Программирование (Python). §21. Массивы. Программирование (Python). 8 класс

1.

Программирование
(Python)
§ 21. Массивы
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

2.

Программирование (Python), 8 класс
Что такое массив?
? Как ввести 10000 переменных?
Массив – это группа переменных одного типа,
расположенных в памяти рядом (в соседних ячейках) и
имеющих общее имя.
Надо:
• выделять память
• записывать данные в нужную ячейку
• читать данные из ячейки
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

3.

Программирование (Python), 8 класс
Обращение к элементу массива
НОМЕР
A
массив
0
1
5
10
A[0]
A[1]
22
15
15
элемента массива
(ИНДЕКС)
3
4
20
25
ЗНАЧЕНИЕ
A[2]
A[3]
A[4]
элемента массива
Индекс элемента — это значение, которое указывает на
конкретный элемент массива.
! Нумерация с нуля!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

4.

Программирование (Python), 8 класс
Обращение к элементу массива
ИНДЕКС элемента массива: 2
A[2]
ЗНАЧЕНИЕ элемента массива
0
1
2
3
4
23
12
7
43
51
i = 1
A[2] = A[i] + 2*A[i-1] + A[2*i+1]
print( A[2]+A[4] )
? Что получится?
A[2] = A[1] + 2*A[0] + A[3]
print( A[2]+A[4] )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
101
152

5.

Программирование (Python), 8 класс
Создание массива
A = [11, 22, 35, 41, 53]
11
22
35
41
53
A = [11, 22] + [35, 41] + [53]
A = [11]*5
11
11
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
11
11
http://kpolyakov.spb.ru
11

6.

Программирование (Python), 8 класс
Что неверно?
A = [1, 2, 3, 4, 5]
x = 1
? Что плохо?
print( A[x-8] )
A[x+4] = A[x-1] + A[2*x]
print( A[-7] )
A[5] = A[0] + A[2]
Выход за границы массива — это обращение к
элементу с индексом, который не существует в
массиве.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

7.

Программирование (Python), 8 класс
Перебор элементов массива
N = 10
A = [0]*N
# память уже выделена
Перебор элементов: просматриваем все элементы
массива и, если нужно, выполняем с каждым из них
некоторую операцию.
for i in range(N):
# здесь работаем с A[i]
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

8.

Программирование (Python), 8 класс
Заполнение массива
[0, 2, 3, …, N-1]
for i in range(N):
A[i] = i
? Что произойдёт?
В развёрнутом виде
A[0] = 0
A[1] = 1
A[2] = 2
...
A[N-1] = N-1
0
1
2
...
В стиле Python:
A = [ i for i in range(N) ]
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
N-1

9.

Программирование (Python), 8 класс
Заполнение массива в обратном порядке
N
…
3
2
A[0] = N
A[1] = N-1
A[2] = N-2
...
A[N-1] = 1
1
X=N
for i in range(N):
A[i] = X
X=X-1
? Как меняется X?
X = N, N-1, …, 2, 1
начальное
значение
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
уменьшение
на 1
http://kpolyakov.spb.ru

10.

Программирование (Python), 8 класс
Заполнение массива в обратном порядке
N
…
3
2
1
A[i] = X
? Как связаны i и X?
+1
i
X
0
1
2
...
N
N-1
N-2
...
N-1
1
–1
for i in range(N):
A[i] = N – i
В стиле Python:
A = [ N-i
for i in range(N) ]
! Сумма i и X не меняется!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
i + X = N
X = N - i

11.

Программирование (Python), 8 класс
Вывод массива на экран
Весь массив сразу:
[1,2,3,4,5]
print( A )
По одному элементу:
for i in range(N):
print( A[i] )
или так:
for x in A:
print( x )
вывести
? вКакстрочку?
в столбик
для всех элементов в
массиве A
for x in A:
print( x, end=" " )
пробел между
элементами
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

12.

Программирование (Python), 8 класс
Вывод массива на экран (Python)
[1,2,3,4,5]
print ( *A )
print (1, 2, 3, 4, 5)
разбить список
на элементы
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
1 2 3 4 5
http://kpolyakov.spb.ru

13.

Программирование (Python), 8 класс
Ввод с клавиатуры
for i in range(N):
A[i] = int(input())
или так:
A = [int(input())
for i in range(N)]
С подсказкой для ввода:
for i in range(N):
s = "A[" + str(i) + "]="
A[i] = int(input(s))
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
? Что плохо?
A[0] = 5
A[1] = 12
A[2] = 34
A[3] = 56
A[4] = 13

14.

Программирование (Python), 8 класс
Задачи
«A»: а) Заполните все элементы массива из 10
элементов значением X , введённым с клавиатуры.
б) Заполните массив из 10 элементов
последовательными натуральными числами,
начиная с X (значение X введите с клавиатуры).
«B»: а) Заполните массив из 10 элементов
натуральными числами в порядке убывания. С
клавиатуры вводится значение X. Последний
элемент должен быть равен X, предпоследний равен
X+1 и т.д.
б) Заполните массив из 10 элементов степенями
числа 2 (от 21 до 2N), так чтобы первый элемент был
равен 2, следующий – 4, следующий – 8 и т.д.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

15.

Программирование (Python), 8 класс
Заполнение случайными числами
из библиотеки
(модуля) random
взять функцию randint
from random import randint
N = 10
# размер массива
A = [0]*N # выделить память
for i in range(N):
A[i] = randint(20,100)
В краткой форме:
from random import randint
N = 10
A = [ randint(20,100)
for i in range(N) ]
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

16.

Программирование (Python), 8 класс
Обработка элементов массива
N = 10
A = [0]*N
# память уже выделена
for i in range(N):
# здесь работаем с A[i]
Вывести на экран в столбик:
for i in range(N):
print( A[i] )
???
! Что вместо «???»?
Вывести на экран в строчку:
for i in range(N):
print( A[i], end = " " )
???
print( *A )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

17.

Программирование (Python), 8 класс
Обработка элементов массива
Вывести числа, на 1 большие, чем A[i]:
for i in range(N):
print( A[i]+1 )
???
Вывести последние цифры:
for i in range(N):
print( A[i]%10 )
???
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
! Что вместо «???»?

18.

Программирование (Python), 8 класс
Обработка элементов массива
Заполнить нулями:
for i in range(N):
A[i] = 0
???
Увеличить на 1:
for i in range(N):
A[i] += 1
???
Умножить на 2:
for i in range(N):
A[i] *= 2
???
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
! Что вместо «???»?

19.

Программирование (Python), 8 класс
Задачи-2
«A»: Напишите программу, которая заполняет массив из
10 элементов случайными числами в диапазоне
[0,10], выводит его на экран, а затем выводит на
экран квадраты всех элементов массива.
Пример:
Массив: 5 6 2 3 1 4 8 7
Квадраты: 25 36 4 9 1 16 64 49
«B»: Напишите программу, которая заполняет массив из 10
элементов случайными числами в диапазоне
[100,300] и выводит его на экран. После этого на экран
выводятся средние цифры (число десятков) всех
чисел, записанных в массив.
Пример:
Массив: 142 224 135 257 167 295 126 223 138 270
Число десятков: 4 2 3 5 6 9 2 2 3 7
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

20.

Программирование (Python), 8 класс
Задачи-2
«C»: Напишите программу, которая заполняет массив из
10 элементов случайными числами в диапазоне
[100,500] и выводит его на экран. После этого на экран
выводятся суммы цифр всех чисел, записанных в
массив.
Пример:
Массив: 162 425 340 128 278 195 326 414 312 177
Суммы цифр: 9 11 7 11 17 15 11 9 6 15
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

21.

Программирование
(Python)
§ 21. Алгоритмы обработки
массивов
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

22.

Программирование (Python), 8 класс
Сумма элементов массива
Задача. Найти сумму элементов массива из N
элементов.
Какие переменные
? нужны?
5
2
8
i
3
s
s = 0
for i in range(N):
s =
+=sA[i]
+ A[i]
print( s )
0
1
2
5
7
15
В стиле Python:
3
4
18
19
print( sum(A) )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
0
1

23.

Программирование (Python), 8 класс
Сумма элементов массива (Python)
Задача. Найти сумму элементов массива A.
для всех
элементов из A
s = 0
for x in A:
s += x
print( s )
! Не нужно знать размер!
или так:
print( sum(A) )
встроенная
функция
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

24.

Программирование (Python), 8 класс
Сумма не всех элементов массива
Задача. Найти сумму чётных элементов массива.
? Что делаем с нечётными?
s = 0
for i in range(N):
s +=
A[i]
if
A[i]
% 2 == 0:
print(
s A[i]
)
s +=
print( s )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

25.

Программирование (Python), 8 класс
Сумма не всех элементов массива
Задача. Найти сумму чётных элементов массива.
s = 0
for x in A:
if
x %
s +=
x 2 == 0:
s +=
print(
s x
)
print( s )
s
A
4
3
x
1
8
6
3
4
В стиле Python:
18
10
4
0
6
8
отбираем
в новый
1
массив все нужные
значения
B = [x for x in A
if x % 2 == 0]
print ( sum(B) )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

26.

Программирование (Python), 8 класс
Задачи
«A»: Напишите программу, которая заполняет массив из
10 элементов случайными числами на отрезке [–5; 5]
и находит сумму положительных элементов.
«B»: Напишите программу, которая заполняет массив из 10
элементов случайными числами на отрезке [–2; 2] и
находит произведение ненулевых элементов.
«C»: Напишите программу, которая заполняет массив из 20
элементов случайными числами на отрезке
[100; 1000] и находит отдельно сумму элементов в
первой и во второй половинах массива.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

27.

Программирование (Python), 8 класс
Подсчёт элементов по условию
Задача. Найти количество чётных элементов массива.
? Какие переменные нужны?
count = 0
for i in range(N):
if A[i] % 2 == 0:
count += 1
print( count )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
переменнаясчётчик
? Что тут делаем?
http://kpolyakov.spb.ru

28.

Программирование (Python), 8 класс
Подсчёт элементов по условию (Python)
Задача. Найти количество чётных элементов массива.
count = 0
for x in A:
if x % 2 == 0:
count += 1
print( count )
В стиле Python:
B = [x for x in A
if x % 2 == 0]
print ( len(B) )
размер массива
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

29.

Программирование (Python), 8 класс
Среднее арифметическое
Задача. Найти среднее арифметическое элементов
массива, которые больше 180 (рост в см).
s = 0
for x in A:
if x > 180:
s += x
print( s/N )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
? Что плохо?
http://kpolyakov.spb.ru

30.

Программирование (Python), 8 класс
Среднее арифметическое
Задача. Найти среднее арифметическое элементов
массива, которые больше 180 (рост в см).
? Какие переменные нужны?
s = 0
count = 0
for x in A:
if x > 180:
count += 1
s += x
print( s/count )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
? Что тут делаем?
http://kpolyakov.spb.ru

31.

Программирование (Python), 8 класс
Среднее арифметическое (Python)
Задача. Найти среднее арифметическое элементов
массива, которые больше 180 (рост в см).
B = [ x for x in A
if x > 180]
print ( sum(B)/len(B) )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
отбираем нужные

32.

Программирование (Python), 8 класс
Задачи
«A»: Напишите программу, которая заполняет массив из
20 элементов случайными числами на отрезке [0;
200] и считает число элементов, которые делятся на
10.
«B»: Напишите программу, которая заполняет массив из 20
элементов случайными числами на отрезке [0; 200] и
считает число двузначных чисел в массиве.
«C»: Напишите программу, которая заполняет массив из 20
элементов случайными числами на отрезке [10; 100] и
считает число пар соседних элементов, сумма
которых делится на 3.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

33.

Программирование (Python), 8 класс
Перестановка элементов массива
поменять местами значения двух
? Как
переменных a и b?
вспомогательная
переменная
элементы массива:
с = a
a = b
b = c
с = A[i]
A[i] = A[k]
A[k] = c
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

34.

Программирование (Python), 8 класс
Перестановка пар соседних элементов
Задача. Массив A содержит чётное количество
элементов N. Нужно поменять местами пары соседних
элементов: 0-й с 1-м, 2-й — с 3-м и т. д.
0
1
2
3
7
12
38
5
0
1
2
3
12
7
5
38
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
…
…
N-2
N-1
40
23
N-2
N-1
23
40

35.

Программирование (Python), 8 класс
Перестановка пар соседних элементов
for i in range(N):
поменять местами A[i] и A[i+1]
0
1
2
3
Что плохо?
?
4
5
7
12
38
5
40
23
12
7
38
5
40
23
12
38
7
5
40
12
38
5
7
40
выход
23 за границы
массива
12
38
5
40
7
23
12
38
5
40
23
7
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru
23
?

36.

Программирование (Python), 8 класс
Перестановка пар соседних элементов
for i in range(0,N-1,2):
# переставляем A[i] и A[i+1]
с = A[i]
A[i] = A[i+1]
A[i+1] = c
A[0]
A[1]
A[2]
A[3]
...
A[N-2]
A[N-1]
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

37.

Программирование (Python), 8 класс
Реверс массива
Задача. Переставить элементы массива в обратном
порядке (выполнить реверс).
0
1
2
7
12
5
0
1
2
23
40
38
A[0]
A[N-1]
A[1]
A[N-2]
A[i]
A[N-1-i]
A[N-1]
A[0]
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
…
…
N-3
N-2
N-1
38
40
23
N-3
N-2
N-1
5
12
7
0+N-1 = N-1
1+N-2 = N-1
i+??? = N-1
N-1+0 = N-1
http://kpolyakov.spb.ru

38.

Программирование (Python), 8 класс
Реверс массива
(N // 2):
for i in range(N):
поменять местами A[i] и A[N-1-i]
0
1
2
3
7
12
40
23
i=0
23
12
40
7
i=1
23
40
12
7
i=2
23
12
40
7
i=3
7
12
40
23
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
? Что плохо?
? Как исправить?
http://kpolyakov.spb.ru

39.

Программирование (Python), 8 класс
Задачи
«A»: Заполнить массив из 10 элементов случайными
числами в диапазоне [0; 100], поменять местами
пары соседних элементов, не трогая первый и
последний элементы.
Массив:
53 66 88 39 26 88 35 24 38 50
Результат: 53 88 66 26 39 35 88 38 24 50
«B»: Заполнить массив из 10 элементов случайными
числами в диапазоне [0; 100] и выполнить
циклический сдвиг влево: каждый элемент
перемещается на место предыдущего, а первый – на
место последнего.
Массив:
53 66 88 39 26 88 35 24 38 50
Результат: 66 88 39 26 88 35 24 38 50 53
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

40.

Программирование (Python), 8 класс
Задачи
«C»: Заполнить массив из 10 элементов случайными
числами в диапазоне [0; 100], сделать реверс
отдельно в первой и во второй половине массива.
Массив:
53 66 88 39 26 88 35 24 38 50
Результат: 26 39 88 66 53 50 38 24 35 88
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

41.

Программирование (Python), 8 класс
Поиск максимального элемента
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

42.

Программирование (Python), 8 класс
Поиск максимального элемента
? Какие переменные нужны?
for i in range(N):
if A[i] > M:
M = A[i]
print( M )
? Чего не хватает?
начальное
? Какое
значение взять для M?
1) M – значение, которое заведомо меньше всех
элементов массива
или
2) M = A[0] (или любой другой элемент)
максимальный не меньше, чем A[0]
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

43.

Программирование (Python), 8 класс
Поиск максимального элемента
начинаем с A[1], так как
A[0] мы уже посмотрели
M = A[0]
for i in range(1,N):
if A[i] > M:
M = A[i]
print( M )
? Как найти минимальный?
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

44.

Программирование (Python), 8 класс
Поиск максимального элемента (Python)
M = A[0]
for x in A:
if x > M:
M = x
print( M )
перебрать все элементы
в массиве A
! Не нужно знать размер!
print( max(A) )
print( min(A) )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

45.

Программирование (Python), 8 класс
Номер максимального элемента
Задача. Найти в массиве максимальный элемент и его
номер.
? Какие переменные нужны?
M = A[0]; nMax = 0
for i in range(1,N):
if A[i] > M:
Можно ли убрать одну
? переменную?
M = A[i]
nMax = i
print( "A[", nMax, "]=", M )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

46.

Программирование (Python), 8 класс
Номер максимального элемента
! Если знаем nMax, то M=A[nMax]!
M = A[0]; nMax = 0
for i in range(1,N):
:
if A[i]> A[nMax]
M :
M = A[i]
nMax = i
)
print( "A[", nMax, "]=", A[nMax]
M )
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

47.

Программирование (Python), 8 класс
Задачи (без min и max)
«A»: Напишите программу, которая заполняет массив из
20 элементов случайными числами на отрезке [50;
150] и находит в нём минимальный и максимальный
элементы и их номера.
«B»: Напишите программу, которая заполняет массив из
10 элементов в виде
A = [ 10, 2, 3, 4, 10, 6, 7, 8, 9, 10]
и и выводит количество элементов, имеющих
максимальное значение.
«C»: Напишите программу, которая заполняет массив из
20 элементов случайными числами на отрезке [100;
200] и находит в нём пару соседних элементов,
сумма которых минимальна.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

48.

Программирование (Python), 8 класс
Задачи
«D»: Напишите программу, которая заполняет массив из
20 элементов случайными числами на отрезке [–100;
100] и находит в каждой половине массива пару
соседних элементов, сумма которых максимальна.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

49.

Программирование (Python), 8 класс
Конец фильма
ПОЛЯКОВ Константин Юрьевич
д.т.н., учитель информатики
ГБОУ СОШ № 163, г. Санкт-Петербург
[email protected]
ЕРЕМИН Евгений Александрович
к.ф.-м.н., доцент кафедры мультимедийной
дидактики и ИТО ПГГПУ, г. Пермь
[email protected]
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru

50.

Программирование (Python), 8 класс
Источники иллюстраций
1.
2.
иллюстрации художников издательства «Бином»
авторские материалы
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2018
http://kpolyakov.spb.ru