Программирование на языке Python. Массивы

Что такое массив?
Массив – это группа переменных одного типа, расположенных в памяти рядом (в соседних ячейках) и имеющих общее имя. Каждая ячейка в массиве имеет уникальный номер (индекс).
Надо:
выделять память
записывать данные в нужную ячейку
читать данные из ячейки

Что такое массив?
A
массив
2
15
НОМЕР
элемента массива
(ИНДЕКС)
A[0]
A[1]
A[2]
A[3]
A[4]
ЗНАЧЕНИЕ элемента массива
A[2]
НОМЕР (ИНДЕКС)
элемента массива: 2
ЗНАЧЕНИЕ
элемента массива: 15

Массивы в Python: списки
A = [1, 3, 4, 23, 5]
A = [1, 3] + [4, 23] + [5]
[1, 3, 4, 23, 5]
A = [0]*10
[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
A = list ( range(10) )
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

Генераторы списков
A =[ i for i in range(10) ]
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
A =[ i*i for i in range(10) ]
[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
for i in range(10)
i*i
from random import randint
A = [ randint(20,100)
for x in range(10)]
randint(20,100)
A = [ i for i in range(100)
if isPrime(i) ]
if isPrime(i)
случайные числа
условие отбора

Как обработать все элементы массива?
Создание массива:
Обработка:
N = 5
A = [0]*N
# обработать A[0]
# обработать A[1]
# обработать A[2]
# обработать A[3]
# обработать A[4]

Как обработать все элементы массива?
Обработка с переменной:
i = 0;
# обработать A[i]
i += 1
# обработать A[i]
i += 1
# обработать A[i]
i += 1
# обработать A[i]
i += 1
# обработать A[i]
i += 1
Обработка в цикле:
i = 0
while i < N:
# обработать A[i]
i += 1
Цикл с переменной:
for i in range(N):
# обработать A[i]

Ввод массива с клавиатуры
Создание массива:
Ввод с клавиатуры:
N = 10
A = [0]*N
for i in range(N):
print ( "A[", i, "]=",
sep = "", end = "" )
A[i] = int( input() )
A[0] =
A[1] =
A[2] =
A[3] =
A[4] =
5
12
34
56
13
sep = ""
end = ""
не разделять элементы
не переходить на новую строку

Ввод массива с клавиатуры
Ввод без подсказок:
Ввод в одной строке:
A = [ int(input()) for i in range(N) ]
data = input() # "1 2 3 4 5"
s = data.split() # ["1","2","3","4","5"]
A = [ int(x) for x in s ]
# [1,2,3,4,5]
int(input())
int(x)
или так:
s = input().split() # ["1","2","3","4","5"]
A = list( map(int, s) ) # [1,2,3,4,5]
применить int ко всем элементам s
построить список

Вывод массива на экран
Как список:
print ( A )
[1, 2, 3, 4, 5]
В строчку через пробел:
for i in range(N):
print ( A[i], end = " " )
1 2 3 4 5
или так:
for x in A:
print ( x, end = " " )
1 2 3 4 5
или так:
print ( *A )
print (1, 2, 3, 4, 5)

Заполнение случайными числами
from random import randint
N = 10
A = [ randint(20,100) for x in range(N)]
randint(20,100)
случайные числа
[20,100]
from random import randint
N = 10
A = [0]*N
for i in range(N):
A[i] = randint(20,100)
или так:

Перебор элементов
Общая схема (можно изменять A[i]):
for i in range(N):
... # сделать что-то с A[i]
Если не нужно изменять A[i]:
for x in A:
... # сделать что-то с x
for i in range(N):
A[i] += 1
x = A[0], A[1], ..., A[N-1]
for x in A:
print ( x )

Подсчёт нужных элементов
Задача. В массиве записаны данные о росте баскетболистов. Сколько из них имеет рост больше
180 см, но меньше 190 см?
count = 0
for x in A:
if 180 < x and x < 190:
count += 1
Python:
180 < x < 190

Перебор элементов
Сумма:
summa = 0
for x in A:
if 180 < x < 190:
summa += x
print ( summa )
print ( sum(A) )
или так:

Перебор элементов
Среднее арифметическое:
count = 0
summa = 0
for x in A:
if 180 < x < 190:
count += 1
summa += x
print ( summa/count )
среднее арифметическое
или так:
B = [ x for x in A ]
if 180 < x < 190]
print ( sum(B)/len(B) )
отбираем нужные

Задачи
«A»: Заполните массив случайными числами в интервале [0,100] и найдите среднее арифметическое его значений.
Пример:
Массив:
1 2 3 4 5
Среднее арифметическое 3.000
«B»: Заполните массив случайными числами в интервале [0,100] и подсчитайте отдельно среднее значение всех элементов, которые <50, и среднее значение всех элементов, которые ≥50.
Пример:
Массив:
3 2 52 4 60
Ср. арифм. элементов [0,50): 3.000
Ср. арифм. элементов [50,100]: 56.000

Задачи
«C»: Заполните массив из N элементов случайными числами в интервале [1,N] так, чтобы в массив обязательно вошли все числа от 1 до N (постройте случайную перестановку).
Пример:
Массив:
3 2 1 4 5

Программирование на языке Python
§ 63. Алгоритмы обработки массивов

Поиск в массиве
Найти элемент, равный X:
i = 0
while A[i] != X:
i += 1
print ( "A[", i, "]=", X, sep = "" )
i = 0
while i < N and A[i] != X:
i += 1
if i < N:
print ( "A[", i, "]=", X, sep = "" )
else:
print ( "Не нашли!" )
i < N

Поиск в массиве
nX = -1
for i in range ( N ):
if A[i] == X:
nX = i
break
if nX >= 0:
print ( "A[", nX, "]=", X, sep = "" )
else:
print ( "Не нашли!" )
Вариант с досрочным выходом:
break
досрочный выход из цикла
номер найденного элемента

for i in range ( N ):
if A[i] == X:
print ( "A[", i, "]=", X, sep = "" )
break
else:
print ( "Не нашли!" )
Поиск в массиве
Варианты в стиле Python:
if X in A:
nX = A.index(X)
print ( "A[", nX, "]=", X, sep = "" )
else:
print ( "Не нашли!" )

Задачи
«A»: Заполните массив случайными числами в интервале [0,5]. Введите число X и найдите все значения, равные X.
Пример:
Массив:
1 2 3 1 2
Что ищем:
2
Нашли: A[2]=2, A[5]=2
Пример:
Массив:
1 2 3 1 2
Что ищем:
6
Ничего не нашли.

Задачи
«B»: Заполните массив случайными числами в интервале [0,5]. Определить, есть ли в нем элементы с одинаковыми значениями, стоящие рядом.
Пример:
Массив:
1 2 3 3 2 1
Есть: 3
Пример:
Массив:
1 2 3 4 2 1
Нет

Задачи
«C»: Заполните массив случайными числами. Определить, есть ли в нем элементы с одинаковыми значениями, не обязательно стоящие рядом.
Пример:
Массив:
3 2 1 3 2 5
Есть: 3, 2
Пример:
Массив:
3 2 1 4 0 5
Нет

Максимальный элемент
M = A[0]
for i in range(1,N):
if A[i] > M: M = A[i]
print ( M )
M = A[0]
for x in A:
if x > M:
M = x
Варианты в стиле Python:
M = max ( A )

Максимальный элемент и его номер

Максимальный элемент и его номер
M = max(A)
nMax = A.index(M)
print ( "A[", nMax, "]=", M, sep = "" )
Вариант в стиле Python:

Задачи
«A»: Заполнить массив случайными числами и найти минимальный и максимальный элементы массива и их номера.
Пример:
Массив:
1 2 3 4 5
Минимальный элемент: A[1]=1
Максимальный элемент: A[5]=5
«B»: Заполнить массив случайными числами и найти два максимальных элемента массива и их номера.
Пример:
Массив:
5 5 3 4 1
Максимальный элемент: A[1]=5
Второй максимум: A[2]=5

Задачи
«C»: Введите массив с клавиатуры и найдите (за один проход) количество элементов, имеющих максимальное значение.
Пример:
Массив:
3 4 5 5 3 4 5
Максимальное значение 5
Количество элементов 3

Реверс массива
«Простое» решение:
for i in range( N ):
поменять местами A[i] и A[N-1-i]
N//2
остановиться на середине!

Реверс массива
for i in range(N//2):
c = A[i]
A[i] = A[N-1-i]
A[N-1-i] = c
Варианты в стиле Python:
for i in range(N//2):
A[i], A[N-i-1]= A[N-i-1], A[i]
A.reverse()

Циклический сдвиг элементов
«Простое» решение:
c = A[0]
for i in range(N-1):
A[i] = A[i+1]
A[N-1] = c

Срезы в Python
A[1:3]
[12, 5]
A[2:3]
[5] A[:3]
[7, 12, 5]
A[0:3]
с начала
A[3:N-2]
[8,…,18,34]
разрезы
A[3:]
[8,…,18,34,40,23]
A[3:N]
до конца
A[:]
[7,12,5,8,…,18,34,40,23]
копия массива

Срезы в Python – отрицательные индексы
A[1:-1]
[12,5,8,…,18,34,40]
разрезы
A[1:N-1]
A[-4:-2]
[18, 34]
A[N-4:N-2]

Срезы в Python – шаг
A[1:6:2]
[12, 8, 18]
разрезы A[::3]
[7, 8, 34]
A[8:2:-2]
[23, 34, 76]
A[::-1]
[23,40,34,18,76,8,5,12,7]
реверс!
A.reverse()
шаг

Задачи
«A»: Заполнить массив случайными числами и выполнить циклический сдвиг элементов массива вправо на 1 элемент.
Пример:
Массив:
1 2 3 4 5 6
Результат:
6 1 2 3 4 5
«B»: Массив имеет четное число элементов. Заполнить массив случайными числами и выполнить реверс отдельно в первой половине и второй половине.
Пример:
Массив:
1 2 3 4 5 6
Результат:
3 2 1 6 5 4

Задачи
«C»: Заполнить массив случайными числами в интервале [-100,100] и переставить элементы так, чтобы все положительные элементы стояли в начала массива, а все отрицательные и нули – в конце. Вычислите количество положительных элементов.
Пример:
Массив:
20 -90 15 -34 10 0
Результат:
20 15 10 -90 -34 0
Количество положительных элементов: 3

Отбор нужных элементов
Простое решение:
Задача. Отобрать элементы массива A, удовлетворяющие некоторому условию, в массив B.
B = []
сделать для i от 0 до N-1
если условие выполняется для A[i] то
добавить A[i] к массиву B
B = []
for x in A:
if x % 2 == 0:
B.append(x)
добавить x в конец массива B

Отбор нужных элементов
Решение в стиле Python:
Задача. Отобрать элементы массива A, удовлетворяющие некоторому условию, в массив B.
B = [ x for x in A ]
if x % 2 == 0 ]
если x – чётное число
перебрать все элементы A

Задачи
«A»: Заполнить массив случайными числами в интервале
[-10,10] и отобрать в другой массив все чётные отрицательные числа.
Пример:
Массив А:
-5 6 7 -4 -6 8 -8
Массив B:
-4 -6 -8
«B»: Заполнить массив случайными числами в интервале [0,100] и отобрать в другой массив все простые числа. Используйте логическую функцию, которая определяет, является ли переданное ей число простым.
Пример:
Массив А:
12 13 85 96 47
Массив B:
13 47