Przejdź do treści głównej

Struktury danych

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

  • 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.
moje_ksiazki = ["Blade Runner", "Hobbit", "Unicorn Project"]

Krotki

  • 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.
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.

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.

print(moja_lista[1:3])

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

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.

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.

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 - 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

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.

Odnośniki

„3.12.5 Documentation”. Dostęp 18 sierpień 2024. https://docs.python.org/3/.

Viafore, Patrick. Robust Python: write clean and maintainable code. First edition. Beijing [China]; Boston [MA]: O’Reilly, 2021.

Powrót na górę