az interaktív python shell-ben, és nézd meg, hogy mi is történik:

type(  (2,3,4,5) )
type(  [2,3,4,5] )

7.2 Munka a listákkal

Készítettél már bevásárlói listát, cselekvési listát, bakancslistát, de hogyan kell ezt elkészíteni a számítógépen?

Próbáld ki ezeket a példákat az IDLE parancssorában. Készíts listát, és jelenítsd meg. Szóval az alábbiakat próbáld ki:

>>> x = [1,2]
>>> print(x)
[1, 2]

Egy darab elemet is megjeleníthetsz, egy sorban:

>>> print(x[0])
1

Ez a szám a listaelem helye, amit indexnek hívunk. Jegyezd meg, hogy a listában az elemek a nulladik hellyel kezdődnek. Szóval, egy 10 elemmel rendelkező listában nincs elem a [10]-s helyen. Csak [0]-tól [9]-ig. Nagyon zavaró bír lenni, hogy 10 elemmel rendelkező listát készítesz, és nincs tízes számú elem. De a legtöbb számítógépes nyelv nullával kezdi a számolást és nem eggyel.

Gondolj úgy a listára, mint egy jégtálcára, ami számokat tartalmaz, ahogyan azt az alábbi ábra 7.2 mutatja. Az értékeket a jégtálca kis rekeszeiben tárolja, és a számok a tálca oldalára vannak festve, amik nullával kezdődnek, és minden rekeszhez tartozik egy.

Emlékezz rá, hogy kétféle szám fontos, amikor listákkal dolgozunk: a pozíció és az érték. A pozíció, vagy más néven index, azt mutatha meg, hogy hol van az érték. Az érték pedig az az adott szám, amit ezen a helyen tárolnak. Amikor egy számsorral dolgozol, bizonyosodj meg felőle, hogy ismered a számsorban az elemek helyét vagy az értéket.

Könnyű értéket adni egy adott helynek, de nehezebb megtalálni egy érték helyét. A 16-dik fejezet írja le azt, hogyan találd meg a helyét, egy adott értéknek.

Egy program képes arra, hogy értéket adjon egy listaelemnek. A lenti példa az első elemhez, ami a nullás helyen található rendeli a 22-t, mint számot.

>>> x[0] = 22
>>> print(x)
[22, 2]

Továbbá a program képes vektort létrehozni (tuple). Ez az adattípus ugyanúgy működik, mint a lista, mindössze két kivételt eltekintve. Először is, zárójellel hozzuk létre, és nem szögletes zárójellel. Másodszor pedig, nem lehetséges megváltoztatni, ha már egyszer létrehoztuk. Lásd alább:

>>> x = (1,2)
>>> print(x)
(1, 2)
>>> print(x[0])
1
>>> x[0] = 22
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#18>", line 1, in <module>
    x[0] = 22
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
>>>

Ahogy az látható volt a fenti kód kimenetén, nem rendelhetünk új elemet egy vektor eleméhez. Miért jó ez a behatárolás? Először is, a számítógép gyorsabban fut, ha tudja, hogy az érték nem változik. Másodszor, némely listát mi nem szeretnénk megváltoztatni, mint amilyen a vörös szín RGG kódja. A vörös szín nem változik, ezért az állandó vektor a legjobb választás.

Egy számsor (array) az elemek listája. Ez egy fontos adatstruktúra a számítástudományban. A lista adattípus a Pythonban nagyon hasonlít egy számsor adatstruktúrájához.

7.3 Iteráció egy listában

Ha arra van szükségünk, hogy iteráljuk a lista minden elemét, ha például szeretnénk kiíratni, akkor azt kétféle for ciklussal tehetjük meg.

Az első eljárásban iteráljuk az össze elemet, egy for-each ciklusban. Ez a ciklustípus összegyűjti az elemeket és egyszer végrehajtódik minden elemen. Képez egy másolatot minden elemről és eltárolja egy változóban a végrehajtás során.

A parancs formája:
for elem változója in lista neve:

Itt van néhány példa:

my_list = [101,20,10,50,60]
for item in my_list:
    print( item )

101
20
10
50
60

A programok képesek szöveget is tárolni:

my_list = ["Spoon", "Fork", "Knife"]
for item in my_list:
    print(item)

Spoon
Knife
Fork

A lista tartalmazhat másik listát is. Így iterálható minden elem a főlistából, de nem az al-listából.

my_list = [ [2,3], [4,3], [6,7] ]
for item in my_list:
    print(item)

[2,3]
[4,3]
[6,7]

A másik módja annak, hogy iteráljunk egy listából az az, hogy használunk egy index változót és közvetlen hozzáférünk a listához, ahelyett, hogy lemásolnánk minden elemét. Az index változó használatához, a programunk számolni fog nullától a lista elemeinek számáig. Ha például tíz elemünk van, akkor nullától kilencig.

A lista hosszát megtudhatjuk a len függvénnyel. Ezt kombinálhatjuk a range függvénnyel, ami segít a ciklusunkat a teljes listán átfutni.

my_list = [101,20,10,50,60]
for i in range( len(my_list) ):
    print( my_list[i] )

101
20
10
50
60

Ez az eljárás már sokkal összetettebb, de sokkal hatékonyabb is. Mivel közvetlenül a lista elemeivel dolgozunk, nem csak a másolatokkal, a lista módosítható. A for-each megoldás nem ad rá lehetőséget, hogy módosítsuk az eredeti listánkat.

7.4 Elem hozzáadása listához

Adhatunk új elemeket egy listához (vektorhoz nem), amihez az append parancsot használjuk. Például:

my_list = [2,4,5,6]
print(my_list)
my_list.append(9)
print(my_list)

[2,4,5,6]
[2,4,5,6,9]

Széljegyzet: Nagyon fontos megértenünk azt, ahogyan egy lista implementálva van. Például, ha a listát úgy implementáljuk, mint egy számsor adattípust, akkor számot adni ehhez a listához kicsit olyan, mint mikor egy új tojást adunk a tojástartónkhoz, ami tele van. Ekkor kell készítenünk egy tartót, de most már 13 férőhellyel. Át kell pakolnunk a 12 tojást a régiből, és hozzáadnunk az utolsót. Ezután eldobjuk a régi tartót. Ez az, ami a kulisszák mögött folyik egy függvényben, ezt szokták a programozók elfelejteni, és hagyják a számítógépre, hogy megcsinálja. Ennél sokkal hatékonyabb, ha már az elején szólunk a számítógépnek, hogy mekkora tojástartót készítsen, hogy legyen elég hely minden tojásnak. Szerencsére, a Python nem implementál listát számsor adattípusként. De fontos, hogy odafigyeljünk arra, hogy a következő szemeszter adatstruktúrái már elmagyarázzák azt, ahogyan ezek működnek.

Ahhoz, hogy listát készítsünk egy vázlatból, szükséges egy üres listát készíteni, és azután az append föggvénnyel feltölteni. Ez a példa a felhasználó által megadott adatok alapján készít egy listát:

my_list = [] # Üres lista
for i in range(5):
    userInput = input( "Enter an integer: ")
    userInput = int( userInput )
    my_list.append(userInput)
    print(my_list)

Enter an integer: 4
[4]
Enter an integer: 5
[4, 5]
Enter an integer: 3
[4, 5, 3]
Enter an integer: 1
[4, 5, 3, 1]
Enter an integer: 8
[4, 5, 3, 1, 8]

Ha egy programnak szükséges van arra, hogy számsort képezzen megadott hossz alapján, hasonló értékekkel, akkor egy egyszerű trükkel megtehetjük ezt:

# Készítsünk vektorlistát, 100 nullával.
my_list = [0] * 100

7.5 List amódosítása vagy összegzése

Egy sorozat összegét megadni szokványos művelet, itt van a hogyanja:

# A szummázandó vektor másolása
myArray = [5,76,8,5,3,3,56,5,23]

# A kezdeti összegünk nulla
arrayTotal = 0

# Ciklus indul nullától felfelé, az elemek számáig
# a vektorban:
for i in range( len(myArray) ):
	# Add element 0, next 1, then 2, etc.
	arrayTotal += myArray[i]

# Az eredmény kiíratása
print( arrayTotal )

Hasonló dolog történik, amikor a for ciklust iterálja a számsort, ahelyett, hogy egy adott skálán számolnánk:

# A szummázandó vektor másolása
myArray = [5,76,8,5,3,3,56,5,23]

# A kezdeti összegünk nulla
arrayTotal = 0

# Ciklusunk átfut a vektorlistán, aztán minden elemet lemásol
# a változó által megadott elembe (item változóba).
for item in myArray:
	# Az elemek összegzése
	arrayTotal += item

# Eredmény kiíratása
print( arrayTotal )

Egy számsorban a számok megváltoztathatóak a for ciklussal:

# Másoljuk le a vektorlistát, hogy megváltoztathassuk
myArray = [5,76,8,5,3,3,56,5,23]

# Ciklus indul nullától felfelé, az elemek számáig
# a vektorban:
for i in range( len(myArray) ):
	# Modify the element by doubling it
	myArray[i] = myArray[i] * 2

# Eredmény kiíratása
print( myArray )

Habár a kettes verzió nem működik a számsor megduplázásával. Miért? Mivel a lista eleme csupán egy másolata az eredeti listaelemnek. A lenti kód a másolatot másolja, nem az eredeti elemeket.

# Másoljuk le a vektorlistát, hogy megváltoztathassuk
myArray = [5,76,8,5,3,3,56,5,23]

# Ciklussal ismételjünk minden elemet a myArray változóban
for item in myArray:
	# Ez megduplázza az elemet, de nem fogja megváltoztatni
	# a listát, mivel az elem csak egy másolat.
	item = item * 2

# Eredmény kiírása
print( myArray )

7.6 Szövegek szeletelése

A szövegek a karakterek listái. Ugyanúgy kezelendők, mint a listák, melyben minden betű egy elem. Futtasd le a következő kódot, x mindkét értékére:

x = "This is a sample string"
#x = "0123456789"

print("x=",x)

# Hozzáférés egy karakterhez
print("x[0]=",x[0])
print("x[1]=",x[1])

# Hozzáférés a jobb oldalról
print("x[-1]=",x[-1])

#  0-tól 5-ig kiírni az elemeket
print("x[:6]=",x[:6])
# A hatos elemtől kiíratás
print("x[6:]=",x[6:])
# Kiíratás 6-8
print("x[6:9]=",x[6:9])

A Pythonban a szövegek használhatóak matematikai műveletekkel. Próbáld ki az alábbi kódot, és lesd meg, mit csinál a Python vele:

a = "Hi"
b = "There"
c = "!"
print(a + b)
print(a + b + c)
print(3 * a)
print(a * 3)
print((a * 2) + (b * 2))

Lehetőség van arra, hogy megkapjuk a szöveg hosszát. Ugyanúgy ahogy lehetséges egy számsor hosszát megkapni.

a = "Hi There"
print(len(a))

b = [3,4,5,6,76,4,3,3]
print(len(b))

Mivel egy szöveg nem más, mint egy sorozat, ezért iterálhatjuk minden karakter elemét, ugyanúgy, mint egy számsorét:

for character in "This is a test.":
    print (character)

Gyakorlás: kezdd az alábbi kóddal:

months = "JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDec"

n = int(input("Enter a month number: "))

Írasd ki a három hónap rövidítést, aszerint, amilyen számot a felhasználó megad. (Számold ki a helyét a szövegen belül, aztán használd ezt az információt, hogy kiírasd a korrekt szövegrészt.)

7.7 Titkos kódok

Ez a kód egyenként kiírat minden betűt egy szövegből:

plain_text = "This is a test. ABC abc"

for c in plain_text:
    print (c, end=" ")

A számítógépek nem tárolják valójában a szöveg betűit a memóriában, hanem számsorokat tárolnak. Minden szám egy betűt jelöl. A rendszer, amit a számítógép használ, lefordítja a számokat betűkké, amit úgy nevezünk, hogy Unicode. A teljes neve Unverzális "Karakterkészletet Átalakító 8 bites formátum", amit gyakran rövidítenek UTF-8-nak.

Az Unicode táblázat lefedi a nyugati ABC-t, 0-127 számokkal jelölve azokat. Minden nyugati betű egy bájt memória helyén tárlódik. Más ABC-k, mint a cirill, már több bájtot vesz igénybe. Az Unicode tábla részletének másolata itt látható:

További információk az ASCII-ről (ami ugyanazzal az értékekkel számol, mint az Unicode a nyugati ABC-nél), lásd még:
http://en.wikipedia.org/wiki/ASCII

Nézz meg egy videót, ami felfedi a az Unicode csodálatos világát:
http://hackaday.com/2013/09/27/utf-8-the-most-elegant-hack

A következő pár sor kód minden betűt átalakít eredeti UTF-8 kódjelű számmá:

plain_text = "This is a test. ABC abc"

for c in plain_text:
    print (ord(c), end=" ")

A következő program minden UTF-8 értékhez egyet hozzáad. Azután, kiírja azt az új UTF-8 értéket, majd visszakonvertálja az értéket betűvé.

plain_text = "This is a test. ABC abc"

for c in plain_text:
    x = ord(c)
    x = x + 1
    c2 = chr(x)
    print (c2, end="")

A következő kód kilistáz minden UTF-8 értéket, és egyet hozzáad. Azután az értéket visszaalakítja betűvé.

# Sample Python/Pygame Programs
# Simpson College Computer Science
# http://programarcadegames.com/
# http://simpson.edu/computer-science/

# Explanation video: http://youtu.be/sxFIxD8Gd3A

plain_text = "This is a test. ABC abc"

encrypted_text = ""
for c in plain_text:
    x = ord(c)
    x = x + 1
    c2 = chr(x)
    encrypted_text = encrypted_text + c2
print(encrypted_text)

Végül, az utolsó kód fogja az összes UTF-8 értéket és egyet kivon belőle. Azután az értéket visszaadja betűként. Ha használni akarjuk az előző programmal, akkor ez lehet a dekódolója a fenti kódnak.

# Sample Python/Pygame Programs
# Simpson College Computer Science
# http://programarcadegames.com/
# http://simpson.edu/computer-science/

# Explanation video: http://youtu.be/sxFIxD8Gd3A

encrypted_text = "Uijt!jt!b!uftu/!BCD!bcd"

plain_text = ""
for c in encrypted_text:
    x = ord(c)
    x = x - 1
    c2 = chr(x)
    plain_text = plain_text + c2
print(plain_text)

7.8 Asszociatív számosorozatok

A Python nincs limitálva arra nézvést, hogy csak számot használhatna sorozat indexeként. Lehetséges használni asszociatív sorozatot. Egy asszociatív sorozat így működik:

# Készítsünk asszociatív listát
# (Figyeld meg a kapcsos zárójelet.)
x = {}

# Adjunk meg pár értéket
x["fred"] = 2
x["scooby"] = 8
x["wilma"] = 1

# Válasszunk ki egy elemet és írassuk ki
print(x["fred"])

Nincs igazából szükséged asszociatív sorozatra ebben az osztályban, de úgy gondolom, hogy ez egy fontos dolog, hogy lásd, hogy ez lehetséges.

7.9 Review

7.9.1 Multiple Choice Quiz

Click here for a multiple-choice quiz.

7.9.2 Short Answer Worksheet

Click here for the chapter worksheet.

7.9.3 Lab

Click here for the chapter lab.

You are not logged in. Log in here and track your progress.