62. Массивы 63. Алгоритмы обработки массивов

• Название: 62. Массивы 63. Алгоритмы обработки массивов
• Дата: 28.04.2023
• Размер: 1.09 Mb.
• Имя файла: programmirovanie-na-yazyke-python.pptx
• Тип: Документы; #1095573
• страница: 16 из 16

Создание матриц

A = [[-1, 0, 1],

[-1, 0, 1],

[0, 1, -1]]

Матрица – это список списков!

!

перенос на другую строку внутри скобок

A = [[-1, 0, 1], [-1, 0, 1], [0, 1, -1]]

или так:

Нумерация элементов с нуля!

!

Создание матриц

N = 3

M = 2

row = [0]*M

A = [row]*N

Нулевая матрица:

0
1
2

0

0

row

A

A[0][0] = 1

1

а правильно так:

A = []

for i in range(N):

A.append ( [0]*M )

0
1
2

0

0

A

A[0][0] = 1

0

0

0

0

1

Вывод матриц

print ( A )

[[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]

def printMatrix ( A ):

for row in A:

for x in row:

print ( "{:4d}".format(x), end = "" )

print ()

1 2 3

4 5 6

7 8 9

Зачем форматный вывод?

?

Простые алгоритмы

Заполнение случайными числами:

import random

for i in range(N):

for j in range(M):

A[i][j] = random.randint ( 20, 80 )

print ( "{:4d}".format(A[i][j]),

end = "" )

print()

Суммирование:

s = 0

for i in range(N):

for j in range(M):

s += A[i][j]

print ( s )

Вложенный цикл!

!

s = 0

for row in A:

s += sum(row)

print ( s )

Задачи

«A»: Напишите программу, которая заполняет квадратную матрицу случайными числами в интервале [10,99], и находит максимальный и минимальный элементы в матрице и их индексы.

Пример:

Матрица А:

12 14 67 45

32 87 45 63

69 45 14 11

40 12 35 15

Максимальный элемент A[2,2]=87

Минимальный элемент A[3,4]=11

Задачи

«B»: Яркости пикселей рисунка закодированы числами от 0 до 255 в виде матрицы. Преобразовать рисунок в черно-белый по следующему алгоритму:

• вычислить среднюю яркость пикселей по всему рисунку
• все пиксели, яркость которых меньше средней, сделать черными (записать код 0), а остальные – белыми (код 255)

Пример:

Матрица А:

12 14 67 45

32 87 45 63

69 45 14 11

40 12 35 15

Средняя яркость 37.88

Результат:

0 0 255 255

0 255 255 255

255 255 0 0

255 0 0 0

Задачи

«С»: Заполните матрицу, содержащую N строк и M столбцов, натуральными числами по спирали и змейкой, как на рисунках:

Перебор элементов матрицы

Главная диагональ:

for i in range(N):

# работаем с  A[i][i]

Побочная диагональ:

for i in range(N):

# работаем с  A[i][N-1-i]

Главная диагональ и под ней:

for i in range(N):

for j in range( i+1 ):

# работаем с  A[i][j]

Перестановка строк и столбцов

2-я и 4-я строки:

A[2], A[4] = A[4], A[2]

2-й и 4-й столбцы:

for i in range(N):

A[i][2], A[i][4] = A[i][4], A[i][2]

0
1
2
3
4

Выделение строк и столбцов

1-я строка:

R = A[1][:]

2-й столбец:

C = []

for row in A:

C.append(row[2])

R = A[i]

или так:

C = [ row[2] for row in A ]

главная диагональ:

D = [ A[i][i] for i in range(N) ]

Задачи

«A»: Напишите программу, которая заполняет квадратную матрицу случайными числами в интервале [10,99], а затем записывает нули во все элементы выше главной диагонали. Алгоритм не должен изменяться при изменении размеров матрицы.

Пример:

Матрица А:

12 14 67 45

32 87 45 63

69 45 14 30

40 12 35 65

Результат:

12 0 0 0

32 87 0 0

69 45 14 0

40 12 35 65

Задачи

«B»: Пиксели рисунка закодированы числами (обозначающими цвет) в виде матрицы, содержащей N строк и M столбцов. Выполните отражение рисунка сверху вниз:

1	2	3
4	5	6
7	8	9

7	8	9
4	5	6
1	2	3

«С»: Пиксели рисунка закодированы числами (обозначающими цвет) в виде матрицы, содержащей N строк и M столбцов. Выполните поворот рисунка вправо на 90 градусов:

1	2	3
4	5	6
7	8	9

7	4	1
8	5	2
9	6	3

§ 68. Работа с файлами

Как работать с файлами?

файлы

текстовые

двоичные

«plain text»:

• текст, разбитый на строки;
• из специальных символов только символы перехода на новую строку

• любые символы
• рисунки, звуки, видео, …

Принцип сэндвича

открыть файл

работа с файлом

закрыть файл

хлеб

хлеб

начинка

Fin = open ( "input.txt" )

Fout = open ( "output.txt", "w" )

# здесь работаем с файлами

Fin.close()

Fout.close()

файловые переменные-указатели

"r" - чтение

"w" – запись

"a" – добавление

по умолчанию – на чтение (режим "r")

Ввод данных

Fin = open( "input.txt" )

s = Fin.readline() # "1 2"

Чтение строки:

Чтение строки и разбивка по пробелам:

s = Fin.readline().split() # ["1","2"]

Чтение целых чисел:

s = Fin.readline().split() # ["1","2"]

a, b = int(s[0]), int(s[1])

или так:

a, b = [int(x) for x in s]

или так:

a, b = map( int, s )

Вывод данных в файл

a = 1

b = 2

Fout = open( "output.txt", "w" )

Fout.write ( "{:d} + {:d} = {:d}\n".format(

a, b, a+b) )

Fout.close()

Все данные преобразовать в строку!

!



пока не конец файла

прочитать число из файла

добавить его к сумме

Задача. В файле записано в столбик неизвестное количество чисел. Найти их сумму.

Fin = open ( "input.txt" )

sum = 0

while True:

s = Fin.readline()

if not s: break

sum += int(s)

Fin.close()

если конец файла, вернёт пустую строку



Задача. В файле записано в столбик неизвестное количество чисел. Найти их сумму.

sum = 0

Fin = open ( "input.txt" )

lst = Fin.readlines()

for s in lst:

sum += int(s)

Fin.close()

прочитать все строки в список строк



Задача. В файле записано в столбик неизвестное количество чисел. Найти их сумму.

sum = 0

with open ( "input.txt" ) as Fin:

for s in Fin:

sum += int(s)

Не нужно закрывать файл!

!

или так:

sum = 0

for s in open ( "input.txt" ):

sum += int(s)

Задачи

«A»: Напишите программу, которая находит среднее арифметическое всех чисел, записанных в файле в столбик, и выводит результат в другой файл.

«B»: Напишите программу, которая находит минимальное и максимальное среди чётных положительных чисел, записанных в файле, и выводит результат в другой файл. Учтите, что таких чисел может вообще не быть.

«C»: В файле в столбик записаны целые числа, сколько их – неизвестно. Напишите программу, которая определяет длину самой длинной цепочки идущих подряд одинаковых чисел и выводит результат в другой файл.

Обработка массивов

Задача. В файле записаны в столбик целые числа. Вывести в другой текстовый файл те же числа, отсортированные в порядке возрастания.

В чем отличие от предыдущей задачи?

?

Для сортировки нужно удерживать все элементы в памяти одновременно.

!

Обработка массивов

Ввод массива:

A = []

while True:

s = Fin.readline()

if not s: break

A.append ( int(s) )

Ввод в стиле Python:

s = Fin.read().split()

A = list ( map(int, s) )

Сортировка:

A.sort()

Обработка массивов

Вывод результата:

Fout = open ( "output.txt", "w" )

Fout.write ( str(A) )

Fout.close()

или так:

for x in A:

Fout.write ( str(x)+"\n" )

[1, 2, 3]

1

2

3

или так:

for x in A:

Fout.write ( "{:4d}".format(x) )

1 2 3

Задачи

«A»: В файле в столбик записаны числа. Отсортировать их по возрастанию последней цифры и записать в другой файл.

«B»: В файле в столбик записаны числа. Отсортировать их по возрастанию суммы цифр и записать в другой файл. Используйте функцию, которая вычисляет сумму цифр числа.

«C»: В двух файлах записаны отсортированные по возрастанию массивы неизвестной длины. Объединить их и записать результат в третий файл. Полученный массив также должен быть отсортирован по возрастанию.

Обработка строк

Задача. В файле записано данные о собаках: в каждой строчке кличка собаки, ее возраст и порода:

Мухтар 4 немецкая овчарка

Вывести в другой файл сведения о собаках, которым меньше 5 лет.

пока не конец файла Fin

прочитать строку из файла Fin

разобрать строку – выделить возраст

если возраст < 5 то

записать строку в файл Fout

Чтение данных из файла

Чтение одной строки:

s = Fin.readline()

Разбивка по пробелам:

data = s.split()

Выделение возраста:

sAge = data[1]

age = int ( sAge )

Кратко всё вместе:

s = Fin.readline()

age = int ( s.split()[1] )

Обработка строк

Fin = open ( "input.txt" )

Fout = open ( "output.txt", "w" )

while True:

s = Fin.readline()

if not s: break

age = int ( s.split()[1] )

if age < 5:

Fout.write ( s )

Fin.close()

Fout.close()

Полная программа:

Обработка строк

lst = Fin.readlines()

for s in lst:

age = int ( s.split()[1] )

if age < 5:

Fout.write ( s )

или так:

for s in open ( "input.txt" ):

age = int ( s.split()[1] )

if age < 5:

Fout.write ( s )

или так:

Задачи

«A»: В файле записаны данные о результатах сдачи экзамена. Каждая строка содержит фамилию, имя и количество баллов, разделенные пробелами:

<Фамилия> <Имя> <Количество баллов>

Вывести в другой файл фамилии и имена тех учеников, которые получили больше 80 баллов.

«B»: В предыдущей задаче добавить к полученному списку нумерацию, сократить имя до одной буквы и поставить перед фамилией:

П. Иванов

И. Петров

...

Задачи

«C»: В файле записаны данные о результатах сдачи экзамена. Каждая строка содержит фамилию, имя и количество баллов, разделенные пробелами:

<Фамилия> <Имя> <Количество баллов>

Вывести в другой файл данные учеников, которые получили больше 80 баллов. Список должен быть отсортирован по убыванию балла. Формат выходных данных:

П. Иванов 98

И. Петров 96

...

Конец фильма

ПОЛЯКОВ Константин Юрьевич

д.т.н., учитель информатики

ГБОУ СОШ № 163, г. Санкт-Петербург

[e-mail]

ЕРЕМИН Евгений Александрович

к.ф.-м.н., доцент кафедры мультимедийной дидактики и ИТО ПГГПУ, г. Пермь

[e-mail]

Источники иллюстраций

• www.mcdonalds.com
• иллюстрации художников издательства «Бином»
• авторские материалы