# Struktury danych - służą do organizowania i przechowywania danych - jest ich wiele rodzajów. Wybierane są pod kątem konkretnego zastosowania - czy do danego celu dana struktura będzie efektywna i czy umożliwi korzystanie z danych w sposób nie zaskakujący odbiorców (programistów) - sama w sobie struktura niesie ze sobą znaczenie i spełnia pewne oczekiwania np. wybierając w Pythonie listę programista wie, że może ją modyfikować i że powiązane są z nią pewne metody służące do jej obsługi ## Listy i krotki W obu wypadkach: - każdy element ma swój indeks umożliwiający jego szybkie odnalezienie - obie mogą posiadać duplikaty - w obu wypadkach można się przemieszczać (iterate) po ich elementach **ALE...** ### Listy (list) - są modyfikowalne (mutable) tzn. można do nich dodawać / odejmować nowe elementy - bardzo często przemieszczamy się w ich wypadku po elementach - raczej unika się sięgania po elementy umieszczone gdzieś w środku list - dobrą analogią mogą być książki na półce - deklaruje się je poprzez użycie nawiasów kwadratowych `[]` np. ```python moje_ksiazki = ["Blade Runner", "Hobbit", "Unicorn Project"] ``` ### Krotki (tuple) - są niemodyfikowalne (immutable) - ponieważ ich długość jest stała częściej sięgamy po elementy znajdujące się gdzieś głęboko w nich - dobrym przykładem mogą być np. kategorie w menu restauracji - deklaruje się je poprzez użycie nawiasów okrągłych `()` np. ```python menu_kategorie = ("przystawki", "zupy", "desery") ``` ### Indeksy Chcąc "wyciągnąć" konkretny element będący ich częścią wpisujemy identyfikator w nawiasach kwadratowych po nazwie zmiennej . **`nazwa_zmiennej[indeks]`** np. ```python moja_lista = ["cos1", "cos2", "cos3", "cos4" ] print(moja_lista[2]) ``` WAŻNE!!! Indeksy są liczone od 0 nie od 1 . Stąd też pierwszy element na powyższej liście ma indeks 0, ostatni 3. Możliwe jest też sięgnięcie "wstecz" np. ostatni element można wskazać przez użycie indeksu -1. ### "Cięcie" list i krotek Chcąc wyświetlić zakres elementów listy / krotki należy wpisać w nawiasie kwadratowym element startowy i element końcowy oddzielone dwukropkiem. `moja_zmienna[start:koniec]` np. ```python print(moja_lista[1:3]) ``` Jeśli jest potrzeba "przeskakiwania niektórych wartości to można ten schemat rozszerzyć: `moja_lista[start:koniec:krok]` Należy to czytać - "wybierz elementy z moja_lista, zaczynając od `start`, zatrzymując się PRZED `koniec` (czyli element o tym indeksie nie wejdzie w wybrany zakres) i przeskakując co `skok`. Co ciekawe przy tych "wycinkach" (slices) list/krotek podanie indeksów poza zakresem etc NIE spowoduje błędu - stworzy po prostu pustą listę/krotkę. ```python lista_a = [0, 1, 2, 3] wycinek = lista_a[8:12] # to nie spowoduje błędu! print(wycinek) # wynikiem będzie: # [] # ... czyli powstała pusta lista ``` ### Metody dla list i krotek Metody to specjalne funkcje "wbudowane" w dany obiekt. Wywołuje się je poprzez wpisanie nazwy zmiennej, postawienie kropki i wstawienie parametrów do metody w nawiasach okrągłych (jeśli nie przekazujemy żadnych zostawiamy same nawiasy okrągłe). | krotka | lista | opis | |:--------:|:---------:|:----------------------------------------------------:| | .count() | .count() | zlicza ilość wystąpień przekazanego parametru | | .index() | .index() | podaje pierwszy indeks pod którym jest przekazana wartość | | | .append() | dodaj argument do listy | | | .pop() | usuń element o podanym indeksie z listy(lub ostatni element) | | | .sort() | sortuje elementy | | | .copy() | zwraca kopię obiektu | ## Słowniki i zbiory Zarówno słowniki jak i zbiory przechowują "klucze", które nie mogą się powtarzać. Jednak w przypadku słowników z kluczem jest powiązana wartość. Klucze muszą być wartością na której da się wykonać tzw. funkcję skrótu (są "hashable"). W tym wypadku chodzi o to, że muszą to być obiekty, które nie są modyfikowalne (np. ciągi znaków, liczby). ### Słowniki (dict) Umożliwiają szybkie odnalezienie jakiejś zawartości z pomocą wartości klucza przypisanego do niej. Deklarujemy je poprzez użycie nawiasów klamrowych, a w nich pary klucz, wartość rozdzielonych dwukropkiem. **`moj_slownik={klucz:wartość}` ** np. ```python menu ={ "zupa" : "ogórkowa", "lody" : "waniliowe", "sok" : "pomarańczowy" } ``` Chcąc wyświetlić wartość przechowywaną pod konkretnym kluczem działamy podobnie jak z listą. Różnica polega na tym, że w nawiasach kwadratowych podajemy nie indeks, tylko klucz np. ```python print(menu["zupa"]) ``` Jeśli kluczem jest np. jakiś tekst będący nazwą potrawy a wartością lista zawierająca jej składniki to trzymamy się tego przez cały słownik. Przy konstruowaniu słownika warto być konsekwentnym - nie wrzucamy jako kolejnego elementu np. klucza z jakąś liczbą (niech to będzie chociażby numer strony naszej ulubionej książki kucharskiej) zestawionego z krotką przechowującą kaloryczność składników jako wartość. Zwracajmy też uwagę na to czy faktycznie w naszym programie korzystamy z tych słownikowych kluczy - jeśli nie, to jest spora szansa, że powinniśmy skorzystać z innej struktury danych. #### Słowniki - dodawanie elementów Wystarczy przypisać jakąś wartość pod dany klucz - nie potrzeba używać żadnej specjalnej mentody. Jeśli dany klucz istnieje to wartość przechowywana pod nim zostanie podmieniona, jeśli nie to do słownika zostanie dodana nowa para klucz:wartość. ```python nazwa_zmiennej[klucz] = wartosc ``` np. żeby dodać do słownika menu nowy klucz "przystawki" z jakąś wartością można: ```python menu ={ "zupa" : "ogórkowa", "lody" : "waniliowe", "sok" : "pomarańczowy" } menu["przystawki"] = "sałatka grecka" ``` #### Słowniki - usuwanie elementów Żeby usunąć element ze słownika można skorzystać z metody `.pop()`, podając w nawiasie okrągłym klucz elementu do usunięcia. Np. chcąc usunąć parę "zupa" : "ogórkowa" z słownika menu wyglądałoby to tak: ```python menu.pop("zupa") ``` ### Słowniki - metody | słownik | opis | |:---------:|:-------------------------------------------------:| | .keys() | zwraca listę kluczy słownika | | .values() | zwraca listę wartości słownika | | .pop() | usuwa element o podanym kluczu | | .items() | zwraca listę krotek dla każdej pary klucz:wartość | | .get() | zwraca wartość dla danego klucza | ### Zbiory (set) Wyglądają podobnie do listy. Mają jednak jedną cenną cechę: **nie posiadają duplikatów wartości**. Czyli jeśli dwa razy spróbujemy do zbioru dodać np. słowo "kot" to ten drugi wpis zostanie usunięty. Nie mają też indeksów (!). Bezpiecznie jest myśleć o nich jako o takich dziwnych słownikach, które mają jedynie klucze. Pewnie dlatego też, podobnie jak słowniki, deklaruje się je z użyciem nawiasów klamrowych: **`moj_zbior={unikat1, unikat2, unikat3}`** Właśnie ten brak powtórzeń jest często wykorzystywany - np. zamieniamy listę na zbiór żeby pozbyć się duplikatów. #### Zamiana listy na zbiór... i z powrotem :) ```python ksiazki = ["Endymion", "Hobbit", "Fundacja", "Endymion"] zbior_ksiazek = set(ksiazki) ksiazki_bez_powtorzen = list(zbior_ksiazek) ``` ### Które typy są modyfikowalne (mutable)? | typ | modyfikowalny | niemodyfikowalny | |:----------------:|:-------------:|:----------------:| | liczba całk. | | tak | | liczba zmiennop. | | tak | | wart.log | | tak | | ciąg znaków | | tak | | krotka | | tak | | lista | tak | | | słownik | tak | | | zbiór | tak | | ## Odnośniki „3.12.5 Documentation”. Dostęp 18 sierpień 2024. [https://docs.python.org/3/](https://docs.python.org/3/). Viafore, Patrick. _Robust Python: write clean and maintainable code_. First edition. Beijing [China]; Boston [MA]: O’Reilly, 2021.