Лабораторная работа по Питону. Лаб_04 масивы и списки (2). Работа с массивами и списками на языке Python

• Название: Работа с массивами и списками на языке Python
• Анкор: Лабораторная работа по Питону
• Дата: 19.10.2022
• Размер: 36.54 Kb.
• Имя файла: Лаб_04 масивы и списки (2).docx
• Тип: Лабораторная работа; #743036

Кафедра информационных технологий и безопасности


Лабораторная работа № 4
по дисциплине

«Объектно-ориентированный язык программирования Python»
Специальность: 6В06301 – «Системы информационной безопасности»

Караганда 2022

Лабораторная работа № 4
Тема: Работа с массивами и списками на языке Python.
Цель работы: Получить практические навыки работы с массивами и списками на языке Python.
Краткие сведения из теории
Массивы в Python — это контейнеры, которые хранят элементы одного типа. Элементы массива имеют общее имя, и каждый элемент имеет свой индекс — порядковый номер.

Задать значение элементов массива можно при объявлении массива. Это делается так:

Название массива = [элемент 1, элемент 2, элемент 3,…].

Название массива[индекс элемента массива] = значение элемента.
При этом массив будет иметь фиксированный размер согласно количеству элементов.
Пример. Задание значений элементов массива в Python.

a = [0, 1, 2, 3, 4]
При вводе элементов массива удобно использовать цикл for, для перебора всех элементов массива.

a = [0] * размер массива

for i in range(размер массива):

    a[i] = выражение
Например:

x = [0]*5

for i in range(5):

   x[i] = int( input() )
Для работы с массивами можно подключить библиотеку numpy. Это дополнительная библиотека. Для подключения внешней библиотеки наберите в командной строке:

pip install numpy

Математические операции над массивами выполняются поэлементно. Сначала создается новый массив. Затем заполняются элементы массива. Над элементами массива можно выполнять различные операции.

Список в Python
Любой массив может содержать данные только одного типа, то есть нельзя использовать int, str и float в одном массиве. Это является недостатком при работе с массивами, для устранения этого были введены списки (list).

Список (list) представляет собой структуру данных, предназначенную для хранения объектов. Список в Python похож на массив. Различие в том, что в списках можно хранить объекты различных типов данных. Размер списка не статичен и поддается изменениям.

Если нужно добавить элемент в список, используем метод append():

a = []

a.append(3)

a.append("hello")

print(a)
Получим:

[3, 'hello']

А если требуется удалить элемент из списка в том случае, когда его значение известно, рекомендуется применение метода remove(x), который удалит первую ссылку на этот элемент:

b = [2, 3, 5]

b.remove(3)

print(b)
Получим:

[2, 5]
Операции над списками Python

x in a, где а имя списка (массива). Выражение равно true, если элемент x есть в списке.

Пример:

a=[3,5,6,8]

x=9

if x in a:

print(x)
a1 + a2 — объединение двух списков;

a * n - копирует список n раз;

Пример:

a=[5,6,8]

a=a*3

print(a)

Получим:

[5, 6, 8, 5, 6, 8, 5, 6, 8]
Методы списков

Метод	Описание
list.append(x)	Добавляет элемент в конец списка
list.extend(L)	Расширяет список list, добавляя в конец все элементы списка L
list.insert(i, x)	Вставляет перед i-ым элементом значение x
list.remove(x)	Удаляет первый элемент в списке, имеющий значение x. ValueError, если такого элемента не существует
list.pop([i])	Удаляет i-ый элемент и возвращает его. Если индекс не указан, удаляется последний элемент
list.index(x, [start [, end]])	Возвращает положение первого элемента со значением x (при этом поиск ведется от start до end)
list.count(x)	Возвращает количество элементов со значением x
list.reverse()	Разворачивает список
list.copy()	Поверхностная копия списка
list.clear()	Очищает список

list.append(x)

Добавляет в конце списка новый элемент x:

a = [0,0.1,"один"]

a.append(321)

print(a)

Получим

[0, 0.1, 'один', 321]
Генерация целых случайных чисел.

В языке программирования Python для генерации случайных чисел предназначен модуль random().

Прежде чем использовать модуль, необходимо подключить его к программе с помощью инструкции:

import random

Функция randint() генерирует псевдослучайное целое число. Функция принимает два аргумента (пределы целочисленного диапазона).

Пример:

import random

x=random.randint(0, 10)
В функции randint() обе границы включаются в диапазон.

Первое число всегда должно быть меньше второго.
Порядок выполнения работы

1. 
   Изучить теоретический материал.
   
2. 
   Выполнить задания.
   
3. 
   Ответить на контрольные вопросы.
   

Задание 1

1. 
   Даны массивы А(5) и В(5). Заполнить массив А(5) случайными числами в диапазоне от 24 до 40. Заполнить массив В(5) путем вычитания из элементов массива А(5) числа 5. Выдать массивы А(5) и В(5) на экран.
   
2. 
   Создать два числовых массива А(10) и В(10). Заполнить их целыми случайными числами в диапазоне от 1 до 20. Определить число одинаковых элементов. Результат выдать на экран.
   

Задание 2

1. Создать список из 5-ти элементов. Элементы списка вводятся с клавиатуры. Найти наибольший элемент списка, который делится на 2 без остатка, и вывести его на экран.

2. Создать массив X(12)  целых случайных чисел, среди элементов которого  есть положительные и отрицательные целые числа. Сформировать новый массив Y, взяв в него только положительные числа. Вывести на  экран массив Х и полученный массив Y.

3. С клавиатуры вводится целое числа n (0<n<100). Представить это число в текстовом виде.

Например, 35 = тридцать пять.
Задание 3

Выбрать вариант задания и написать программу на Python.
Варианты заданий

1. Создать массив целых чисел. Найти максимальный элемент массива и его порядковый номер.

2. Создать массив целых чисел. Найти сумму элементов с четными порядковыми номерами. Вывести сумму на экран.

3. Создать одномерный массив, состоящий из N целых случайных чисел в диапазоне от -16 до +10. Найти максимальный по модулю элемент. Вывести массив и найденный элемент на экран.

4. Создать массив X  длиной n, среди элементов которого  есть положительные и отрицательные целые числа. Вычислить сумму элементов с нечетными индексами. Вывести на экран массив Х и полученную сумму.

5. Создать одномерный массив, состоящий из N целых случайных чисел в диапазоне от 0 до 15. Проверить, есть ли в нем одинаковые элементы. Вывести эти элементы и их индексы на экран.

6. Создать одномерный массив, состоящий из N целых случайных чисел в диапазоне от 0 до 15. Найти максимальный элемент массива и поменять его местами с минимальным. Вывести массивы на экран.

7. Создать одномерный массив, состоящий из N целых случайных чисел в диапазоне от 1 до 20. Получить другой массив, состоящий только из нечетных чисел исходного массива. Вывести массивы на экран.

8. Программа заполняет одномерный массив из 5 целых чисел, введенных с клавиатуры. Определить среднее арифметическое всех чисел массива. Вывести массив и среднее арифметическое на экран.

9. Создать одномерный массив, состоящий из 5 целых случайных чисел в диапазоне от 0 до 15. Переставить в этом массиве минимальный элемент и максимальный.

10. Создать массив целых чисел. Найти произведение элементов с нечетными порядковыми номерами. Вывести произведение на экран.

11. Создать одномерный массив, состоящий из N целых случайных чисел в диапазоне от -16 до +10. Найти сумму отрицательных чисел. Вывести массив и сумму на экран.

12. Программа заполняет одномерный массив из 5 целых чисел, введенных с клавиатуры. Определить сумму квадратов всех чисел массива. Вывести массив и сумму квадратов на экран.

13. Создать одномерный массив, состоящий из 8 целых случайных чисел в диапазоне от 0 до 15. Отсортировать массив и удалить в нем одинаковые элементы. Вывести исходный и полученный массивы на экран.

14. Создать одномерный массив, состоящий из 5 целых случайных чисел в диапазоне от 5 до 30. Найти наибольший элемент, который делится на 3 без остатка.

15. Создать одномерный массив, состоящий из 7 целых случайных чисел в диапазоне от 10 до 25. Найти наименьший элемент, который делится на 5 без остатка.
Содержание отчета

1. 
   Титульный лист.
   
2. 
   Результаты выполненных работ.
   
3. 
   Ответы на контрольные вопросы.
   

Контрольные вопросы

1. Дайте определение массива.

2. Чем отличаются массивы от списков в Python?

3. Для чего предназначен модуль numpy?

4. Как добавить элемент в конец массива?

5. Приведите пример вывода элементов массива в цикле for.