Python – Podstawy Programowania PDF

Python – podstawy programowania Marcin Pluciński [email protected] Opracowano w ramach projektu: „ZUT 2.0 – Nowoczesny Zintegrowany Uniwersytet” nr POWER 03.05.00-00-Z205/17 Marcin Pluciński Pyt...

Python – podstawy programowania Marcin Pluciński [email protected] Opracowano w ramach projektu: „ZUT 2.0 – Nowoczesny Zintegrowany Uniwersytet” nr POWER 03.05.00-00-Z205/17 Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 1 / 361 Python – charakterystyka Łatwy do nauczenia. Treściwy kod. Niezależny od platformy sprzętowej. Język ogólnego przeznaczenia (np. obliczenia, obsługa baz danych, aplikacje internetowe, GUI, itd.). Język interpretowany (choć napisany program można łatwo przekształcić do postaci samodzielnej aplikacji). Dostarczany z pełną biblioteką standardową. Dostępne tysiące darmowych bibliotek opracowanych przez trzecie. Może być wykorzystany do programowania proceduralnego, zorientowanego obiektowo i w mniejszym stopniu do programowania funkcjonalnego. Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 2 / 361 Python – charakterystyka Python 3 – Python 2 ? Aktualne wersje Python 3.12.6 (3.11.10, 3.10.15) i Python 2.7.18 dostępne na stronie: https://www.python.org/ Python v.3 – ewolucyjne zmiany, nowe funkcje, poprawione błędy. Brak pełnej zgodności pomiędzy wersjami (np. inne działanie funkcji print, czy operatora dzielenia). Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 3 / 361 Python – środowisko Po instalacji mamy do dyspozycji interpreter Pythona, umożliwiający uruchamianie programów, np.: C:\Marcin\Dokumenty\Kursy\Python\Examples>python znaki.py Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 4 / 361 Python – środowisko Po instalacji mamy do dyspozycji interpreter Pythona, umożliwiający uruchamianie programów, np.: C:\Marcin\Dokumenty\Kursy\Python\Examples>python znaki.py Mamy też do dyspozycji środowisko IDLE (Interactive Developement Environment), oferujące prosty edytor tekstu i tzw. powłokę interaktywną (Shell). Edytor umożliwia uruchamianie i debugowanie programów. Powłoka umożliwia wykonywanie dowolnych poleceń Pythona. Może być wykorzystywana przykładowo jako bardzo zaawansowany kalkulator. Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 4 / 361 Python – środowisko Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 5 / 361 Python – środowisko Powłoka udostępnia także pomoc do języka. >>> >>> >>> help() Welcome to Python 3.6’s help utility! If this is your first time using Python, you should definitely check out the tutorial on the Internet at http://docs.python.org/3.6/tutorial/. Enter the name of any module, keyword, or topic to get help on writing Python programs and using Python modules. To quit this help utility and return to the interpreter, just type "quit". To get a list of available modules, keywords, symbols, or topics, type "modules", "keywords", "symbols", or "topics". Each module also comes with a one-line summary of what it does; to list the modules whose name or summary contain a given string such as "spam", type "modules spam". help> Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 6 / 361 Python – środowisko Popularne narzędzia: Eclipse + PyDev JetBrains PyCharm – darmowy w wersji Community Edition Visual Studio Code Spyder Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 7 / 361 Typy danych Python udostępnia kilka wbudowanych typów danych. Najważniejsze to: int str float Dane tego typu są niezmienne! Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 8 / 361 Typy danych Python udostępnia kilka wbudowanych typów danych. Najważniejsze to: int str float Dane tego typu są niezmienne! Typ int reprezentuje liczby całkowite (dodatnie i ujemne). Wielkość liczb całkowitych w Pythonie jest ograniczona jedynie przez ilość pamięci zainstalowanej w komputerze, a nie przez odgórnie ustaloną liczbę bajtów. >>> 132 132 >>> -567 -567 >>> 2**200 1606938044258990275541962092341162602522202993782792835301376 Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 8 / 361 Typy danych Typ float reprezentuje wartości rzeczywiste (zmiennoprzecinkowe o podwójnej precyzji). Zakres zależy tu od kompilatora C użytego do kompilacji Pythona. Liczby tego typu mają ograniczoną precyzję (problemy z wiarygodnym porównywaniem!). >>> 0.5, 0.1, -27.3, 9.2e-4, -3.6e3 (0.5, 0.1, -27.3, 0.00092, -3600.0) Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 9 / 361 Typy danych Typ float reprezentuje wartości rzeczywiste (zmiennoprzecinkowe o podwójnej precyzji). Zakres zależy tu od kompilatora C użytego do kompilacji Pythona. Liczby tego typu mają ograniczoną precyzję (problemy z wiarygodnym porównywaniem!). >>> 0.5, 0.1, -27.3, 9.2e-4, -3.6e3 (0.5, 0.1, -27.3, 0.00092, -3600.0) Typ str reprezentuje ciągi tekstowe (sekwencje znaków Unicode). >>> ’Przykładowy tekst’ ’Przykładowy tekst’ >>> "Źdźbło trawy" ’Źdźbło trawy’ >>> ’’ ’’ Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 9 / 361 Typy danych W celu uzyskania dostępu do elementu sekwencji (np. w tekście), w Pythonie używa się nawiasów kwadratowych []. Przykładowo: >>> ’Przykładowy tekst’ ’ł’ >>> ’Przykładowy tekst’ ’P’ >>> ’Przykładowy tekst’[-1] ’t’ Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 10 / 361 Typy danych W celu uzyskania dostępu do elementu sekwencji (np. w tekście), w Pythonie używa się nawiasów kwadratowych []. Przykładowo: >>> ’Przykładowy tekst’ ’ł’ >>> ’Przykładowy tekst’ ’P’ >>> ’Przykładowy tekst’[-1] ’t’ Omawiane typy danych są niezmienne! Czyli próba zmiany jakiegoś znaku spowoduje błąd: >>> ’Przykładowy tekst’ = ’l’ Traceback (most recent call last): File "", line 1, in ’Przykładowy tekst’ = ’l’ TypeError: ’str’ object does not support item assignment Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 10 / 361 Typy danych Aby przekonwertować jeden typ danych na inny można użyć składni: typ_danych(element) >>> int(4.79) >>> float(20) 4 20.0 >>> str(2.71) >>> float(’2.54’) ’2.71’ 2.54 >>> int(’132’) >>> float(’ 2.765 ’) 132 2.765 >>> int(’a’) Traceback (most recent call last): File "", line 1, in int(’a’) ValueError: invalid literal for int() with base 10: ’a’ >>> int(’2.54’) Traceback (most recent call last): File "", line 1, in int(’2.54’) ValueError: invalid literal for int() with base 10: ’2.54’ Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 11 / 361 Zmienne – odniesienia do obiektów Python stosuje dynamiczną kontrolę typu zmiennej – typ jest ustalany w momencie przypisania wartości do zmiennej. Nie ma potrzeby deklaracji i określania typu. Python nie posiada zmiennych jako takich – stosuje odniesienia do obiektów. W przypadku danych niezmiennych nie jest to istotne. W przypadku obiektów zmiennych może to mieć znaczenie. a = ’jeden’ b = ’dwa’ c = a Wykonując polecenia, Python tworzy obiekt typu str z tekstem ’jeden’ i dalej tworzy odniesienie do obiektu, nazwane a. Trzecie polecenie tworzy nowe odniesienie c, wskazujące na ten sam obiekt co a. Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 12 / 361 Zmienne – odniesienia do obiektów a = ’jeden’ b = ’dwa’ c = a b = a Po wykonaniu poleceń wszystkie trzy zmienne będą odnosiły się do obiektu ’jeden’. Ponieważ do obiektu ’dwa’ nie ma więcej odniesień, Python może go usunąć (użyty zostanie mechanizm garbage collection). Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 13 / 361 Zmienne – nazwy Nazwy zmiennych: nie mogą być takie same jak słowa kluczowe języka Python, muszą zaczynać się od litery lub znaku podkreślenia, składają się z liter, cyfr, znaku podkreślenia (dopuszczalne są dowolne znaki Unicode – bez znaków odstępu), nie mają ograniczenia długości, są wrażliwe na wielkość liter. >>> a = 3 >>> while = 6 >>> A = 7 SyntaxError: invalid syntax >>> print(a,A) >>> a b = 3 3 7 SyntaxError: invalid syntax >>> a_b = 7 >>> print = 5 >>> żółć = 8 >>> żółć 8 >>> x = y = z = ’tekst’ >>> x,y,z (’tekst’, ’tekst’, ’tekst’) Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 14 / 361 Zmienne – nazwy Polecenie del powoduje odłączenie odniesienia do obiektu (zmiennej) od danych i usunięcie zmiennej. Polecenie nie usuwa danych z pamięci. Tym zajmuje się mechanizm garbage collection. >>> a = 7 >>> print(a) 7 >>> print = 7 >>> print(a) Traceback (most recent call last): File "", line 1, in print(a) TypeError: ’int’ object is not callable >>> del print >>> print(a) 7 Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 15 / 361 Zmienne – typ Typ zmiennych można dynamicznie zmieniać w trakcie wykonywania kodu. W przykładzie poniżej, każde kolejne przypisanie wiąże zmienną (odniesienie do obiektu) z kolejnymi obiektami typu str, float i na koniec int. >>> x = ’Tekst’ >>> print(x, type(x)) Tekst >>> x = 5.7 >>> print(x, type(x)) 5.7 >>> x = -20 >>> print(x, type(x)) -20 Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 16 / 361 Podstawowe kolekcje Podstawowe typy kolekcji to: list – lista i tuple – krotka. Obie służą do przechowywania dowolnej liczby elementów dowolnego typu w formie uporządkowanej sekwencji. Krotki (podobnie jak podstawowe typy danych) pozostają niezmienne. Listy są zmienne: można dodawać i usuwać ich elementy, a także zmieniać ich wartość. Krotki definiujemy w nawiasach (). >>> a = (’abc’, ’def’, ’ijk’) >>> d = () >>> a >>> d (’abc’, ’def’, ’ijk’) () >>> b = (1,3,5,7) >>> d = (5) >>> b >>> d (1, 3, 5, 7) 5 >>> c = (’abc’, 1, 3.987, ’x’) >>> d = (5,) >>> c >>> d (’abc’, 1, 3.987, ’x’) (5,) Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 17 / 361 Podstawowe kolekcje Listy definiujemy w nawiasach []. >>> a = [’abc’, ’def’, ’ijk’] >>> d = [] >>> a >>> d [’abc’, ’def’, ’ijk’] [] >>> b = [1,3,5,7] >>> d = >>> b >>> d [1, 3, 5, 7] >>> c = [’abc’, 1, 3.987, ’x’] >>> d = [5,] >>> c >>> d [’abc’, 1, 3.987, ’x’] Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 18 / 361 Listy i krotki Do określania rozmiaru listy, krotki (i innych typów, dla których ma to sens) służy funkcja len. >>> a = (’aaa’,’bbb’,’ccc’) >>> len(a) 3 >>> b = [’123’,1,2,3] >>> len(b) 4 >>> c = [] >>> len(c) 0 >>> d = ’To jest tekst’ >>> len(d) 13 Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 19 / 361 Listy i krotki Wewnętrznie listy i krotki nie przechowują elementów danych, a jedynie odniesienia do obiektów – w trakcie tworzenia listy, są one do niej kopiowane. Podobnie jak inne typy danych w Pythonie (np. int, str, float), listy i krotki są obiektami – egzemplarzami określonego typu danych (nazywanego też klasą). Obiekty mogą mieć metody – funkcje wywoływane dla określonych obiektów. Przykładowo typ list ma metodę append(), która umożliwia dodawanie elementu na koniec listy. >>> a = [’123’,1,-22,’xyz’,0.2] >>> print(a) [’123’, 1, -22, ’xyz’, 0.2] >>> a [’123’, 1, -22, ’xyz’, 0.2] >>> a.append(’nowy’) >>> a [’123’, 1, -22, ’xyz’, 0.2, ’nowy’] Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 20 / 361 Listy i krotki Obiekt a „wie”, że jest typu list – w Pythonie wszystkie obiekty „znają” swój typ. W praktycznej implementacji metody append, pierwszym argumentem jest zawsze sam obiekt a – przekazanie tego obiektu jest przeprowadzane automatycznie (jako część syntaktycznej obsługi metody). Każdą metodę można także wykorzystać inaczej – przekazując do niej obiekt w sposób jawny. >>> a = [’123’,1,-22,’xyz’,0.2] >>> a [’123’, 1, -22, ’xyz’, 0.2] >>> a.append(’nowy’) >>> a [’123’, 1, -22, ’xyz’, 0.2, ’nowy’] >>> list.append(a,’najnowszy’) >>> a [’123’, 1, -22, ’xyz’, 0.2, ’nowy’, ’najnowszy’] Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 21 / 361 Listy i krotki Operator kropki jest używany w celu uzyskania dostępu do atrybutów i metod obiektu. Zarówno listy, jak i krotki posiadają takich metod wiele. Podobnie jak dla typu tekstowego, za pomocą nawiasów kwadratowych możemy odwoływać się do dowolnych elementów listy i krotki. >>> b = (1,3,5,7) >>> b 1 >>> a = [1,3,5,7] >>> b = ’trzy’ >>> a Traceback (most recent call last): 1 File "", line 1, in >>> a[1:3] b = ’trzy’ [3, 5] TypeError: ’tuple’ object does not support item assignment >>> a = ’trzy’ >>> a >>> b.append(9) [1, ’trzy’, 5, 7] Traceback (most recent call last): File "", line 1, in b.append(9) AttributeError: ’tuple’ object has no attribute ’append’ Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 22 / 361 Listy i krotki >>> a = (1,2,3) >>> b = [4,5,6] >>> print(a,b) (1, 2, 3) [4, 5, 6] >>> b.append(9) >>> b [4, 5, 6, 9] >>> b.append(a) >>> b [4, 5, 6, 9, (1, 2, 3)] >>> c = [1,1,1] >>> b.append(c) >>> b [4, 5, 6, 9, (1, 2, 3), [1, 1, 1]] >>> c=9 >>> c [1, 9, 1] >>> b [4, 5, 6, 9, (1, 2, 3), [1, 9, 1]] Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 23 / 361 Operatory logiczne – operator tożsamości Operator tożsamości is sprawdza, czy dwa odniesienia od obiektu wskazują na ten sam obiekt. Operator nie porównuje wartości, porównuje jedynie adresy w pamięci dla wskazanych obiektów. >>> a = [1,’dwa’,3] >>> b = [1,’dwa’,3] >>> a is b False >>> c = a >>> a is c True Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 24 / 361 Operatory logiczne – operator tożsamości Często spotykanym przykładem użycia operatora is jest porównanie obiektu z wbudowanym w język obiektem None, używanym do wskazania na obiekt nieistniejący. W celu odwrócenia testu tożsamości używamy operatora is not. >>> a = [1,’dwa’,3] >>> a is None False >>> a is not None True >>> b = None >>> b is None True Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 25 / 361 Operatory logiczne – operator porównania Python oferuje standardowy zestaw binarnych operatorów porównania. Operatory porównują wartości obiektów. >>> a = 5 >>> b = 8 >>> a == b, a != b, a < b, a b, a >= b (False, True, True, True, False, False) >>> x = ’abc’ >>> y = ’def’ >>> z = ’abc’ >>> x is z True >>> x == y, x == z, x != y, x > y (False, True, True, False) >>> a = [1,’dwa’,3] >>> b = [2,’trzy’,4] >>> c = [1,’dwa’,3] >>> a == b, a == c, a != b, a < b (False, True, True, True) Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 26 / 361 Operatory logiczne – operator porównania Jedną ze szczególnie użytecznych cech operatorów porównania w Pythonie jest możliwość ich łączenia. >>> a = 5 >>> 0 >> 0 > a >=9 False Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 27 / 361 Operatory logiczne – operator porównania Jedną ze szczególnie użytecznych cech operatorów porównania w Pythonie jest możliwość ich łączenia. >>> a = 5 >>> 0 >> 0 > a >=9 False Przy porównywaniu stosowana jest kontrola typu. >>> 1 > ’zero’ Traceback (most recent call last): File "", line 1, in 1 > ’zero’ TypeError: ’>’ not supported between instances of ’int’ and ’str’ Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 27 / 361 Op. logiczne – operator przynależności W przypadku typów danych będących sekwencjami lub kolekcjami (listy, krotki, tekst) można sprawdzać przynależność elementu za pomocą operatora in, a brak przynależności za pomocą not in. >>> a = [1,2,3,’cztery’] >>> 3 in a True >>> ’cztery’ in a True >>> ’trzy’ in a False >>> ’dwa’ not in a True >>> zdanie = ’To jest przykładowe zdanie’ >>> ’T’ in zdanie True >>> ’ą’ not in zdanie True >>> ’jest’ in zdanie True >>> ’zdanie ’ in zdanie False Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 28 / 361 Operatory logiczne Język Python oferuje trzy operatory logiczne: and, or, not. >>> a = 8 >>> b = 3 >>> c = 0 >>> a > b or b < c True >>> a > b and b < c False >>> not (a > b) False >>> not a False >>> not c True >>> not -0.01 False >>> not 0.0 True Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 29 / 361 Kontrola pracy programu – polecenie if Polecenia znajdujące się w pliku *.py są wykonywane po kolei od pierwszego wiersza. Zmienić to można wywołując funkcję (metodę), używając poleceń warunkowych lub tworząc pętle w programach. Przebieg wykonywania programu jest też zmieniany po zgłoszeniu wyjątku. Składnia polecenia if jest następująca. if wyrażenie_logiczne_1: blok_kodu_1 elif wyrażenie_logiczne_2: blok_kodu_2.... elif wyrażenie_logiczne_N: blok_kodu_N else: blok_else Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 30 / 361 Kontrola pracy programu – polecenie if Wyrażenie logiczne – to dowolne wyrażenie, które w wyniku obliczenia da nam wartość logiczną: True, False. W języku Python wyrażenie będzie fałszywe gdy: jawnie będzie równe False, jest obiektem None, jest pustą sekwencją bądź kolekcją (np. listą, krotką, tekstem), liczbowym typem danych równym 0. W każdym innym przypadku wyrażenie będzie traktowane jako prawdziwe. Blok kodu – sekwencja jednego lub większej liczby poleceń. Jeśli blok taki jest wymagany, a nie chcemy wykonywać żadnych działań, Python udostępnia nam polecenie pass, które nie wykonuje żadnego działania. Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 31 / 361 Kontrola pracy programu – polecenie if Liczba klauzul elif może być dowolna (także 0), a klauzula else jest opcjonalna. Charakterystyczne cechy – brak nawiasów oddzielających blok kodu i obecność dwukropka przed blokiem kodu. Do wyróżnienia bloku kodu stosujemy wcięcia – standardowo 4 spacje na każdy poziom wcięcia. Python działa także z dowolną liczbą spacji zakładając, że użyte wcięcia zachowają spójność. Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 32 / 361 Kontrola pracy programu – polecenie if x = 1 if x: print(’x nie jest zerem’) ####################################################### liczba = 17 if 0 0: 8 print(x) 6 x = x - 2 4 if x == 0: 2 break ####################################################### 1 a = 0 2 while 0 Traceback (most recent call last): File "D:\Marcin\Kursy\Python\Examples\proby.py", line 2, in b = int(a) ValueError: invalid literal for int() with base 10: ’trzy’ >>> Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 41 / 361 Podstawy obsługi wyjątków try: a = ’trzy’ b = int(a) except ValueError: print(’Nieprawidłowa wartość!’) --------------------------------------------------------- >>> Nieprawidłowa wartość! >>> try: a = ’trzy’ b = int(a) except ValueError as zm_err: print(’Nieprawidłowa wartość!’) print(zm_err) --------------------------------------------------------- >>> Nieprawidłowa wartość! invalid literal for int() with base 10: ’trzy’ >>> Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 42 / 361 Operatory arytmetyczne Mamy do dyspozycji 4 podstawowe operatory arytmetyczne: + − * / x = 4 y = 2 z = x / y print(x,type(x)) print(y,type(y)) print(z,type(z)) --------------------------------------------------------- 4 2 2.0 Operator dzielenia zawsze zwraca w wyniku liczbę zmiennoprzecinkową! Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 43 / 361 Operatory arytmetyczne x // y – dzieli liczbę x przez y , odrzucając część ułamkową. Wynikiem jest zawsze liczba typu int. x % y – oblicza resztę z dzielenia x przez y. -x – negacja x, x ** y – oblicza x do potęgi y. Jest też funkcja pow(x,y). abs(x) – oblicza wartość bezwzględną z x. >>> c = 2 ** 3 >>> print(c,type(c)) 8 >>> c = 2 ** -3 # 0.125 >>> c = 2.7 ** 0.5 # 1.6431676725154984 >>> c = 20 // 7 # 2 >>> c = 20 % 7 # 6 Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 44 / 361 Operatory arytmetyczne Wszystkie operatory mają też swoje odpowiedniki w formie rozszerzonych operatorów przypisania: +=, -=, *=, /=, //=, %=, **= >>> a = 2 >>> a **= 5 # 32 >>> a //= 10 # 3 >>> a *= 20 # 60 >>> a %= 8 # 4 Ponieważ liczbowe typy danych są niezmienne, w wyniku użycia takich operatorów tworzony jest nowy obiekt przechowujący wynik i to tego nowego obiektu będzie dalej odnosić się zmienna. Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 45 / 361 Operatory arytmetyczne W Pythonie można przeciążać operatory – będą odpowiednio działać także dla klas innych niż podstawowe typy liczbowe. Przykładowo dla tekstów i list można używać operatorów: +, +=, *, *=. >>> a = ’nowy’ >>> b = ’tekst’ >>> c = a + ’ ’ + b >>> c ’nowy tekst’ >>> a += ’ wiersz’ >>> a ’nowy wiersz’ >>> d = ’tekst ’ * 3 >>> d ’tekst tekst tekst ’ >>> a *= 4 >>> a ’nowy wiersznowy wiersznowy wiersznowy wiersz’ >>> b - a Traceback (most recent call last): b - a TypeError: unsupported operand type(s) for -: ’str’ and ’str’ Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 46 / 361 Operatory arytmetyczne >>> lista = [’aaa’,’bbb’,’ccc’] >>> lista1 = [1,2,3] >>> lista2 = lista + lista1 >>> lista2 [’aaa’, ’bbb’, ’ccc’, 1, 2, 3] >>> lista1 += 4 Traceback (most recent call last): File "", line 1, in lista1 += 4 TypeError: ’int’ object is not iterable >>> lista1 += >>> lista1 [1, 2, 3, 4] >>> lista3 = lista1 * 3 >>> lista3 [1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4] Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 47 / 361 Operatory arytmetyczne >>> lista4 = lista + ’tekst’ Traceback (most recent call last): File "", line 1, in lista4 = lista + ’tekst’ TypeError: can only concatenate list (not "str") to list >>> lista += ’tekst’ >>> lista [’aaa’, ’bbb’, ’ccc’, ’t’, ’e’, ’k’, ’s’, ’t’] >>> lista += [’tekst’] >>> lista [’aaa’, ’bbb’, ’ccc’, ’t’, ’e’, ’k’, ’s’, ’t’, ’tekst’] Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 48 / 361 Operacje wejścia – wyjścia Do wyświetlania wyników działania programu w konsoli najprościej użyć funkcji print(), która dokładniej omówiona będzie dalej. Wprowadzanie danych z klawiatury można zrealizować z pomocą funkcji input(). Jej argumentem może być tekst wyświetlany w konsoli. Funkcja zatrzymuje działanie programu, czeka aż użytkownik wprowadzi dane i naciśnie Enter. Funkcja zwraca wprowadzony tekst (jeśli tylko naciśnięto Enter, zwrócony będzie pusty ciąg tekstowy). Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 49 / 361 Operacje wejścia – wyjścia print(’Wprowadzaj liczby całkowite + Enter’) Wprowadzaj liczby całkowite + Enter print(’Samo Enter kończy program’) Samo Enter kończy program Podaj liczbę: 1 suma = 0 Podaj liczbę: 2 Podaj liczbę: 3 while True: Podaj liczbę: 4 liczba = input(’Podaj liczbę: ’) Podaj liczbę: if liczba: Suma liczb = 10 try: Wprowadzaj liczby całkowite + Enter wartosc = int(liczba) Samo Enter kończy program except ValueError as err: Podaj liczbę: 1 Podaj liczbę: 2 print(err) Podaj liczbę: 3 continue Podaj liczbę: ’4’ invalid literal for int() with base 10: "’4’" suma += wartosc Podaj liczbę: 4.5 else: invalid literal for int() with base 10: ’4.5’ break Podaj liczbę: 4 Podaj liczbę: Suma liczb = 10 print(’Suma liczb =’, suma) Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 50 / 361 Funkcje Ogólna składnia funkcji: def nazwa_funkcji(argumenty): blok_kodu Argumenty są opcjonalne. Jeśli jest ich kilka, rozdzielamy je przecinkami. Każda funkcja zwraca wartość. Domyślnie zwracana jest wartość None. Można zwrócić inną wartość poleceniem: return wartość. Zwracana wartość może być pojedynczym elementem lub krotką elementów. Wartość zwrotna może być zignorowana w miejscu wywołania. Funkcje są obiektami, a polecenie def tworzy odniesienie do obiektu funkcji. Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 51 / 361 Funkcje def pole_trapezu(a,b,h): if a < 0 or b < 0 or h < 0: return None else: pole = 0.5*(a+b)*h return pole pole = pole_trapezu(5.5, 7, 4) print(’Pole trapezu =’, pole) ---------------------------------------------------- >>> Pole trapezu = 25.0 Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 52 / 361 Funkcje Python dostarcza wiele gotowych funkcji wbudowanych i funkcji znajdujących się w zewnętrznych modułach (np. w bibliotece standardowej). Moduł jest zwykłym plikiem tekstowym z rozszerzeniem *.py, w którym znajdują się definicje funkcji, klas i zmiennych. Moduł importujemy poleceniem import nazwa_modułu (bez rozszerzenia!) i od tego momentu uzyskujemy dostęp do dowolnej funkcji, klasy bądź zmiennej zdefiniowanej w module. Składnia użycia funkcji z modułu: nazwa_modułu.nazwa_funkcji(argumenty) Polecenia import zaleca się umieszczać na początku pliku (najpierw moduły z biblioteki standardowej, potem moduły firm trzecich, na koniec własne). Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 53 / 361 Funkcje import math def pierwiastki(a,b,c): delta = b**2 - 4*a*c if delta >= 0: x1 = (-b + math.sqrt(delta))/(2*a) x2 = (-b - math.sqrt(delta))/(2*a) return x1, x2 else: print(’Funkcja nie liczy pierwiastków w postaci liczb zespolonych!’) return None,None pierwiastki(1,9,1) (x_1,x_2) = pierwiastki(1,2,1) print(x_1,x_2) wynik = pierwiastki(1,2,1) print(wynik) wynik = pierwiastki(1,1,1) print(wynik) Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 54 / 361 Funkcje import math def pierwiastki(a,b,c): delta = b**2 - 4*a*c if delta >= 0: x1 = (-b + math.sqrt(delta))/(2*a) x2 = (-b - math.sqrt(delta))/(2*a) return x1, x2 else: print(’Funkcja nie liczy pierwiastków w postaci liczb zespolonych!’) return None,None pierwiastki(1,9,1) (x_1,x_2) = pierwiastki(1,2,1) print(x_1,x_2) wynik = pierwiastki(1,2,1) print(wynik) wynik = pierwiastki(1,1,1) print(wynik) ------------------------------------------------------ -1.0 -1.0 (-1.0, -1.0) Funkcja nie liczy pierwiastków w postaci liczb zespolonych! (None, None) Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 55 / 361 Zmienne i proste typy danych Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 56 / 361 Zmienne – nazwy Nazwy zmiennych: muszą zaczynać się od litery lub znaku podkreślenia, składają się z liter, cyfr, znaku podkreślenia (dopuszczalne są dowolne znaki Unicode – bez znaków odstępu), nie mają ograniczenia długości, są wrażliwe na wielkość liter. Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 57 / 361 Zmienne – nazwy Nazwy zmiennych nie mogą być takie same jak słowa kluczowe języka Python. False def if raise None del import return True elif in try and else is while as except lambda with assert finally nonlocal yield break for not class from or continue global pass Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 58 / 361 Zmienne – nazwy Należy przestrzegać konwencji, zgodnie z którą nazwy zmiennych nie powinny być takie same jak nazwy wbudowanych typów danych, funkcji czy wyjątków Pythona. >>> dir(__builtins__) [’ArithmeticError’, ’AssertionError’, ’AttributeError’, ’BaseException’, ’BlockingIOError’, ’BrokenPipeError’, ’BufferError’, ’BytesWarning’, ’ChildProcessError’, ’ConnectionAbortedError’, ’ConnectionError’,... ’UnicodeEncodeError’, ’UnicodeError’, ’UnicodeTranslateError’, ’UnicodeWarning’ ’UserWarning’, ’ValueError’, ’Warning’, ’WindowsError’, ’ZeroDivisionError’, ’_’, ’__build_class__’, ’__debug__’, ’__doc__’, ’__import__’, ’__loader__’, ’__name__’, ’__package__’, ’__spec__’, ’abs’, ’all’, ’any’, ’ascii’, ’bin’, ’bool’, ’bytearray’, ’bytes’, ’callable’, ’chr’, ’classmethod’, ’compile’, ’complex’, ’copyright’, ’credits’, ’delattr’, ’dict’, ’dir’, ’divmod’, ’enumerate’, ’eval’, ’exec’, ’exit’, ’filter’, ’float’, ’format’, ’frozenset’, ’getattr’, ’globals’, ’hasattr’, ’hash’, ’help’, ’hex’, ’id’, ’input’, ’int’, ’isinstance’, ’issubclass’, ’iter’, ’len’, ’license’, ’list’, ’locals’, ’map’, ’max’, ’memoryview’, ’min’, ’next’, ’object’, ’oct’, ’open’, ’ord’, ’pow’, ’pri ’property’, ’quit’, ’range’, ’repr’, ’reversed’, ’round’, ’set’, ’setattr’, ’sl ’sorted’, ’staticmethod’, ’str’, ’sum’, ’super’, ’tuple’, ’type’, ’vars’, ’zip’ Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 59 / 361 Zmienne – nazwy Nazwy rozpoczynające się i kończące dwoma znakami podkreślenia (np. __str__) nie powinny być używane. Nazwy tego typu służą do definiowania zmiennych i metod specjalnych przy tworzeniu obiektów. Można je ponownie zaimplementować (nadpisać), ale nie powinno się tworzyć własnych. Nazwy, które zaczynają się (ale nie kończą) jednym bądź dwoma podkreśleniami są również w pewnych okolicznościach traktowane w sposób specjalny. Np w Shell-u, podkreślenie może oznaczać ostatnio wykonywane polecenie. W programach lokalizowanych na wiele języków, podkreślenie bywa używane jako funkcja tłumacząca. >>> a = 3 >>> type(a) >>> _ Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 60 / 361 Liczby całkowite – typ int Typ int reprezentuje liczby całkowite (dodatnie i ujemne). Wielkość liczb całkowitych w Pythonie jest ograniczona jedynie przez ilość pamięci zainstalowanej w komputerze, a nie przez odgórnie ustaloną liczbę bajtów. Liczby można także definiować stosując inne podstawy, np.: >>> a = 132123 # dziesiętna 132123 >>> b = 0b1100 # binarna (lub 0B1100) >>> b 12 >>> c = 0xFF00 # szestnastkowa (0XFF00) >>> c 65280 >>> d = 0o1238 # ósemkowa (0O1238) SyntaxError: invalid syntax >>> d = 0o1237 >>> d 671 Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 61 / 361 Liczby całkowite – typ int Operatory arytmetyczne omówiono wcześniej. Funkcje konwersji dla liczb całkowitych: int(x) – konwertuje obiekt x do typu całkowitego. int(x,baza) – konwertuje obiekt x do typu całkowitego. Baza musi być liczbą całkowitą z przedziału od 2 do 36. bin(x) – zwraca ciąg tekstowy reprezentujący binarną postać x. hex(x) – zwraca ciąg tekstowy reprezentujący szestnastkową postać x. oct(x) – zwraca ciąg tekstowy reprezentujący ósemkową postać x. >>> int(’1100’,2) >>> bin(15) 12 ’0b1111’ >>> int(’FFFF’,16) >>> oct(15) 65535 ’0o17’ >>> int(’1234’,5) >>> hex(15) 194 ’0xf’ Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 62 / 361 Liczby całkowite – typ int Python udostępnia operatory bitowe działające na liczbach typu int: &, |, ^, , ~ oraz ich wersje z operatorem przyrównania: &=, |=, ^=, =. Operatory bitowe działają na reprezentacjach binarnych. x & y – operacja AND na liczbach x i y. x | y – operacja OR. x ^ y – operacja XOR. x > n – przesunięcie bitów w x o n miejsc w prawo. ~x – odwrócenie bitów. >>> x = 0b110011 >>> bin(x ^ y) >>> y = 0b101010 ’0b11001’ >>> z = x & y >>> bin(x >> 2) >>> bin(z) ’0b1100’ ’0b100010’ >>> bin(x >> bin(x | y) ’0b11001100’ ’0b111011’ Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 63 / 361 Liczby całkowite – typ int Dla klasy int dostępna jest metoda int.bit_length() określająca ilość bitów potrzebną do reprezentacji liczby całkowitej. >>> a = 111 >>> a.bit_length() 7 >>> (111111).bit_length() 17 >>> (0xFF).bit_length() 8 >>> (0xFFaa).bit_length() 16 >>> (2**347).bit_length() 348 >>> 2**347 2866873269987589389513526119127608675995706236460351404671986049233653595110606 >>> 348 // 8 43 >>> divmod(348,8) (43, 4) >>> Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 64 / 361 Wartości logiczne – typ bool W Pythonie istnieją 2 wbudowane obiekty logiczne: True i False. Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 65 / 361 Liczby zmiennoprzecinkowe W Pythonie mamy 3 rodzaje wartości zmiennoprzecinkowych: wbudowane float i complex oraz typ decimal.Decimal z biblioteki standardowej. Typ float reprezentuje wartości rzeczywiste (zmiennoprzecinkowe o podwójnej precyzji). Zakres zależy tu od kompilatora C użytego do kompilacji Pythona. Liczby tego typu mają ograniczoną precyzję (problemy z wiarygodnym porównywaniem!). >>> 0.5, 0.1, -27.3, 9.2e-4, -3.6e3 (0.5, 0.1, -27.3, 0.00092, -3600.0) Wszystkie operatory arytmetyczne omówione wcześniej, mogą być stosowane z liczbami typu float. >>> import sys >>> sys.float_info (max=1.7976931348623157e+308, max_exp=1024, max_10_exp=308, min=2.2250738585072014e-308, min_exp=-1021, min_10_exp=-307, dig=15, mant_dig=53, epsilon=2.220446049250313e-16, radix=2, ro Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 66 / 361 Liczby zmiennoprzecinkowe – float Bardziej złożone funkcje i pewne stałe udostępnia moduł math. >>> import math >>> math.pi 3.141592653589793 >>> math.e 2.718281828459045 >>> math.inf inf >>> math.nan nan Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 67 / 361 Liczby zmiennoprzecinkowe – float Ważniejsze funkcje matematyczne. cos(x), sin(x), tan(x) – zwraca wartość funkcji dla argumentu x w radianach. acos(x), asin(x), atan(x) – zwraca wartość funkcji w radianach dla argumentu x. exp(x) – oblicza e x. log(x) – oblicza logarytm naturalny. log(x,b) – oblicza logarytm o podstawie b. log10(x) – oblicza logarytm o podstawie 10. >>> math.cos(math.pi) -1.0 >>> math.log(math.e) 1.0 >>> math.log(256,2) 8.0 Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 68 / 361 Liczby zmiennoprzecinkowe – float fabs(x) – zwraca wartość bezwzględną x. sqrt(x) – zwraca pierwiastek kwadratowy x. ceil(x) – zwraca najmniejszą l. całkowitą większą lub równą x. floor(x) – zwraca największą l. całkowitą mniejszą lub równą x. trunc(x) – zwraca część całkowitą x. >>> a = math.ceil(-3.2) >>> a,type(a) >>> a = round(23.4) (-3, ) >>> print(a,type(a)) 23 >>> c = math.trunc(-3.2) >>> c, type(c) >>> a = round(23.42324,2) (-3, ) >>> print(a,type(a)) 23.42 >>> a = math.floor(-3.2) >>> a,type(a) (-4, ) Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 69 / 361 Liczby zmiennoprzecinkowe – float isinf(x) – zwraca True jeśli x jest ±∞. isnan(x) – zwraca True jeśli x jest typu math.nan. gcd(x,y) – zwraca największy wspólny podzielnik liczb x i y. Przydatne funkcje klasy float. float.is_integer(x) – zwraca True gdy liczba ma zerową część ułamkową. float.as_integer_ratio(x) – zwraca liczbę jako ułamek (w formie krotki). >>> math.gcd(120,45) 15 >>> float.as_integer_ratio(1.75) (7, 4) >>> (0.125).as_integer_ratio() (1, 8) Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 70 / 361 Liczby zespolone – complex Typ complex to niezmienny typ danych, przechowujący parę liczb typu float, z których pierwsza reprezentuje część rzeczywistą, a druga część urojoną liczby zespolonej. Część urojoną definiujemy z literą j. Poszczególne składniki liczby zespolonej dostępne są jako atrybuty real i imag klasy complex. >>> a = 2 + 3j >>> a (2+3j) >>> d = 4+0j >>> d,type(d) >>> b = 4 - 2.3j ((4+0j), ) >>> b, type(b) ((4-2.3j), ) >>> b.real 4.0 >>> c = -5j >>> b.imag >>> c -2.3 (-0-5j) Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 71 / 361 Liczby zespolone – complex Z wyjątkiem operatorów // i % pozostałe operatory (także rozszerzone przypisania) mogą być wykorzystywane do działań na liczbach zespolonych. >>> a = 3 + 4j >>> b = 2 - 5j >>> z4 = b / a >>> z4 >>> z8 = a ** 0.5 >>> z1 = a * b >>> z8 (-0.56-0.92j) >>> z1 (2+1j) (26-7j) >>> z6 = a**2 >>> z6 >>> z7 = a**-2 >>> z2 = a + b >>> z7 (-7+24j) >>> z2 (-0.0112-0.0384j) (5-1j) >>> z5 = a**b >>> z5 >>> z3 = a / 2 (2568.926440363592+233.34785796721815j) >>> z3 (1.5+2j) Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 72 / 361 Liczby zespolone – complex Funkcje modułu math nie działają z liczbami zespolonymi! Należy używać modułu cmath, który dla liczb zespolonych udostępnia większość podstawowych funkcji. import math import cmath def pierwiastki2(a,b,c): delta = b**2 - 4*a*c if delta >= 0: x1 = (-b + math.sqrt(delta))/(2*a) x2 = (-b - math.sqrt(delta))/(2*a) else: x1 = (-b + cmath.sqrt(delta))/(2*a) x2 = (-b - cmath.sqrt(delta))/(2*a) return x1, x2 wynik = pierwiastki2(1,2,1) print(wynik) wynik = pierwiastki2(1,1,1) print(wynik) Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 73 / 361 Liczby zespolone – complex import math import cmath def pierwiastki2(a,b,c): delta = b**2 - 4*a*c if delta >= 0: x1 = (-b + math.sqrt(delta))/(2*a) x2 = (-b - math.sqrt(delta))/(2*a) else: x1 = (-b + cmath.sqrt(delta))/(2*a) x2 = (-b - cmath.sqrt(delta))/(2*a) return x1, x2 wynik = pierwiastki2(1,2,1) print(wynik) wynik = pierwiastki2(1,1,1) print(wynik) ----------------------------------------------------- (-1.0, -1.0) ((-0.5+0.8660254037844386j), (-0.5-0.8660254037844386j)) Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 74 / 361 Liczby typu Decimal Moduł decimal udostępnia niezmienne liczby typu Decimal, które zapewniają dokładność ustaloną przez programistę. Obliczenia na liczbach typu Decimal sa znacznie wolniejsze niż na liczbach typu float. Liczby tego typu można wiarygodnie porównywać. Domyślną dokładnością liczb typu Decimal jest 28 miejsc po przecinku. Liczby tworzymy za pomocą funkcji decimal.Decimal(), a jej argumentem może być wartość całkowita int lub ciąg tekstowy. Aby wykorzystać wartość typu float do utworzenia liczby typu Decimal możemy użyć specjalnej funkcji decimal.Decimal.from_float(). Większość operatorów arytmetycznych (łącznie z rozszerzonym przypisaniem) działa prawidłowo także dla typu Decimal. Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 75 / 361 Liczby typu Decimal >>> import decimal >>> a = decimal.Decimal(123) >>> b = decimal.Decimal(’456.789’) >>> print(a, b, type(a)) 123 456.789 >>> c = decimal.Decimal.from_float(0.1) >>> c Decimal(’0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625’) >>> decimal.getcontext().prec = 6 >>> c = a / b >>> print(c) 0.269271 >>> decimal.getcontext().prec = 50 >>> c = a / b >>> print(c) 0.26927093253121244163059968606949817092793390383744 Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 76 / 361 Liczby typu Decimal Moduły math i cmath nie pracują z liczbami typu Decimal jednak dla obiektów tego typu zdefiniowane są własne funkcje (o nazwach podobnych do modułu math) wykonujące właściwe obliczenia. >>> getcontext().prec = 28 >>> Decimal(2).sqrt() Decimal(’1.414213562373095048801688724’) >>> Decimal(1).exp() Decimal(’2.718281828459045235360287471’) >>> Decimal(’10’).ln() Decimal(’2.302585092994045684017991455’) >>> Decimal(’10’).log10() Decimal(’1’) Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 77 / 361 Ciągi tekstowe – typ str Typ str reprezentuje ciągi tekstowe (sekwencje znaków Unicode). >>> ’Przykładowy tekst’ ’Przykładowy tekst’ >>> "Źdźbło trawy" ’Źdźbło trawy’ >>> ’’ ’’ Jeżeli wewnątrz tekstu chcemy wstawić cytat, to jest to dozwolone o ile tekst i cytat będą ograniczone za pomocą odmiennych znaków. >>> t1 = ’To jest "cytat" w tekście’ >>> t2 = "I to jest ’cytat’ w tekście" >>> t1 ’To jest "cytat" w tekście’ >>> t2 "I to jest ’cytat’ w tekście" Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 78 / 361 Ciągi tekstowe – typ str Możemy też użyć tzw. sekwencji sterujących: \’ lub \" >>> t3 = ’To jest apostrof: \’ w tekście, a to cudzysłów \" ’ >>> t3 ’To jest apostrof: ’ w tekście, a to cudzysłów " ’ W Pythonie zakończeniem polecenia jest znak nowego wiersza. Nie dotyczy to poleceń umieszczonych w nawiasach (), [], {} oraz tekstów w potrójnych apostrofach. >>> t4 = ’’’To jest tekst z ’cytatem’ i z innym "cytatem", który składa się z trzech \ wierszy’’’ >>> print(t4) To jest tekst z ’cytatem’ i z innym "cytatem", który składa się z trzech wierszy Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 79 / 361 Ciągi tekstowe – typ str Ważniejsze sekwencje sterujące. \ – ignoruje znak nowego wiersza \’, \", \\ – wstaw odpowiedni znak \n – wstaw nowy wiersz \t – wstaw tabulator \N{nazwa} – wstaw znak Unicode o podanej nazwie \xhh – wstaw znak Unicode o podanej 8-bitowej wartości szesnastkowej \uhhhh – wstaw znak Unicode o podanej 16-bitowej wartości szesnastkowej \Uhhhhhhhh – wstaw znak Unicode o podanej 32-bitowej wartości szesnastkowej Poprzedzając tekst literą r możemy definiować niezmodyfikowane ciągi tekstowe, w których sekwencje sterujące nie działają. Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 80 / 361 Ciągi tekstowe – typ str >>> ’\N{dollar sign}’ ’$’ >>> ’\N{copyright sign}’ ’©’ >>> ord(’ń’) 324 >>> hex(324) ’0x144’ >>> t = ’Pluci\u0144ski’ >>> t ’Pluciński’ >>> a = ’asd \n \N{dollar sign} \\’ >>> print(a) asd $ \ >>> b = r’asd \n \N{dollar sign} \\’ >>> print(b) asd \n \N{dollar sign} \\ Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 81 / 361 Ciągi tekstowe – porównywanie Dla ciągów tekstowych poprawnie działają tradycyjne operatory porównania:. Problemy: Niektóre znaki mają przypisanych kilka kodów. Kolejność sortowania pewnych znaków może być specyficzna dla języka. Czasami w zdaniu mogą wystąpić słowa w różnych językach. Dla niektórych znaków (np. znaki ozdobne, strzałki, itp.) nie ma sensownych kryteriów sortowania. Porównywanie jest wykonywane z umieszczonych w pamięci bajtów definiujących ciąg tekstowy. Kolejność sortowania bazuje zatem na kodach Unicode. Sposób porównywania może być dostosowany do własnych potrzeb. Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 82 / 361 Ciągi tekstowe – indeksowanie Sposób numerowania elementów ilustruje tabela. P R Z Y K Ł A D [-8] [-7] [-6] [-5] [-4] [-3] [-2] [-1] Przypisanie indeksu spoza dozwolonych wartości powoduje zgłoszenie wyjątku: IndexError. Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 83 / 361 Ciągi tekstowe – indeksowanie P R Z Y K Ł A D [-8] [-7] [-6] [-5] [-4] [-3] [-2] [-1] Indeksowanie można zrealizować na kilka sposobów: sekwencja[początek] sekwencja[początek:koniec] sekwencja[początek:koniec:krok] Sekwencja może być np. ciągiem tekstowym, listą, krotką. Wartości początek, koniec i krok muszą być liczbami całkowitymi (lub zmiennymi przechowującymi liczby całkowite). Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 84 / 361 Ciągi tekstowe – indeksowanie P R Z Y K Ł A D [-8] [-7] [-6] [-5] [-4] [-3] [-2] [-1] sekwencja[początek:koniec] – wyodrębnia elementy od miejsca początek do miejsca koniec ale bez(!) tego elementu z krokiem 1. Poszczególne wartości w indeksowaniu można pomijać. Przyjmują one wtedy wartości domyślne. początek – 0 gdy krok dodatni, −1 gdy krok ujemny koniec – −1 gdy krok dodatni, 0 gdy krok ujemny krok – domyślnie 1 Jeśli koniec jest domyślny, to jest uwzględniany w wyniku indeksowania, np. a[0::1]. Jeśli koniec jest podany jawnie, np. a[0:-1:1], w wyniku indeksowania uwzględniony nie będzie. Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 85 / 361 Ciągi tekstowe – indeksowanie P R Z Y K Ł A D [-8] [-7] [-6] [-5] [-4] [-3] [-2] [-1] >>> t = ’PRZYKŁAD’ >>> t[:] >>> t ’PRZYKŁAD’ ’Y’ >>> t[-1:-8:-1] >>> t ’DAŁKYZR’ ’P’ >>> t[-1::-1] >>> t[-1] ’DAŁKYZRP’ ’D’ >>> t[::-1] >>> t[0:7] ’DAŁKYZRP’ ’PRZYKŁA’ >>> t[0::2] >>> t[-1:-8] ’PZKA’ ’’ >>> t[0:7:2] >>> t[:5] ’PZKA’ ’PRZYK’ >>> t[-1::-3] >>> t[2:] ’DKR’ ’ZYKŁAD’ Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 86 / 361 Ciągi tekstowe – metody Replikacja: t1 = ’wyraz ’ >>> t4 = t1 * 4 >>> t4 ’wyraz wyraz wyraz wyraz ’ Przynależność tekstu można sprawdzać za pomocą operatora in, a brak przynależności za pomocą not in. >>> zdanie = ’To jest przykładowe zdanie’ >>> ’T’ in zdanie True >>> ’ą’ not in zdanie True >>> ’jest’ in zdanie True >>> ’zdanie ’ in zdanie False >>> ’wyraz’ not in zdanie True Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 87 / 361 Ciągi tekstowe – metody s.find(t,początek,koniec) – zwraca pierwsze wystąpienie t w s. Jeśli nie zostanie znalezione, zwraca −1. Ostatnie wystąpienie zwraca funkcja rfind. s.index(t,początek,koniec) – zwraca pierwsze wystąpienie t w s. Jeśli nie zostanie znalezione, zgłasza wyjątek ValueError. Ostatnie wystąpienie zwraca funkcja rindex. >>> zdanie = ’To jest przykładowe zdanie’ >>> zdanie.find(’e’) 4 >>> zdanie.index(’e’) 4 >>> zdanie.find(’jest’) 3 >>> zdanie.index(’nie jest’) Traceback (most recent call last): >>> zdanie.find(’nie jest’) File "", line 1, in >> zdanie = ’To nie jest przykładowe zdanie’ >>> zdanie.count(’e’) 4 >>> zdanie.count(’nie’) >>> zdanie.count(’e’,0,-10) 2 2 Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 90 / 361 Ciągi tekstowe – metody >>> zdanie = ’To nie jest przykładowe zdanie’ >>> zdanie.startswith(’To’) True >>> zdanie.startswith(’To jest’) False >>> zdanie.startswith((’To’,’To ’)) True >>> zdanie.startswith((’To’,’Nie’)) True >>> zdanie.startswith((’[’,’{’,’(’)) False >>> zdanie.startswith(’nie’,3) True >>> zdanie.startswith(’nie’,5,-1) False >>> zdanie.endswith(’nie’,5,-1) False >>> zdanie.endswith(’nie’,5) True >>> zdanie[5:].endswith(’nie’) True >>> Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 91 / 361 Ciągi tekstowe – metody s.join(sekwencja) – zwraca połączenie elementów sekwencji z ciągiem tekstowym s (który może być pusty). s.partition(t) – zwraca krotkę trzech ciągów tekstowych: fragment przed pierwszym wystąpieniem t, t i resztę tekstu. Jeśli s nie zawiera t, zwracane jest s i dwa ciągi puste. Metoda rpartition działa podobnie, względem ostatniego wystąpienia t. >>> osoby = [’Jan’,’Adam’,’Marek’] >>> lista = ’ ’.join(osoby) >>> lista ’Jan Adam Marek’ >>> ’’.join(osoby) ’JanAdamMarek’ >>> ’\n’.join(osoby) ’Jan\nAdam\nMarek’ >>> print(’\n’.join(osoby)) Jan Adam Marek Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 92 / 361 Ciągi tekstowe – metody s.join(sekwencja) – zwraca połączenie elementów sekwencji z ciągiem tekstowym s (który może być pusty). s.partition(t) – zwraca krotkę trzech ciągów tekstowych: fragment przed pierwszym wystąpieniem t, t i resztę tekstu. Jeśli s nie zawiera t, zwracane jest s i dwa ciągi puste. Metoda rpartition działa podobnie, względem ostatniego wystąpienia t. >>> tekst = ’C:\Marcin\Dokumenty\Kursy\Python\Examples>python znaki.py’ >>> wynik = tekst.partition(’ ’) >>> wynik (’C:\\Marcin\\Dokumenty\\Kursy\\Python\\Examples>python’, ’ ’, ’znaki.py’) >>> tekst.partition(’.’) (’C:\\Marcin\\Dokumenty\\Kursy\\Python\\Examples>python znaki’, ’.’, ’py’) >>> tekst.partition(’\\’) (’C:’, ’\\’, ’Marcin\\Dokumenty\\Kursy\\Python\\Examples>python znaki.py’) Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 93 / 361 Ciągi tekstowe – metody s.split(t) – zwraca listę ciągów tekstowych, powstałych po podziale s przez t. s.split(t,n) – jak wyżej, ale podział dokonywany jest tylko na n pierwszych wystąpieniach t. s.rsplit(t,n) – jak wyżej, ale podział dokonywany jest tylko na n ostatnich wystąpieniach t. s.splitlines() – zwraca listę wierszy po podziale s w miejscach zakończenia linii. >>> tekst = ’C:\Marcin\Dokumenty\Kursy\Python\Examples>python znaki.py’ >>> tekst.split(’\\’) [’C:’, ’Marcin’, ’Dokumenty’, ’Kursy’, ’Python’, ’Examples>python znaki.py’] >>> tekst.split(’\\’,3) [’C:’, ’Marcin’, ’Dokumenty’, ’Kursy\\Python\\Examples>python znaki.py’] >>> ’To jest zdanie do podziału’.split(’ ’) [’To’, ’jest’, ’zdanie’, ’do’, ’’, ’podziału’] >>> ’To jest zdanie do podziału’.split() [’To’, ’jest’, ’zdanie’, ’do’, ’podziału’] Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 94 / 361 Ciągi tekstowe – metody s.lower(), s.upper(), s.swapcase() s.title() – pierwsza litera każdego słowa duża, reszta małe. s.capitalize() – tylko pierwsza litera w ciągu jest duża. >>> tekst = ’C:\Marcin\Dokumenty\Kursy\Python\Examples>python znaki.py’ >>> tekst.lower() ’c:\\marcin\\dokumenty\\kursy\\python\\examples>python znaki.py’ >>> tekst.upper() ’C:\\MARCIN\\DOKUMENTY\\KURSY\\PYTHON\\EXAMPLES>PYTHON ZNAKI.PY’ >>> tekst.swapcase() ’c:\\mARCIN\\dOKUMENTY\\kURSY\\pYTHON\\eXAMPLES>PYTHON ZNAKI.PY’ >>> tekst = ’Mam na imię Marcin. Moje miejsce pracy to ZUT.’ >>> tekst.title() ’Mam Na Imię Marcin. Moje Miejsce Pracy To Zut.’ >>> tekst.capitalize() ’Mam na imię marcin. moje miejsce pracy to zut.’ Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 95 / 361 Ciągi tekstowe – metody s.center(długość, znak), s.ljust(długość, znak), s.rjust(długość, znak) – pozycjonowanie ciągu s w polu o zadanej długości. znak jest opcjonalny. s.strip(), s.lstrip(), s.rstrip() – usuwanie znaków odstępu (bądź znaków podanych jako argument). >>> tekst = ’Centrum’ >>> tekst.center(20) >>> tekst = ’ przykład ’ ’ Centrum ’ >>> tekst.strip() ’przykład’ >>> tekst.center(20,’-’) ’------Centrum-------’ >>> tekst.lstrip() ’przykład ’ >>> tekst.ljust(20) ’Centrum ’ >>> tekst = ’.....przykład...’ >>> tekst.strip(’.’) >>> tekst.rjust(20) ’przykład’ ’ Centrum’ Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 96 / 361 Ciągi tekstowe – metody s.replace(t,u,n) – każde wystąpienie (bądź opcjonalnie n) ciągu t jest zastępowane ciągiem u. tablica = s.maketrans(znaki1, znaki2) – tworzy tablicę konwersji znaków. s.translate(tablica) – dokonuje konwersji na podstawie utworzonej tablicy. >>> liczby = ’1,2 4,5 5,6 7,8’ >>> liczby.replace(’,’, ’.’) ’1.2 4.5 5.6 7.8’ >>> liczby.replace(’,’, ’.’, 2) ’1.2 4.5 5,6 7,8’ >>> >>> tablica = ’’.maketrans(’łŁąĄęĘ’,’lLaAeE’) >>> ’Język Łaciński’.translate(tablica) ’Jezyk Laciński’ Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 97 / 361 Ciągi tekstowe – metody Metody is*() zwracają wartość True jeśli ciąg tekstowy nie jest pusty i wszystkie znaki spełniają określone kryterium. Przykłady poleceń: >>> ’123’.isdigit() True >>> ’Abc’.islower() >>> ’12.3’.isdigit() False False >>> ’abc’.islower() True >>> ’12.3’.isalpha() False >>> ’ABC’.isupper() >>> ’abc’.isalpha() True True >>> ’Abc’.isupper() False >>> ’12.3’.isalnum() False >>> ’abc’.istitle() >>> ’123xxx’.isalnum() False True >>> ’Abc’.istitle() True >>> ’\t ’.isspace() True Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 98 / 361 Ciągi tekstowe – metoda format() Metoda format() zwraca nowy ciąg tekstowy, w którym pola zastępcze zostają zastąpione odpowiednio sformatowanymi argumentami. >>> ’W {0} roku jestem pracownikiem {1}’.format(2019, ’ZUT’) ’W 2019 roku jestem pracownikiem ZUT’ Każde pole zastępcze jest identyfikowane przez nazwę lub numer w nawiasach {}. Numer odpowiada pozycji na liście argumentów metody format(). Jeśli w tekście chcemy użyć nawiasów klamrowych, musimy zapisać je podwójnie. >>> ’To jest zbiór liczb: {{ {0}, {1}, {2} }}’.format(3, -0.25, 47.087) ’To jest zbiór liczb: { 3, -0.25, 47.087 }’ Pola zastępcze można zagnieżdżać. Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 99 / 361 Ciągi tekstowe – metoda format() Od Pythona 3.1 nazwy pól można pomijać. Pola wypełniane są wtedy kolejnymi argumentami. >>> ’Temperatura: {}, wilgotność {}%, wiatr {}’.format(17, 75, ’słaby’) ’Temperatura: 17, wilgotność 75%, wiatr słaby’ Argumenty mogą mieć nazwy. Oba sposoby można łączyć, ale argumenty pozycyjne muszą być zawsze pierwsze. >>> ’W {rok} roku jestem pracownikiem {firma}’.format(firma = ’ZUT’, rok = 2019 ’W 2019 roku jestem pracownikiem ZUT’ >>> ’W {0} roku jestem pracownikiem {firma}’.format(2019, firma = ’ZUT’) ’W 2019 roku jestem pracownikiem ZUT’ Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 100 / 361 Ciągi tekstowe – metoda format() Nazwy pól mogą się też odwoływać do złożonych typów danych jak: listy, krotki, słowniki i inne obiekty. >>> lista = [’słaby’, ’umiarkowany’, ’silny’] >>> ’W dniu {0} wiatr jest {1}’.format(’20.09.2019’, lista) ’W dniu 20.09.2019 wiatr jest silny’ >>> z = 12-3j >>> z.real, z.imag (12.0, -3.0) >>> ’Część rzeczywista: {0.real} i urojona: {0.imag} liczby.’.format(z) ’Część rzeczywista: 12.0 i urojona: -3.0 liczby.’ Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 101 / 361 Ciągi tekstowe – specyfikacja formatu Specyfikacja formatu zaczyna się od dwukropka. Dla ciągów tekstowych podajemy: znak wypełnienia (zawsze ze sposobem poniżej) sposób wyrównania () minimalną szerokość pola maksymalną szerokość pola (po kropce) Wszystkie parametry są opcjonalne. >>> t = ’Student WI ZUT’ >>> ’{0:^25}’.format(t) >>> len(t) ’ Student WI ZUT ’ 14 >>> ’{0:.^25}’.format(t) >>> ’{0}’.format(t) ’.....Student WI ZUT......’ ’Student WI ZUT’ >>> ’{0:_>> ’{0:25}’.format(t) ’Student WI ZUT___________’ ’Student WI ZUT ’ >>> ’{0:.10}’.format(t) >>> ’{0:>25}’.format(t) ’Student WI’ ’ Student WI ZUT’ Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 102 / 361 Ciągi tekstowe – specyfikacja formatu Dla liczb całkowitych podajemy: znak wypełnienia (zawsze ze sposobem poniżej) sposób wyrównania () lub = dla dopełniania zerami + wymuszenie znaku lub - gdy konieczny # i specyfikator prefiksu przed liczbą: b, o, x, X minimalną szerokość pola przecinek, gdy chcemy grupować cyfry specyfikator typu liczby np. b, o, x, X, d i inne Wszystkie parametry są opcjonalne. >>> ’{0:0=10}’.format(12345) ’0000012345’ >>> ’{0:.>10}’.format(12345) >>> ’{0:0=10}’.format(-12345) ’.....12345’ ’-000012345’ >>> ’{0:^10}’.format(12345) >>> ’{0:0>10}’.format(-12345) ’ 12345 ’ ’0000-12345’ Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 103 / 361 Ciągi tekstowe – specyfikacja formatu >>> ’{0:^+10}’.format(12345) ’ +12345 ’ >>> ’{0:^-10}’.format(12345) ’ 12345 ’ >>> ’{0:#b}’.format(12345) ’0b11000000111001’ >>> ’{0:#x}’.format(12347) ’0x303b’ >>> ’{0:#X}’.format(12347) ’0X303B’ >>> ’{0:20,}’.format(1234567890) ’ 1,234,567,890’ >>> ’{0:10x}’.format(0xFF) ’ ff’ >>> ’{0:10x}’.format(0b110010100) ’ 194’ >>> ’{0:10b}’.format(0b110010100) ’ 110010100’ >>> ’{0:10x}’.format(255) ’ ff’ Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 104 / 361 Ciągi tekstowe – specyfikacja formatu Dla liczb zmiennoprzecinkowych formatowanie jest podobne do całkowitych, jednak: możemy jeszcze określać ilość miejsc po przecinku (kropka i liczba) specyfikatory formatu liczby to: f, F, e, E, g, G i inne >>> import math >>> liczba = math.exp(10) # 22026.465794806718 >>> mała = 1.0 / liczba # 4.539992976248485e-05 >>> ’{0:10.3} {1:10.2}’.format(liczba, mała) ’ 2.2e+04 4.5e-05’ >>> ’{0:10.5} {1:10.3}’.format(liczba, mała) ’2.2026e+04 4.54e-05’ >>> ’{0:10.3f} {1:10.2F}’.format(liczba, mała) ’ 22026.466 0.00’ >>> ’{0:10.3e} {1:10.2E}’.format(liczba, mała) ’ 2.203e+04 4.54E-05’ >>> liczba = math.exp(20) # 485165195.4097903 >>> ’{0:10,.3f}’.format(liczba) ’485,165,195.410’ Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 105 / 361 Ciągi tekstowe – f-string Od Pythona w wersji 3.6 możliwe jest uproszczone formatowanie ciągu tekstowego zapisanego jako tzw. f-string >>> imie = ’Marcin’ >>> wzrost = 180 >>> s = f’Mam na imię {imie}. Mój wzrost to {wzrost} cm.’ >>> s ’Mam na imię Marcin. Mój wzrost to 180 cm.’ >>> f’Mam na imię {imie.lower()}. Mój wzrost to {10*wzrost+25} cm.’ ’Mam na imię marcin. Mój wzrost to 1825 cm.’ >>> s = f’’’Mam na imie {imie} Mój wzrost to {wzrost} cm.’’’ >>> s ’Mam na imie Marcin\nMój wzrost to 180 cm.’ >>> print(s) Mam na imie Marcin Mój wzrost to 180 cm. >>> Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 106 / 361 Sekwencje Sekwencja to typ danych obsługujący: operator przynależności in funkcję określającą rozmiar len() indeksowanie [] przeprowadzanie iteracji Python oferuje wbudowane sekwencje: str, tuple, list, bytearray, bytes oraz sekwencje dostępne w bibliotece standardowej. Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 107 / 361 Krotki Krotka to uporządkowana i niezmienna sekwencja zera lub większej liczby odniesień do obiektów. Indeksowanie elementów w krotkach jest podobne do typu znakowego. Jeśli chcemy zmodyfikować krotkę, możemy ją skonwertować na listę: list(krotka). Krotki definiujemy w nawiasach () lub za pomocą funkcji tuple. >>> a = (’abc’, ’def’, ’ijk’) >>> d = () >>> a >>> d (’abc’, ’def’, ’ijk’) () >>> b = (1,3,5,7) >>> d = tuple() >>> b >>> d (1, 3, 5, 7) () >>> c = (’abc’, 1, 3.987, ’x’) >>> d = (5,) >>> c >>> d (’abc’, 1, 3.987, ’x’) (5,) Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 108 / 361 Krotki Krotki oferują dwie metody. t.count(x) – zwraca liczbę wystąpień obiektu x w krotce t. t.index(x) – zwraca indeks pierwszego wystąpienia obiektu x w krotce t. Jeśli obiektu x nie ma, zgłaszany jest wyjątek ValueError. >>> t = (1,2,3,4,3,2,1,2,3,4) >>> t[-5:-1] >>> t.count(3) (2, 1, 2, 3) 3 >>> t[-5:-1].index(2) >>> t.index(4) 0 3 Działają operatory: +, *, +=, *=, in, not in oraz operatory porównania ==, !=, >, >=, > t = (’Szczecin’, ’Łódź’, ’Koszalin’, ’Piła’) >>> t1 = t + ’Warszawa’ Traceback (most recent call last): File "", line 1, in t1 = t + ’Warszawa’ TypeError: can only concatenate tuple (not "str") to tuple >>> t1 = t + (’Warszawa’,) >>> t1 (’Szczecin’, ’Łódź’, ’Koszalin’, ’Piła’, ’Warszawa’) >>> t1[-3:] (’Koszalin’, ’Piła’, ’Warszawa’) >>> t1[:4] (’Szczecin’, ’Łódź’, ’Koszalin’, ’Piła’) Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 110 / 361 Krotki Krotki (i inne kolekcje) możemy zagnieżdżać w sobie do dowolnego poziomu głębokości. Operator indeksowania [] może być wtedy używany tyle razy ile jest to konieczne. >>> t = (1,2,3,(1.0,2.0,(’trzy’, ’cztery’, ’pięć’))) >>> t (1, 2, 3, (1.0, 2.0, (’trzy’, ’cztery’, ’pięć’))) >>> t (1.0, 2.0, (’trzy’, ’cztery’, ’pięć’)) >>> t[:-1] (1, 2, 3) >>> t[:-1] (1.0, 2.0) >>> t[1:] (2.0, (’trzy’, ’cztery’, ’pięć’)) >>> t[1:] (’cztery’, ’pięć’) Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 111 / 361 Krotki W wielu wypadkach nawiasy w zapisie krotek mogą być pomijane. Ich używanie może zależeć od przyjętej konwencji kodowania. >>> imie, wiek, płeć = (’Jan’, 25, ’M’) >>> (imie, wiek, płeć) = (’Jan’, 25, ’M’) >>> a, b = 1, 2 >>> print(a,b) 1 2 >>> a, b = (b, a) >>> print(a,b) 2 1 ############################################################# def funkcja(x): return x, 2*x print(funkcja(5)) # (5, 10) ############################################################# for (a,b) in ((1,2), (’a’,’b’), (3.0, 4.5)): print(a,b) Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 112 / 361 Listy Lista jest uporządkowaną i zmienną sekwencją zera lub większej liczby odniesień do obiektów. Indeksowanie elementów w listach jest podobne do typu znakowego. Działają operatory: +, *, +=, *=, in, not in oraz operatory porównania ==, !=, >, >=, > a = [’abc’, ’def’, ’ijk’] >>> d = [] >>> a >>> d [’abc’, ’def’, ’ijk’] [] >>> b = [1,3,5,7] >>> d = list() >>> b >>> d [1, 3, 5, 7] [] >>> c = [’abc’, 1, 3.987, ’x’] >>> d = >>> c >>> d [’abc’, 1, 3.987, ’x’] Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 113 / 361 Listy – metody L.append(x) – dodaje element x na końcu listy. L.extend(s) – dodaje elementy z sekwencji s na końcu listy. L += m – działanie identyczne jak powyżej. >>> L = [1, 2, 3, 4] >>> L.append(’pięć’) >>> L [1, 2, 3, 4, ’pięć’] >>> L.append([7.0, 8.0]) >>> L [1, 2, 3, 4, ’pięć’, [7.0, 8.0]] >>> L.extend([7.0, 8.0]) >>> L [1, 2, 3, 4, ’pięć’, [7.0, 8.0], 7.0, 8.0] >>> L += (9,) >>> L [1, 2, 3, 4, ’pięć’, [7.0, 8.0], 7.0, 8.0, 9] Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 114 / 361 Listy – metody L.count(x) – zwraca liczbę wystąpień obiektu x w liście L. L.index(x) – zwraca indeks pierwszego wystąpienia obiektu x w liście L. Jeśli obiektu x nie ma, zgłaszany jest wyjątek ValueError. Można dodać opcjonalnie: L.index(x, start, koniec). L.insert(i, x) – wstawia obiekt x w miejsce i. >>> L = [0,1,2,3,4] >>> L.insert(3,’nowy’) >>> L [0, 1, 2, ’nowy’, 3, 4] Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 115 / 361 Listy – metody L.reverse() – odwraca kolejność elementów listy L. L.sort() – sortuje listę L. Można podawać klucz sortowania. >>> L = [’aaa’, ’Bbb’, ’xyz’, ’ccCC’, ’DDDDDD’] >>> L.reverse() >>> L [’DDDDDD’, ’ccCC’, ’xyz’, ’Bbb’, ’aaa’] >>> L.sort() >>> L [’Bbb’, ’DDDDDD’, ’aaa’, ’ccCC’, ’xyz’] >>> L.sort(key = str.lower) >>> L [’aaa’, ’Bbb’, ’ccCC’, ’DDDDDD’, ’xyz’] Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 116 / 361 Listy – metody L.reverse() – odwraca kolejność elementów listy L. L.sort() – sortuje listę L. Można podawać klucz sortowania. >>> L = [1, 2, 3, ’cztery’] >>> L.sort() Traceback (most recent call last): File "", line 1, in L.sort() TypeError: ’>> L = [0,1,2,3,4,5,6,7] >>> L.pop() 7 >>> L [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6] >>> L.pop(2) 2 >>> L [0, 1, 3, 4, 5, 6] >>> L.remove(3) >>> L [0, 1, 4, 5, 6] Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 118 / 361 Listy – usuwanie elementów Do usuwania elementów można także wykorzystać polecenie del i listy puste[]. >>> L = [0,1,2,3,4,5,6,7] >>> L = [0,1,2,3,4,5,6,7] >>> L = [] >>> del L >>> L >>> L [0, 1, 2, 3, 4, 5, [], 7] [0, 1, 2, 3, 4, 5, 7] >>> L = [0,1,2,3,4,5,6,7] >>> L = [0,1,2,3,4,5,6,7] >>> L[2:5] = [] >>> del L[2:5] >>> L >>> L [0, 1, 5, 6, 7] [0, 1, 5, 6, 7] >>> L = [0,1,2,3,4,5,6,7] >>> L = [0,1,2,3,4,5,6,7] >>> L[1::2] = [] >>> del L[1::2] Traceback (most recent call last): >>> L File "", line 1, in [0, 2, 4, 6] L[1::2] = [] ValueError: attempt to assign sequence of size Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 119 / 361 Listy – wstawianie elementów L[i] = ’nowy’ – zastępuje element listy L nową wartością. Możemy też zastępować nowymi wartościami całe segmenty elementów. Wskazany segment i zastępująca go grupa lista elementów nie muszą mieć tej samej długości. W czasie zastępowania, najpierw usuwany jest wskazany segment, a w jego miejsce wstawiana jest nowa lista. >>> L = [0,1,2,3,4,5,6] >>> L[2:5] = [’dwa’,’trzy’] >>> L [0, 1, ’dwa’, ’trzy’, 5, 6] Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 120 / 361 Listy składane Listy o wielu elementach możemy tworzyć w sposób programowy. Listy zawierające ciągi liczb całkowitych często tworzy się za pomocą konwersji list(range(...)). Możemy też tworzyć listy składane za pomocą składni: [wyrażenie for element in iteracja] [wyrażenie for element in iteracja if warunek] Odpowiada to fragmentowi kodu: L = [] for element in iteracja: if warunek: L.append(wyrażenie) Listy składane mogą się zagnieżdżać. Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 121 / 361 Listy składane tekst = ’To Jest Przykład’ L = [ord(znak) for znak in tekst] print(L) L = [chr(ord(znak)) for znak in tekst] print(L) L = [chr(ord(znak)+1) for znak in tekst] print(L) print(’’.join(L)) L = [chr(ord(znak)) for znak in tekst if znak.isupper()] print(L) print(’’.join(L)) ############################################################################### [84, 111, 32, 74, 101, 115, 116, 32, 80, 114, 122, 121, 107, 322, 97, 100] [’T’, ’o’, ’ ’, ’J’, ’e’, ’s’, ’t’, ’ ’, ’P’, ’r’, ’z’, ’y’, ’k’, ’ł’, ’a’, ’d’ [’U’, ’p’, ’!’, ’K’, ’f’, ’t’, ’u’, ’!’, ’Q’, ’s’, ’{’, ’z’, ’l’, ’Ń’, ’b’, ’e’ Up!Kftu!Qs{zlŃbe [’T’, ’J’, ’P’] TJP Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 122 / 361 Listy składane litery = ’ABCD’ cyfry = ’1234’ L = [l + c for l in litery for c in cyfry] print(L) ############################################################################### [’A1’, ’A2’, ’A3’, ’A4’, ’B1’, ’B2’, ’B3’, ’B4’, ’C1’, ’C2’, ’C3’, ’C4’, ’D1’, ’D2’, ’D3’, ’D4’] Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 123 / 361 Zbiory – typ set Zbiór (set) jest kolekcją, która obsługuje operator sprawdzania przynależności (in), obliczanie wielkości (len) i umożliwia iterację (nie jest jednak określona kolejność elementów). Biblioteka standardowa udostępnia dwa typy zbiorów: set i frozenset. Zbiór set jest nieuporządkowaną i modyfikowalną kolekcją zera lub większej liczby odniesień do obiektów (które muszą generować wartość hash). Ponieważ są nieuporządkowane – nie jest możliwe indeksowanie elementów. Do zbioru można dodawać niezmienne typy danych jak np. int, float, str, tuple, frozenset. Nie można dodawać typów zmiennych jak: list czy set. Zbiory zawsze zawierają unikalne elementy, a definiujemy je w nawiasach { }. >>> s = {’abc’, 1, 3.987, ’x’} >>> s {1, ’abc’, 3.987, ’x’} Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 124 / 361 Zbiory – typ set Puste nawiasy { } tworzą słownik. Pusty zbiór tworzymy za pomocą: set(). Zbiory często są używane do usuwania duplikatów elementów (możliwa zmiana kolejności!). >>> s = {} >>> type(s) >>> s = set() >>> s = {1,2,3,4,3,2,1} >>> s {1, 2, 3, 4} >>> s = set(’To jest nowe zdanie’) >>> s {’d’, ’i’, ’T’, ’s’, ’e’, ’z’, ’j’, ’w’, ’o’, ’n’, ’a’, ’ ’, ’t’} >>> lista = [1,2,3,4,5,3,2,3,2,1,1,2,3,4,1] >>> list(set(lista)) [1, 2, 3, 4, 5] Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 125 / 361 Zbiory – metody s.add(x) – dodaje element x do zbioru s, o ile nie ma go już w zbiorze. s.copy() – zwraca kopię (płytką) zbioru s. >>> s = {1,2,3,4} >>> s.add(4) >>> s {1, 2, 3, 4} >>> s.add(5) >>> s {1, 2, 3, 4, 5} >>> s1 = s.copy() >>> s1 {1, 2, 3, 4, 5} >>> s is s1 False Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 126 / 361 Zbiory – metody s.clear() – usuwa wszystkie elementy zbioru s. s.discard(x) – usuwa element x ze zbioru s, o ile jest on w zbiorze. s.remove(x) – usuwa element x ze zbioru s lub zgłasza wyjątek KeyError jeśli elementu nie ma w zbiorze. s.pop() – zwraca i usuwa losowy element ze zbioru s lub zgłasza wyjątek KeyError jeśli zbiór jest pusty. >>> s = {1,2,3,4,5} >>> s.clear() >>> s set() >>> s = {’a’,’b’,’c’,’d’} >>> s.pop() ’d’ >>> s {’c’, ’a’, ’b’} Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 127 / 361 Zbiory – metody >>> s = ’abcdef’ >>> s = set(’abcdef’) >>> s {’d’, ’c’, ’f’, ’e’, ’b’, ’a’} >>> s.discard(’a’) >>> s {’d’, ’c’, ’f’, ’e’, ’b’} >>> s.discard(’x’) >>> s {’d’, ’c’, ’f’, ’e’, ’b’} >>> s.remove(’b’) >>> s {’d’, ’c’, ’f’, ’e’} >>> s.remove(’x’) Traceback (most recent call last): File "", line 1, in s.remove(’x’) KeyError: ’x’ Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 128 / 361 Zbiory – metody s.union(t) – zwraca nowy zbiór równy sumie s i t. s | t s.update(t) – do zbioru s dodaje elementy t, których nie ma w s. s |= t >>> s = {1,2,3,4,5} >>> t = {3,4,5,6,7} >>> s = {1,2,3,4,5} >>> s2 = s | t >>> s1 = s.union(t) >>> s2 >>> s1 {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7} {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7} >>> s |= t >>> s.update(t) >>> s >>> s {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7} {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7} Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 129 / 361 Zbiory – metody s.intersection(t) – zwraca nowy zbiór równy części wspólnej s i t. s & t s.intersection_update(t) – od zbioru s odejmie elementy, których nie ma w t. s &= t >>> s = {1,2,3,4,5} >>> t = {3,4,5,6,7} >>> s = {1,2,3,4,5} >>> s2 = s & t >>> s1 = s.intersection(t) >>> s2 >>> s1 {3, 4, 5} {3, 4, 5} >>> s &= t >>> s.intersection_update(t) >>> s >>> s {3, 4, 5} {3, 4, 5} Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 130 / 361 Zbiory – metody s.difference(t) – zwraca nowy zbiór złożony z elementów s, których nie ma w t. s - t s.difference_update(t) – od zbioru s odejmie elementy, które są w t. s -= t >>> s = {1,2,3,4,5} >>> t = {3,4,5,6,7} >>> s1 = s.difference(t) >>> s1 {1, 2} >>> s2 = s - t >>> s2 {1, 2} Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 131 / 361 Zbiory – metody s.symmetric_difference(t) – zwraca nowy zbiór złożony z elementów s i t, ale wyklucza te które są w obu. s ^ t s.symmetric_difference_update(t) – w zbiorze s znajdzie się symetryczna różnica s i t. s ^= t >>> s = {1,2,3,4,5} >>> t = {3,4,5,6,7} >>> s1 = s.symmetric_difference(t) >>> s1 {1, 2, 6, 7} >>> s2 = s ^ t >>> s2 {1, 2, 6, 7} Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 132 / 361 Zbiory – metody s.issubset(t) – zwraca True, jeśli s jest podzbiorem t lub są równe. s = t s > t s.isdisjoint(t) – zwraca True, jeśli zbiory s i t nie mają elementów wspólnych. Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 133 / 361 Zbiory – metody >>> s = {1,2,3,4,5} >>> t = {3,4,5,6,7} >>> x = {3,4,5} >>> y = {8,9} >>> s < t False >>> s.isdisjoint(y) True >>> x >> s > x True Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 134 / 361 Zbiory – metody Do porównywania zbiorów można wykorzystywać operatory: == i != >>> z1 = {1,’dwa’,3,’IV’} >>> z1 {’IV’, 1, 3, ’dwa’} >>> z2 = {1,3,’IV’,’dwa’} >>> z2 {’IV’, 1, 3, ’dwa’} >>> z1 == z2 True Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 135 / 361 Zbiory składane Zbiory o wielu elementach możemy tworzyć w sposób programowy jako zbiory składane: {wyrażenie for element in iteracja} {wyrażenie for element in iteracja if warunek} Odpowiada to fragmentowi kodu: Z = set() for element in iteracja: if warunek: Z.add(wyrażenie) Zbiory składane mogą się zagnieżdżać. Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 136 / 361 Zbiory składane >>> tekst = ’To Jest Przykład Zdania’ >>> Z = {ord(znak) for znak in tekst} >>> Z {32, 97, 322, 100, 101, 90, 105, 74, 107, 110, 111, 80, 114, 115, 84, 116, 121, 122} >>> Z1 = {chr(ord(znak)) for znak in tekst} >>> Z1 {’y’, ’s’, ’ ’, ’t’, ’n’, ’z’, ’ł’, ’P’, ’k’, ’i’, ’a’, ’e’, ’J’, ’T’, ’o’, ’d’, ’r’, ’Z’} >>> Z2 = {chr(ord(znak)) for znak in tekst if znak.isupper()} >>> Z2 {’J’, ’T’, ’P’, ’Z’} Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 137 / 361 Typ frozenset Typ danych frozenset to zbiór, który nie może być modyfikowany. Zbiory tego typu muszą być tworzone z użyciem funkcji frozenset() bez argumentów lub z co najwyżej jednym argumentem. Ponieważ zbiory frozenset są niezmienne, obsługują tylko te metody i operatory, które ich nie modyfikują. Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 138 / 361 Słowniki Słownik (dict) jest kolekcją, która obsługuje operator sprawdzania przynależności (in), obliczanie wielkości (len) i umożliwia iterację (nie jest jednak określona kolejność elementów). Słownik jest kolekcją par elementów klucz–wartość i zapewnia uzyskanie dostępu do elementów oraz ich kluczy i wartości. Biblioteka standardowa udostępnia typ wbudowany: dict, a w bibliotece collections mamy typy: defaultdict i OrderedDict. Tylko niezmienne typy danych jak np. int, float, str, tuple, frozenset mogą być używane jako klucze słownika (muszą generować wartość hash). Wartość słownika może być dowolnego typu. Do porównywania słowników można wykorzystywać operatory: == i != Operatorów: = do słowników nie używamy. Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 139 / 361 Słowniki Słownik dict jest nieuporządkowaną i modyfikowalną kolekcją zera lub większej liczby par klucz–wartość, w której klucze to odniesienia do obiektów niezmiennych, a wartości to odniesienia do obiektów dowolnego typu. Klucze słownika muszą być unikalne. Słowniki definiujemy je w nawiasach { } lub za pomocą funkcji dict(). Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 140 / 361 Słowniki >>> d1 = {} >>> type(d1) >>> d2 = dict() >>> d3 = {’Imię’:’Jan’, ’Nazwisko’:’Kowal’, ’wiek’:20} >>> d3 {’Imię’: ’Jan’, ’Nazwisko’: ’Kowal’, ’wiek’: 20} >>> d4 = dict([(’Imię’,’Jan’), (’Nazwisko’,’Kowal’), (’wiek’,20)]) >>> d5 = dict(zip((’Imię’,’Nazwisko’,’wiek’),(’Jan’,’Kowal’,20))) >>> d6 = dict(Imię=’Jan’, Nazwisko=’Kowal’, wiek=20) Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 141 / 361 Słowniki W nawiasach kwadratowych podajemy klucz słownika w celu uzyskania dostępu do wartości: >>> d3 = {’Imię’:’Jan’, ’Nazwisko’:’Kowal’, ’wiek’:20} >>> d3[’Imię’] ’Jan’ >>> d3[’wiek’] 20 >>> d3[’Płeć’] Traceback (most recent call last): File "", line 1, in d3[’Płeć’] KeyError: ’Płeć’ Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 142 / 361 Słowniki Ponieważ klucze są unikalne, polecenie: >>> d3[’wiek’] = 30 >>> d3 {’Imię’: ’Jan’, ’Nazwisko’: ’Kowalski’, ’wiek’: 30} zastępuje starą wartość nową wartością. Aby dodać element do słownika, możemy przypisać wartość używając nieistniejącego klucza: >>> d3[’Plec’] = ’M’ >>> d3 {’Imię’: ’Jan’, ’Nazwisko’: ’Kowalski’, ’wiek’: 30, ’Plec’: ’M’} Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 143 / 361 Słowniki – usuwanie elementów del d[klucz] – usuwa ze słownika d element o wskazanym kluczu lub zgłasza wyjątek KeyError d.clear() – usuwa wszystkie elementy ze słownika d d.pop(klucz) – zwraca wartość przypisaną do klucza i usuwa element (jeśli klucz nie istnieje: wyjątek KeyError) d.pop(klucz,v) – zwraca wartość przypisaną do klucza i usuwa element; jeśli klucz nie istnieje zwracana jest wartość v d.popitem() – zwraca i usuwa dowolną parę (klucz–wartość) lub zgłasza wyjątek KeyError jeśli słownik jest pusty >>> d = {1:’I’, 2:’II’, 3:’III’, 4:’IV’, 5:’V’} >>> del d >>> d {1: ’I’, 2: ’II’, 3: ’III’, 5: ’V’} >>> d.clear() >>> d {} Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 144 / 361 Słowniki – usuwanie elementów >>> d = {1:’I’, 2:’II’, 3:’III’, 4:’IV’, 5:’V’} >>> d.pop(4) ’IV’ >>> d {1: ’I’, 2: ’II’, 3: ’III’, 5: ’V’} >>> d.pop(10,’X’) ’X’ >>> d {1: ’I’, 2: ’II’, 3: ’III’, 5: ’V’} >>> d.popitem() (5, ’V’) >>> d {1: ’I’, 2: ’II’, 3: ’III’} Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 145 / 361 Słowniki – metody d.copy() – zwraca kopię (płytką) słownika d d.fromkeys(s,v) – zwraca słownik, którego klucze są w sekwencji s, a wartości to None lub v (o ile zostało podane) d.update(a) – dodaje do słownika d każdą parę ze słownika a. Jeśli klucze się powielają wartości z a zastępują wartości z d. a może mieć formę argumentów w postaci słów kluczowych. >>> d = {}.fromkeys([1,2,3,4]) >>> d {1: None, 2: None, 3: None, 4: None} >>> d = {0:’zero’,1:’jeden’}.fromkeys([2,3,4],’X’) >>> d {2: ’X’, 3: ’X’, 4: ’X’} >>> d = {}.fromkeys(’Tekst’,1) >>> d {’T’: 1, ’e’: 1, ’k’: 1, ’s’: 1, ’t’: 1} Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 146 / 361 Słowniki – metody d.copy() – zwraca kopię (płytką) słownika d d.fromkeys(s,v) – zwraca słownik, którego klucze są w sekwencji s, a wartości to None lub v (o ile zostało podane) d.update(a) – dodaje do słownika d każdą parę ze słownika a. Jeśli klucze się powielają, wartości z a zastępują wartości z d. a może mieć formę argumentów w postaci słów kluczowych. >>> d = {1:’I’, 2:’II’, 3:’III’, 4:’IV’, 5:’V’} >>> d.update({6:’VI’,7:’VII’}) >>> d {1: ’I’, 2: ’II’, 3: ’III’, 4: ’IV’, 5: ’V’, 6: ’VI’, 7: ’VII’} >>> d.update(nowy=’???’) >>> d {1: ’I’, 2: ’II’, 3: ’III’, 4: ’IV’, 5: ’V’, 6: ’VI’, 7: ’VII’, ’nowy’: ’???’} Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 147 / 361 Słowniki – metody d.get(klucz) – zwraca wartość przypisaną kluczowi lub None jeśli klucza nie ma d.get(klucz,v) – zwraca wartość przypisaną kluczowi lub v jeśli klucza nie ma d.setdefault(klucz,v) – działa jak get(). Jeśli klucza nie ma w słowniku zostanie wstawiony nowy element o podanym kluczu i wartości None lub v jeśli zostało podane. Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 148 / 361 Słowniki – metody >>> d = {1:’I’, 2:’II’, 3:’III’, 4:’IV’, 5:’V’} >>> d.get(4) ’IV’ >>> d ’IV’ >>> d.get(7) >>> >>> d.get(10,’X’) ’X’ >>> d {1: ’I’, 2: ’II’, 3: ’III’, 4: ’IV’, 5: ’V’} >>> d.setdefault(10,’X’) ’X’ >>> d {1: ’I’, 2: ’II’, 3: ’III’, 4: ’IV’, 5: ’V’, 10: ’X’} Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 149 / 361 Słowniki – metody tekst = ’’’Installing Python is generally easy, and nowadays many Linux and UNIX distributions include a recent Python. Even some Windows computers (notably those from HP) now come with Python already installed.’’’ litery = {} for znak in tekst: litery[znak] = litery.get(znak,0) + 1 print(litery) lista = tekst.split() słowa = {} for s in lista: słowa[s] = słowa.get(s,0) + 1 print(słowa) -------------------------------------------------------------------------- {’I’: 2, ’n’: 19, ’s’: 11, ’t’: 12, ’a’: 13, ’l’: 9, ’i’: 10, ’g’: 2, ’ ’: 29, {’Installing’: 1, ’Python’: 2, ’is’: 1, ’generally’: 1, ’easy,’: 1, ’and’: 2, ’ Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 150 / 361 Słowniki – metody d.items() – zwraca widok wszystkich par (klucz–wartość) w słowniku d.keys() – zwraca widok wszystkich kluczy w słowniku d.values() – zwraca widok wszystkich wartości w słowniku >>> d = {1:’I’, 2:’II’, 3:’III’, 4:’IV’, 5:’V’} >>> k = d.keys() >>> k dict_keys([1, 2, 3, 4, 5]) >>> v = d.values() >>> v dict_values([’I’, ’II’, ’III’, ’IV’, ’V’]) >>> i = d.items() >>> i dict_items([(1, ’I’), (2, ’II’), (3, ’III’), (4, ’IV’), (5, ’V’) Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 151 / 361 Słowniki – metody Jeśli słownik, dla którego utworzyliśmy widok, ulegnie zmianie, widok odzwierciedli tę zmianę. >>> d = {1:’I’, 2:’II’, 3:’III’, 4:’IV’, 5:’V’} >>> vk = d.keys() >>> vk dict_keys([1, 2, 3, 4, 5]) >>> del d >>> d {1: ’I’, 2: ’II’, 3: ’III’, 4: ’IV’} >>> vk dict_keys([1, 2, 3, 4]) Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 152 / 361 Słowniki – metody Widoki są obiektami umożliwiającymi iterację. d = {1:’I’, 2:’II’, 3:’III’, 4:’IV’, 5:’V’} for klucz in d.keys(): print(klucz) for klucz in d: print(klucz) for wart in d.values(): print(wart) for obiekt in d.items(): print(obiekt, obiekt, obiekt) Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 153 / 361 Słowniki – metody Dla widoków można używać operatorów: &, |, - , ^, in i wykonywać na nich operacje tak jak na zbiorach. >>> d = {1:’I’, 2:’II’, 3:’III’, 4:’IV’, 5:’V’} >>> vk = d.keys() >>> 4 in vk True >>> s = set([1,2,5,10,11,20]) >>> s {1, 2, 5, 10, 11, 20} >>> które_klucze_są = vk & s >>> które_klucze_są {1, 2, 5} Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 154 / 361 Słowniki składane Słowniki o wielu elementach możemy tworzyć w sposób programowy jako słowniki składane: {wyrażenie_klucza:wyrażenie_wartości for element in iteracja} {wyrażenie_klucza:wyrażenie_wartości for element in iteracja if warunek} Odpowiada to fragmentowi kodu: d = {} for element in iteracja: if warunek: d[wyrażenie_klucza] = wyrażenie_wartości Marcin Pluciński Python – podstawy programowania 155 / 361 Słowniki składane {wyrażenie_klucza:wyrażenie_wartości for element in iteracja if warunek} tekst = ’’’Installing Python is generally easy, and nowadays many Linux and