Programmeerimine 2022/23 sügis

Andmestruktuuride kordamine

Seni oleme tutvunud andmestruktuuridest järjendite, kahemõõtmeliste järjendite, enniku, sõnastiku ja hulgaga. Siin peatükis vaatame veel erinevaid näidisülesandeid ja nende lahendusi.

Alltoodud tabelis on võrdlevalt väljatoodud Pythoni põhiliste andmestruktuuride omadused. Tegelikult on see info eelnevates materjalides juba olemas. Siin on see lihtsalt kompaktsemalt esitatud.

järjend = []
järjend = list()
järjend = [7]
järjend = ['999', 777]

ennik = ()
ennik = tuple()
ennik = (42,)
ennik = ('PAII', 1011)

hulk = set()
hulk = {4}
hulk = {'s', 'e', 't', 2}

sõnastik = {}
sõnastik = dict()
sõnastik = {'üks': 1}
sõnastik = {'四': 4, '五': 5, 4: 4}

järjend += [element]
järjend.append(element)

hulk.add(element)

sõnastik[võti] = väärtus

järjend[indeks] = väärtus

hulk.remove(element)
hulk.add(element)

sõnastik[võti] = väärtus

list({3, 4}) →  [3, 4]

tuple([3, 4]) → (3, 4)

set([3, 4]) → {3, 4}

dict([('Aare', 49), ('Malle', 46)]) → {'Aare': 49, 'Malle': 46}

Sõnastike näidisülesanne 1. Kandidaadid

Antud on kahe valimisjaoskonna kandidaatide nimed ja nende kogutud häälte arvud Pythoni sõnastikes. Kui keegi sai 0 häält, siis teda sõnastikus ei ole. Kirjutada programm, mis liidab valimisjaoskondade tulemused kokku.

v1 = {'Kask': 151, 'Tamm': 23, 'Haab': 34}
v2 = {'Mänd': 15, 'Kuusk': 221, 'Kask': 28, 'Tamm': 34}
v = kokku(v1, v2)

Tulemus:

{'Kask': 179, 'Tamm': 57, 'Haab': 34, 'Mänd': 15, 'Kuusk': 221

Näidislahendus (versioon 1)

def kokku1(d1, d2):
    d = {}
    for nimi, hääli in d1.items():
        d[nimi] = d2.get(nimi, 0) + hääli
    for nimi, hääli in d2.items():
        if nimi not in d1:
            d[nimi] = hääli
    return d


v1 = {'Kask': 151, 'Tamm': 23, 'Haab': 34}
v2 = {'Mänd': 15, 'Kuusk': 221, 'Kask': 28, 'Tamm': 34}
print(kokku1(v1, v2))

Näidislahendus (versioon 2)

def kokku2(d1, d2):
    d = d1.copy()
    for nimi, hääli in d2.items():
        d[nimi] = d.get(nimi, 0) + hääli
    return d


v1 = {'Kask': 151, 'Tamm': 23, 'Haab': 34}
v2 = {'Mänd': 15, 'Kuusk': 221, 'Kask': 28, 'Tamm': 34}
v = kokku2(v1, v2)
print(v)

Sõnastike näidisülesanne 2. Korduvad elemendid

Leida, mitu väärtust esineb sõnastikus rohkem kui üks kord.

d = {'R': 1, 'G': 2, 'B': 2, 'Y': 1, 'P': 3, 'A': 1}
korduvaid = korduvate_arv(d)
print(korduvaid)

Tulemus: 2

Näidislahendus

def korduvate_arv(d):
    arv = 0
    väärtused = list(d.values())
    unikaalsed = set(d.values())
    for väärtus in unikaalsed:
        if väärtused.count(väärtus) > 1:
            arv = arv + 1
    return arv


d = {'R': 1, 'G': 2, 'B': 2, 'Y': 1, 'P': 3, 'A': 1}
korduvaid = korduvate_arv(d)
print(korduvaid)

Sõnastike ja hulga näidisülesanne 3. Korduvad elemendid

Õpilaste aastahinded matemaatikas on koondatud sõnastikku, kus võtmeks on õpilase nimi ja väärtuseks on aastahinne. Koostada uus sõnastik, kus võtmeks on hinne ja väärtuseks hulk õpilastest, kes selle hinde said.

d = {'Karl': 3, 'Robin': 4, 'Hugo': 5, 'Mia': 5, 'Eva': 3,
'Mary': 4}
dt = tagurpidi_sõnastik(d)
print(dt)

Tulemus: {3: {'Karl', 'Eva'}, 4: {'Robin', 'Mary'}, 5: {'Hugo', 'Mia'}}

Näidislahendus

def tagurpidi_sõnastik(d):
    uus = {}
    for nimi, hinne in d.items():
        õpilased = uus.get(hinne, set())
        õpilased.add(nimi)
        uus[hinne] = õpilased
    return uus


d = {'Karl': 3, 'Robin': 4, 'Hugo': 5, 'Mia': 5, 'Eva': 3, 'Mary': 4}
dt = tagurpidi_sõnastik(d)
print(dt)

Näidisülesannete 1, 2 ja 3 selgitav video:

https://panopto.ut.ee/Panopto/Pages/Viewer.aspx?id=a36f9f5f-b394-4e16-9c86-ac6b007c5bdf

Sõnastike näidisülesanne 4. Raamatud

Antud on sõnastik raamatutega.

raamatud = {1: {'pealkiri': 'Legoist',
'autor': 'Contra',
'ilmumisaasta': 2019,
'kirjastus': 'Mina Ise'
},
2: {'pealkiri': 'Hea une teejuht',
'autor': 'Kene Vernik',
'ilmumisaasta': 2019,
'kirjastus': 'Pilgrim'
},
3: {...} ... }

On vaja teha andmetest väljavõtted.

1. Iga autori kohta pealkirjade nimekiri.
2. Iga kirjastuse kohta autorite nimekiri (autorid ühekordselt).
3. Iga ilmumisaasta kohta kolmikute (autor, pealkiri, kirjastus)

nimekiri.

1. Iga autori kohta kirjastuste nimekiri hulgana.
2. Kahe etteantud autori ühised kirjastused.

4. Näidisülesande lahendus

# Iga autori kohta pealkirjade nimekiri
def autorid(raamatud):
    d = {}
    for raamat in raamatud.values():
        raamatud = d.get(raamat['autor'], [])
        raamatud.append(raamat['pealkiri'])
        d[raamat['autor']] = raamatud
return d

# Iga kirjastuse kohta autorite nimekiri (autorid ühekordselt)
def kirjastused(raamatud):
    d = {}
    for raamat in raamatud.values():
        autorid = d.get(raamat['kirjastus'], [])
        if raamat['autor'] not in autorid:
            autorid.append(raamat['autor'])
        d[raamat['kirjastus']] = autorid
    return d

# Iga ilmumisaasta kohta kolmikute (autor, pealkiri, kirjastus) nimekiri
def ilmumisaastad(raamatud):
    d = {}
    for r in raamatud.values():
        teosed = d.get(r['ilmumisaasta'], [])
        kolmik = (r['autor'], r['pealkiri'], r['kirjastus'])
        teosed.append(kolmik)
        d[r['ilmumisaasta']] = teosed
    return d

# Iga autori kohta kirjastuste nimekiri hulgana
Iga autori kohta kirjastuste nimekiri hulgana
def autorite_kirjastused(raamatud):
    d = {}
    for raamat in raamatud.values():
        kirjastused = d.get(raamat['autor'], set())
        kirjastused.add(raamat['kirjastus'])
        d[raamat['autor']] = kirjastused
    return d

# Kahe etteantud autori ühised kirjastused
def ühised_kirjastused(autor1, autor2, ak):
    kirjastused = ak[autor1] & ak[autor2]
    return kirjastused

ak = autorite_kirjastused(raamatud)
aük = ühised_kirjastused('Liis Velsker', 'Eia Uus', ak)
print(aük)

Näidisülesande 4 selgitav video:

https://panopto.ut.ee/Panopto/Pages/Viewer.aspx?id=614a06f2-ad8b-44d9-8d58-ac6b00b8f223

Failist lugemine sõnastikku

Vaatame ka näidet, kuidas lugeda failist sõnastikku. Olgu meil fail sonastik.txt, mis on eesti-inglise sõnastik, kus eestikeelne ja ingliskeelne sõna on eraldatud semikooloniga. Näiteks võib faili sonastik.txt sisu olla selline:

kass;cat
koer;dog
hiir;mouse

Kuidas saaksime selle sisu lugeda Pythoni programmi selliselt, et võtmeteks oleks eestikeelsed sõnad ja väärtusteks vastavad ingliskeelsed sõnad? Selleks tuleks fail rida haavad programmi lugeda ning seejärel read teha semikooloni pealt tükkideks ning lisada vastavalt sõnastikku. Näiteks saab seda teha nii:

sõnastik = {}
fail = open("sonastik.txt", encoding="UTF-8")
for rida in fail:
    osad = rida.strip().split(";")
    sõnastik[osad[0]] = osad[1]
fail.close()

print(sõnastik)

Selleks, et programmi paremini struktureerida, võib seda teha ka eraldi funktsioonis, mis saab argumendiks failinime ja tagastab sõnastiku:

def loe_failist(failinimi):
    sõnastik = {}
    fail = open(failinimi, encoding="UTF-8")
    for rida in fail:
        osad = rida.strip().split(";")
        sõnastik[osad[0]] = osad[1]
    fail.close()
    return sõnastik


print(loe_failist("sonastik.txt"))

Failist lugemine sõnastikku, kus väärtuseks on järjend

Mis saab aga siis, kui failis on rohkem andmeid ja tahaks sõnastiku väärtuseks lisada järjendi? Oletame, et meil on failis õppeainete nimi ja erinevate õppeainete hinded eraldatud komadega ja sooviksime need lugeda sõnastikku, mille võtmeks on õppeaine ja väärtuseks vastava õppeaine hindeded. Selleks tuleks käituda samamoodi nagu eelmise näite puhul, aga kõik hinded tuleks teisendada täisarvudeks ja lisada järjendisse ning siis alles lisada sõnastikku.

Olgu meil fail hinded.txt:

matemaatika,4,5,4
eesti keel,3,4
inglise keel,5,5,5

Funktsioon loe_failist, mis loeks need hinded sõnastikku selliselt, et võtmeks on aine ja väärtuseks hinnete järjend ning tagastaks selle sõnatiku, näeks välja selline:

def loe_failist(failinimi):
    sõnastik = {}
    fail = open(failinimi, encoding="UTF-8")
    for rida in fail:
        osad = rida.strip().split(",")
        hinded = []
        for el in osad[1:]:
            hinded.append(int(el))
        sõnastik[osad[0]] = hinded
    fail.close()
    return sõnastik


print(loe_failist("hinded.txt"))