Как сделать поиск в массиве python

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 05.10.2024

Для работы с наборами данных Python предоставляет такие встроенные типы как списки, кортежи и словари.

Список (list) представляет тип данных, который хранит набор или последовательность элементов. Во многих языках программирования есть аналогичная структура данных, которая называется массив.

Создание списка

Для создания списка применяются квадратные скобки [] , внутри которых через запятую перечисляются элементы списка. Например, определим список чисел:

Подобным образом можно определять списки с данными других типов, например, определим список строк:

Также для создания списка можно использовать функцию-конструктор list() :

Оба этих определения списка аналогичны - они создают пустой список.

Список необязательно должен содержать только однотипные объекты. Мы можем поместить в один и тот же список одновременно строки, числа, объекты других типов данных:

Для проверки элементов списка можно использовать стандартную функцию print, которая выводит содержимое списка в удобочитаемом виде:

Конструктор list может принимать набор значений, на основе которых создается список:

Если необходимо создать список, в котором повторяется одно и то же значение несколько раз, то можно использовать символ звездочки *, то есть фактически применить операцию умножения к уже существующему списку:

Обращение к элементам списка

Для обращения к элементам списка надо использовать индексы, которые представляют номер элемента в списка. Индексы начинаются с нуля. То есть первый элемент будет иметь индекс 0, второй элемент - индекс 1 и так далее. Для обращения к элементам с конца можно использовать отрицательные индексы, начиная с -1. То есть у последнего элемента будет индекс -1, у предпоследнего - -2 и так далее.

Для изменения элемента списка достаточно присвоить ему новое значение:

Разложение списка

Python позволяет разложить список на отдельные элементы:

В данном случае переменным tom, bob и sam последовательно присваиваются элементы из списка people. Однако следует учитывать, что количество переменных должно быть равно числу элементов присваиваемого списка.

Перебор элементов

Для перебора элементов можно использовать как цикл for, так и цикл while.

Перебор с помощью цикла for :

Здесь будет производиться перебор списка people, и каждый его элемент будет помещаться в переменную person.

Перебор также можно сделать с помощью цикла while :

Для перебора с помощью функции len() получаем длину списка. С помощью счетчика i выводит по элементу, пока значение счетчика не станет равно длине списка.

Сравнение списков

Два списка считаются равными, если они содержат один и тот же набор элементов:

В данном случае оба списка будут равны.

Методы и функции по работе со списками

Для управления элементами списки имеют целый ряд методов. Некоторые из них:

append(item) : добавляет элемент item в конец списка

insert(index, item) : добавляет элемент item в список по индексу index

extends(items) : добавляет набор элементов items в конец списка

remove(item) : удаляет элемент item. Удаляется только первое вхождение элемента. Если элемент не найден, генерирует исключение ValueError

clear() : удаление всех элементов из списка

index(item) : возвращает индекс элемента item. Если элемент не найден, генерирует исключение ValueError

pop([index]) : удаляет и возвращает элемент по индексу index. Если индекс не передан, то просто удаляет последний элемент.

count(item) : возвращает количество вхождений элемента item в список

sort(Как сделать поиск в массиве python) : сортирует элементы. По умолчанию сортирует по возрастанию. Но с помощью параметра key мы можем передать функцию сортировки.

reverse() : расставляет все элементы в списке в обратном порядке

copy() : копирует список

Кроме того, Python предоставляет ряд встроенных функций для работы со списками:

len(list) : возвращает длину списка

sorted(list, Как сделать поиск в массиве python) : возвращает отсортированный список

min(list) : возвращает наименьший элемент списка

max(list) : возвращает наибольший элемент списка

Добавление и удаление элементов

Для добавления элемента применяются методы append() , extends и insert , а для удаления - методы remove() , pop() и clear() .

Проверка наличия элемента

Если определенный элемент не найден, то методы remove и index генерируют исключение. Чтобы избежать подобной ситуации, перед операцией с элементом можно проверять его наличие с помощью ключевого слова in :

Выражение if "Alice" in people возвращает True, если элемент "Alice" имеется в списке people. Поэтому конструкция if "Alice" in people может выполнить последующий блок инструкций в зависимости от наличия элемента в списке.

Удаление с помощью del

Python также поддерживает еще один способ удаления элементов списка - с помощью оператора del . В качестве параметра этому оператору передается удаляемый элемент или набор элементов:

Подсчет вхождений

Если необходимо узнать, сколько раз в списке присутствует тот или иной элемент, то можно применить метод count() :

Сортировка

Для сортировки по возрастанию применяется метод sort() :

Если необходимо отсортировать данные в обратном порядке, то мы можем после сортировки применить метод reverse() :

При сортировке фактически сравниваются два объекта, и который из них "меньше", ставится перед тем, который "больше". Понятия "больше" и "меньше" довольно условны. И если для чисел все просто - числа расставляются в порядке возрастания, то для строк и других объектов ситуация сложнее. В частности, строки оцениваются по первым символам. Если первые символы равны, оцениваются вторые символы и так далее. При чем цифровой символ считается "меньше", чем алфавитный заглавный символ, а заглавный символ считается меньше, чем строчный.

Таким образом, если в списке сочетаются строки с верхним и нижним регистром, то мы можем получить не совсем корректные результаты, так как для нас строка "bob" должна стоять до строки "Tom". И чтобы изменить стандартное поведение сортировки, мы можем передать в метод sort() в качестве параметра функцию:

Кроме метода sort мы можем использовать встроенную функцию sorted , которая имеет две формы:

sorted(list) : сортирует список list

sorted(list, key) : сортирует список list, применяя к элементам функцию key

При использовании этой функции следует учитывать, что эта функция не изменяет сортируемый список, а все отсортированные элементы она помещает в новый список, который возвращается в качестве результата.

Минимальное и максимальное значения

Встроенный функции Python min() и max() позволяют найти минимальное и максимальное значения соответственно:

Копирование списков

При копировании списков следует учитывать, что списки представляют изменяемый (mutable) тип, поэтому если обе переменных будут указывать на один и тот же список, то изменение одной переменной, затронет и другую переменную:

Это так называемое "поверхностное копирование" (shallow copy). И, как правило, такое поведение нежелательное. И чтобы происходило копирование элементов, но при этом переменные указывали на разные списки, необходимо выполнить глубокое копирование (deep copy). Для этого можно использовать метод copy() :

Копирование части списка

Если необходимо скопировать не весь список, а только его какую-то определенную часть, то мы можем применять специальный синтаксис. который может принимать следующие формы:

list[:end] : через параметр end передается индекс элемента, до которого нужно копировать список

list[start:end] : параметр start указывает на индекс элемента, начиная с которого надо скопировать элементы

list[start:end:step] : параметр step указывает на шаг, через который будут копироваться элементы из списка. По умолчанию этот параметр равен 1.

Соединение списков

Для объединения списков применяется операция сложения (+):

Списки списков

Списки кроме стандартных данных типа строк, чисел, также могут содержать другие списки. Подобные списки можно ассоциировать с таблицами, где вложенные списки выполняют роль строк. Например:

Чтобы обратиться к элементу вложенного списка, необходимо использовать пару индексов: people[0][1] - обращение ко второму элементу первого вложенного списка.

Добавление, удаление и изменение общего списка, а также вложенных списков аналогично тому, как это делается с обычными (одномерными) списками:

С оздание списка в Python может понадобиться для хранения в них коллекции объектов. Списки могут хранить объекты всех типов в одном, в отличие от массива в другом языке программирования. Также размер списка доступен к изменению.

Ниже разберёмся, как устроены списки, как с ними работать и приведём 6 примеров из практики.

Что такое список

Список (list) — тип данных, предназначенный для хранения набора или последовательности разных элементов.

Его можно сравнить со списком покупок для магазина: точно так же вносятся элементы, их тоже можно добавлять и корректировать.

Как списки хранятся в памяти?

Базовая C-структура списков в Python (CPython) выглядит следующим образом:

Когда мы создаём список, в памяти под него резервируется объект, состоящий из 3-х частей:

PyObject_VAR_HEAD — заголовок;
ob_item — массив указателей на элементы списка;
allocated — количество выделенной памяти под элементы списка.

Объект списка хранит указатели на объекты, а не на сами объекты

Python размещает элементы списка в памяти, затем размещает указатели на эти элементы. Таким образом, список в Python — это массив указателей.

Базовая работа со списками

Объявление списка

Объявление списка — самый первый и главный этап его создания. Для объявления списка в Python существует несколько способов.

Вариант №1 : Через литерал (выражение, создающее объект):

>>> elements = [1, 3, 5, 6] >>> type(elements) >>> print(elements) [1, 3, 5, 6]

В данном примере мы создали список с заранее известными данными. Если нужен пустой список, в квадратных скобках ничего не указывается — elements = [] .

Вариант №2 : Через функцию list() :

>>> elements = list() >>> type(elements) >>> print(elements) []

В этом примере создается пустой список.

Обращение к элементу списка в Python

Некоторые операции, рассмотренные выше, имеют два варианта выбора элемента: либо выбор непосредственно его по имени, либо обращение по индексу. Индексом называют его порядковый номер, начиная с нуля.

Существует также отрицательный индекс, рассмотрим на примере:

elements = [1, 2, 3, 'word']

Индексы (позиции в списке) соответственно будут: 0, 1, 2, 3 .

Нумерация элементов списка в Python начиная с нуля

Отрицательными индексами называют расположение элементов в списке справа налево, то есть индекс значения "1" будет -4, а отрицательный индекс 'word' будет -1.

>>> elements[-4] 1 >>> elements[-1] 'word'

💡 Отрицательным индексом удобно пользоваться, когда необходимо обратиться к последнему в списке элементу, не высчитывая его номер. Любой конечный элемент будет с индексом, равным -1.

Добавление в список

В списках доступно добавление, изменение, удаление элементов. Рассмотрим каждый способ изменения элементов на примерах.

Для того чтобы добавить новый элемент в список, используется list.append(x) , где list — список, x — нужное значение.

>>> elements = [1, 2, 3, 'word'] >>> elements.append('meow') >>> print(elements) [1, 2, 3, 'word', 'meow']

Для простого примера, рассмотрим создание списка с нуля с помощью метода append() :

>>> elements = [] >>> elements.append(1) >>> elements.append('word') >>> elements.append('meow') >>> print(elements) [1, 'word', 'meow']

Добавление в список на указанную позицию

Немаловажно обратить внимание на метод list.insert(i, x) , где list — список, i — позиция, x — нужное значение.

>>> elements = [1, 2, 4] >>> print(elements) [1, 2, 4] >>> elements.insert(2, 3) >>> print(elements) [1, 2, 3, 4]

Изменение элементов списка

Изменение элементов списка происходит следующим образом: нужно выбрать элемент по индексу (порядковому номеру элемента) и присвоить новое значение.

>>> elements = [2, 4, 6] >>> elements[2] = 8 >>> print(elements) [2, 4, 8]

В примере выше мы заменили 6 на 8.

Не забывайте, что счёт начинается с нуля, и в данном списке цифра 6 это 2-й элемент

Удаление элемента из списка

Для удаление из списка используют инструкцию del list[i] , где list — список, i — индекс (позиция) элемента в списке:

>>> elements = [1, "test", 5, 7] >>> del elements[1] >>> print(elements) [1, 5, 7]

Удалять можно как из текущего списка, так и из вложенных списков:

>>> my_list = ["hello", "world", "!"] >>> elements = [1, my_list, "ok"] >>> del elements[1][2] >>> print(elements) [1, ['hello', 'world'], 'ok']

Можно удалять целыми диапазонами:

Еще один способ удаления из списка — list.remove(x) , где list — список, x — значение, которое нужно удалить:

>>> elements = [2, "test", 4] >>> elements.remove("test") >>> print(elements) [2, 4]

Как проверить наличие элемента в списке

Для того чтобы проверить существование какого-либо элемента в списке, нужно воспользоваться оператором in . Рассмотрим на примере:

>>> elements = ['слон', 'кот', 'лошадь', 'змея', 'рыба'] >>> if 'кот' in elements: print('meow') meow

Объединение списков

Списки в Python можно объединять с помощью оператора + или метода extend . Выглядит это так:

Копирование списка Python

Если вы захотите скопировать список оператором = , вы скопируете не сам список, а только его ссылку.

Для копирования списков можно использовать несколько вариантов:

elements.copy() — встроенный метод copy (доступен с Python 3.3);
list(elements) — через встроенную функцию list() ;
copy.copy(elements) — функция copy() из пакета copy;
elements[:] — через создание среза (устаревший синтаксис).

Рассмотрим на примере каждый из этих способов:

Важно : copy.copy(a) делает поверхностное копирование. Объекты внутри списка будут скопированы как ссылки на них (как в случае с оператором = ). Если необходимо рекурсивно копировать всех элементов в списке, используйте copy.deepcopy(a)

Цикл по списку

Для перебора списков в Python есть два цикла: for и while .

elements = [1, 2, 3, "meow"] for el in elements: print(el)

Попробуем построить цикл while . Он выполняется, когда есть какое-либо определённое условие:

elements = [1, 2, 3, "meow"] elements_len = len(elements) i = 0 while i

Из примеров выше можем сделать вывод, что конструкция for выглядит заметно компактнее, чем while .

Методы списков

list.append(x) — позволяет добавлять элемент в конец списка;
list1.extend(list2) — предназначен для сложения списков;
list.insert(i, x) — служит для добавления элемента на указанную позицию( i — позиция, x — элемент);
list.remove(x) — удаляет элемент из списка (только первое вхождение);
list.clear() — предназначен для удаления всех элементов (после этой операции список становится пустым []);
list.copy() — служит для копирования списков.
list.count(x) — посчитает количество элементов x в списке;
list.index(x) — вернет позицию первого найденного элемента x в списке;
list.pop(i) — удалит элемент из позиции i ;
list.reverse() — меняет порядок элементов в списке на противоположный;
list.sort() — сортирует список.

Пример использования методов:

Вложенные списки

Список может содержать объекты разных типов: числовые, буквенные, а также списки. Список списков выглядит следующим образом:

>>> elements = [1, 2, [0.1, 0.2, 0.3]]

Для обращения к элементу вложенного списка нужно использовать два индекса: первый указывает на индекс главного списка, второй — индекс элемента во вложенном списке. Вот пример:

>>> elements = [["яблоки", 50], ["апельсины", 190], ["груши", 100]] >>> print(elements[0]) ['яблоки', 50] >>> print(elements[1][0]) апельсины

Срезы

Срезы (slices) — это подмножества элементов списка. Срезу нужны, когда необходимо извлечь часть списка из полного списка.

У них есть свой собственный синтаксис. Записывается срез так же, как обращение к элементу, используя индекс. Пример:

В этом случае берётся срез от номера start (включительно) до stop (не включая его), а step — это шаг. По умолчанию start и stop равны 0, step равен 1.

Генераторы списков

Генератором списка называется способ построения списка с применением выражения к каждому элементу, входящему в последовательность. Есть схожесть генератора списка и цикла for . На этом примере мы рассмотрим простейший генератор списков:

>>> c = [c * 3 for c in 'list'] >>> print(c) ['lll', 'iii', 'sss', 'ttt']

Таким образом мы получили отдельно взятые утроенные буквы слова, введённого в кавычки. Есть множество вариантов применения генератора списков.

Пример генератора списка:

>>> nums = [i for i in range(1, 15)] >>> print(nums) [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14]

>>> c = [c + d for c in 'list' if c != 'i' for d in 'spam' if d != 'a'] >>> print(c) ['ls', 'lp', 'lm', 'ss', 'sp', 'sm', 'ts', 'tp', 'tm']

Это усложнённая конструкция генератора списков, в которой мы сделали все возможные наборы сочетаний букв из введённых слов. Буквы-исключения видны по циклу, где стоит знак != для одной переменной и другой.

Best Practices

Последние абзацы статьи будут посвящены лучшим решениям практических задач, с которыми так или иначе сталкивается Python-разработчик.

Как получить список в обратном порядке

Изменить порядок размещения элементов в списке помогает функция list.reverse() :

>>> elements = [1, 2, 3, 4, 5, 6] >>> elements.reverse() >>> print(elements) [6, 5, 4, 3, 2, 1]

Как перевести список в другой формат?

Иногда требуется перевести список в строку, в словарь или в JSON. Для этого нужно будет вывести список без скобок.

Перевод списка в строку осуществляется с помощью функции join(). На примере это выглядит так:

>>> fruits = ["яблоко", "груша", "ананас"] >>> print(', '.join(fruits)) яблоко, груша, ананас

В данном случае в качестве разделителя используется запятая.

Словарь в Python — это такая же встроенная структура данных, наряду со списком. Преобразование списка в словарь — задача тоже несложная. Для этого потребуется воспользоваться функцией dict() . Вот пример преобразования:

>>> elements = [['1', 'a'],['2', 'b'],['3', 'c']] >>> my_dict = dict(elements) >>> print(my_dict)

JSON — это JavaScript Object Notation. В Python находится встроенный модуль json для кодирования и декодирования данных JSON. С применением метода json.dumps(x) можно запросто преобразовать список в строку JSON.

>>> import json >>> json.dumps(['word', 'eye', 'ear']) '["word", "eye", "ear"]'

Как узнать индекс элемента в списке?

Узнать позицию элемента в последовательности списка бывает необходимым, когда элементов много, вручную их не сосчитать, и нужно обращение по индексу. Для того чтобы узнать индекс элемента, используют функцию list.index(x) .

>>> elements = [1, 3, 6, 9, 55] >>> print(elements.index(9)) 3

В качестве аргумента передаем значение, а на выходе получаем его индекс.

Как посчитать количество уникальных элементов в списке?

Самый простой способ — приведение списка к set (множеству). После этого останутся только уникальные элементы, которые мы посчитаем функцией len() :

>>> words = ["one", "two", "one", "three", "one"] >>> len(set(words)) 3

Как проверить список на пустоту?

Как создать список числовых элементов с шагом

Создание списка числовых элементов с шагом может понадобиться не так и часто, но мы рассмотрим пример построения такого списка.

Шагом называется переход от одного элемента к другому. Если шаг отрицательный, произойдёт реверс массива, то есть отсчёт пойдёт справа налево. Вот так выглядит список с шагом.

>>> elements = [1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11, 14, 20] >>> print(elements[0:11:2]) [1, 3, 5, 9, 11, 20]

Еще один вариант — воспользоваться генератором списков:

При разработке на языке Python, списки встречаются довольно часто. Знание основ работы со списками поможет быстро и качественно писать программный код 😉.

Представим себе обыкновенную ситуацию: у нас есть список, содержащий в себе множество элементов, например, строки.

Нам требуется найти индекс какого-нибудь элемента, и мы ничего не знаем о порядке элементов в списке.

Для начала предлагаю написать свое решение, а потом сравнить. Так будет интереснее.

В качестве примера возьмем часть ряда клавиш с клавиатуры.

Создадим функцию, которая будет принимать список и искомое значение, индекс которого нужно будет вернуть.

Условимся, что будем двигаться по списку слева-направо, как и в реальной жизни, если бы искали книги на полке.

Самый простой алгоритм (и самый неправильный), который приходит в голову - это создать переменную result, которой заранее присвоим значение None, а далее в цикле for пройтись по всем индексам и сравнить элементы с искомым значением (lst[index] = x), и если данное условие выполняется, то result = index.

Процедура всегда возвращает правильный ответ, так почему она неэффективна?

Как многие догадались, поиск в массиве будет продолжаться, даже после нахождения искомого индекса. Если запустим скрипт, то output будет следующим:

Не самое элегентное решение, тем более, если элементов в списке будет очень много.

Теперь сделаем так, чтобы поиск прекращался, как только мы найдем значение x.

Если мы находим x, то цикл сразу прерывается, если же мы ничего не находим, то получаем None:

Но смущает то, что процедура выполняет по 2 проверки на каждой итерации - не вышли ли мы за границы списка и проверка равенства.

Опять же вернемся к книжным полкам, вы каждый раз смотрите на книгу, проверяете ее название и то, не дошли ли вы до конца полки? ~~У всех умные девайсы и читалки~~

Проще говоря, условие i

Ну и в конце напишем тесты, чтобы спать спокойно. Пишите свои предложения, если я что-то пропустил.

Сегодня я расскажу о таком типе данных, как списки, операциях над ними и методах, о генераторах списков и о применении списков.

Что такое списки?

Списки в Python - упорядоченные изменяемые коллекции объектов произвольных типов (почти как массив, но типы могут отличаться).

Чтобы использовать списки, их нужно создать. Создать список можно несколькими способами. Например, можно обработать любой итерируемый объект (например, строку) встроенной функцией list:

Список можно создать и при помощи литерала:

Как видно из примера, список может содержать любое количество любых объектов (в том числе и вложенные списки), или не содержать ничего.

И еще один способ создать список - это генераторы списков. Генератор списков - способ построить новый список, применяя выражение к каждому элементу последовательности. Генераторы списков очень похожи на цикл for.

Возможна и более сложная конструкция генератора списков:

Но в сложных случаях лучше пользоваться обычным циклом for для генерации списков.

Функции и методы списков

Создать создали, теперь нужно со списком что-то делать. Для списков доступны основные встроенные функции, а также методы списков.

Таблица "методы списков"

Метод	Что делает
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 на i-ый элемент 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.sort(Как сделать поиск в массиве python)	Сортирует список на основе функции
list.reverse()	Разворачивает список
list.copy()	Поверхностная копия списка
list.clear()	Очищает список

Нужно отметить, что методы списков, в отличие от строковых методов, изменяют сам список, а потому результат выполнения не нужно записывать в эту переменную.

И, напоследок, примеры работы со списками:

Изредка, для увеличения производительности, списки заменяют гораздо менее гибкими массивами (хотя в таких случаях обычно используют сторонние библиотеки, например NumPy).

Читайте также: