Списки

Большинство программ работает не с отдельными переменными, а с набором переменных. Например, программа может обрабатывать информацию об учащихся класса, считывая список учащихся с клавиатуры или из файла, при этом изменение количества учащихся в классе не должно требовать модификации исходного кода программы.

Раньше мы сталкивались с задачей обработки элементов последовательности, например, вычисляя наибольший элемент последовательности. Но при этом мы не сохраняли всю последовательность в памяти компьютера, однако, во многих задачах нужно именно сохранять всю последовательность, например, если бы нам требовалось вывести все элементы последовательности в возрастающем порядке (“отсортировать последовательность”).

Для хранения таких данных можно использовать структуру данных, называемую в Питоне список (в большинстве же языков программирования используется другой термин “массив”). Список представляет собой последовательность элементов, пронумерованных от 0, как символы в строке. Список можно задать перечислением элементов списка в квадратных скобках, например, список можно задать так:

Primes = [2, 3, 5, 7, 11, 13]
Rainbow = ['Red', 'Orange', 'Yellow', 'Green', 'Blue', 'Indigo', 'Violet']

В списке Primes — 6 элементов, а именно, Primes[0] == 2, Primes[1] == 3, Primes[2] == 5, Primes[3] == 7, Primes[4] == 11, Primes[5] == 13. Список Rainbow состоит из 7 элементов, каждый из которых является строкой.

Также как и символы строки, элементы списка можно индексировать отрицательными числами с конца, например, Primes[-1] == 13, Primes[-6] == 2.

Длину списка, то есть количество элементов в нем, можно узнать при помощи функции len, например, len(A) == 6.

Рассмотрим несколько способов создания и считывания списков. Прежде всего можно создать пустой список (не содержащий элементов, длины 0), в конец списка можно добавлять элементы при помощи метода append. Например, если программа получает на вход количество элементов в списке n, а потом n элементов списка по одному в отдельной строке, то организовать считывание списка можно так:

A = []
for i in range(int(input())):
    A.append(int(input()))

В этом примере создается пустой список, далее считывается количество элементов в списке, затем по одному считываются элементы списка и добавляются в его конец.

Для списков целиком определены следующие операции: конкатенация списков (добавление одного списка в конец другого) и повторение списков (умножение списка на число). Например:

A = [1, 2, 3]
B = [4, 5]
C = A + B
D = B * 3

В результате список C будет равен [1, 2, 3, 4, 5], а список D будет равен [4, 5, 4, 5, 4, 5]. Это позволяет по-другому организовать процесс считывания списков: сначала считать размер списка и создать список из нужного числа элементов, затем организовать цикл по переменной i начиная с числа 0 и внутри цикла считывается i-й элемент списка:

A = [0] * int(input())
for i in range(len(A)):
    A[i] = int(input())

Вывести элементы списка A можно одной инструкцией print(A), при этом будут выведены квадратные скобки вокруг элементов списка и запятые между элементами списка. Такой вывод неудобен, чаще требуется просто вывести все элементы списка в одну строку или по одному элементу в строке. Приведем два примера, также отличающиеся организацией цикла:

for i in range(len(A)):
    print(A[i])

Здесь в цикле меняется индекс элемента i, затем выводится элемент списка с индексом i.

for elem in A:
    print(elem, end = ' ')

В этом примере элементы списка выводятся в одну строку, разделенные пробелом, при этом в цикле меняется не индекс элемента списка, а само значение переменной (например, в цикле for elem in ['red', 'green', 'blue'] переменная elem будет последовательно принимать значения 'red', 'green', 'blue'.

Методы split и join

Элементы списка могут вводиться по одному в строке, в этом случае строку можно считать функцией input(). После этого можно использовать метод строки split, возвращающий список строк, разрезав исходную строку на части по пробелам. Пример:

A = input().split()

Если при запуске этой программы ввести строку 1 2 3, то список A будет равен ['1', '2', '3']. Обратите внимание, что список будет состоять из строк, а не из чисел. Если хочется получить список именно из чисел, то можно затем элементы списка по одному преобразовать в числа:

for i in range(len(A)):
    A[i] = int(A[i])

Упражнения

Во всех задачах этого листка программа получает на вход строку из целых чисел, разделенных пробелами. В конце строки также могут быть пробелы. Данную строку необходимо считать в список целых чисел.

A: Четные индексы

Выведите все элементы списка с четными индексами (то есть A[0], A[2], A[4], ...).

Программа должна быть эффективной и не выполнять лишних действий!

1 2 3 4 5

1 3 5

B: Четные элементы

Выведите все чётные элементы списка.

1 2 2 3 3 3 4

2 2 4

C: Количество положительных

Найдите количество положительных элементов в данном списке.

1 -2 3 -4 5

3

D: Больше предыдущего

Дан список чисел. Выведите все элементы списка, которые больше предыдущего элемента.

1 5 2 4 3

5 4

E: Соседи одного знака

Дан список чисел (ни одно из которых не равно 0).
Если в нем есть два соседних элемента одного знака, выведите эти числа.
Если соседних элементов одного знака нет - не выводите ничего.
Если таких пар соседей несколько - выведите первую пару.

-1 2 3 -1 -2

2 3

F: Больше своих соседей

Дан список чисел. Определите, сколько в этом списке элементов, которые больше двух своих соседей и выведите количество таких элементов.

1 0 1 0 1

1

G: Наибольший элемент

Дан список чисел. Выведите значение наибольшего элемента в списке, а затем индекс этого элемента в списке. Если наибольших элементов несколько, выведите индекс первого из них.

1 2 3 2 1

3 2

H: Наименьший положительный

Выведите значение наименьшего из всех положительных элементов в списке. Известно, что в списке есть хотя бы один положительный элемент, а значения всех элементов списка по модулю не превосходят 1000.

5 -4 3 -2 1

1

I: Наименьший нечетный

Выведите значение наименьшего нечетного элемента списка, а если в списке нет нечетных элементов - выведите число 0.

0 1 2 3 4

1

2 4 6 8 10

0

J: Шеренга

Петя перешёл в другую школу. На уроке физкультуры ему понадобилось определить своё место в строю. Помогите ему это сделать.

Программа получает на вход невозрастающую последовательность натуральных чисел, означающих рост каждого человека в строю. После этого вводится число X – рост Пети. Все числа во входных данных натуральные и не превышают 200.

Выведите номер, под которым Петя должен встать в строй. Если в строю есть люди с одинаковым ростом, таким же, как у Пети, то он должен встать после них.

165 163 160 160 157 157 155 154
162

3

165 163 160 160 157 157 155 154
160

5

ZE: Симметричная последовательность^**

Последовательность чисел назовем симметричной, если она одинаково читается как слева направо, так и справа налево. Например, следующие последовательности являются симметричными:

1 2 3 4 5 4 3 2 1

1 2 1 2 2 1 2 1

Вашей программе будет дана последовательность чисел. Требуется определить, какое минимальное количество и каких чисел надо приписать в конец этой последовательности, чтобы она стала симметричной.

В первой строке вводится число N — количество элементов исходной последовательности (1 ≤ N ≤ 100). Во второй строке через пробел идут N чисел — элементы этой последовательности, натуральные числа от 1 до 9.

Выведите сначала число M — минимальное количество элементов, которое надо дописать к последовательности, а потом M чисел (каждое — от 1 до 9) — числа, которые надо дописать к последовательности.

9
1 2 3 4 5 4 3 2 1

0

5
1 2 1 2 2

3
1 2 1

5
1 2 3 4 5

4
4 3 2 1

K: Количество различных элементов

Дан список, упорядоченный по неубыванию элементов в нем. Определите, сколько в нем различных элементов.

1 2 2 3 3 3

3

L: Вывести в обратном порядке

Выведите элементы данного списка в обратном порядке, не изменяя сам список.

1 2 3 4 5

5 4 3 2 1

M: Переставить в обратном порядке

Переставьте элементы данного списка в обратном порядке, затем выведите элементы полученного списка.

Эта задача отличается от предыдущей тем, что вам нужно изменить значения элементов самого списка, поменяв местами A[0] c A[n-1], A[1] с A[n-2], а затем вывести элементы списка подряд.

1 2 3 4 5

5 4 3 2 1

N: Переставить соседние

Переставьте соседние элементы списка (A[0] c A[1], A[2] c A[3] и т.д.). Если элементов нечетное число, то последний элемент остается на своем месте.

1 2 3 4 5

2 1 4 3 5

O: Циклический сдвиг вправо

Циклически сдвиньте элементы списка вправо (A[0] переходит на место A[1], A[1] на место A[2], ..., последний элемент переходит на место A[0]).

Используйте минимально возможное количество операций присваивания.

1 2 3 4 5

5 1 2 3 4

P: Переставить min и max

В списке все элементы различны. Поменяйте местами минимальный и максимальный элемент этого списка.

3 4 5 2 1

3 4 1 2 5

Q: Удалить элемент

Дан список из чисел и индекс элемента в списке k. Удалите из списка элемент с индексом k, сдвинув влево все элементы, стоящие правее элемента с индексом k.

Программа получает на вход список, затем число k. Программа сдвигает все элементы, а после этого удаляет последний элемент списка при помощи метода pop().

Программа должна осуществлять сдвиг непосредственно в списке, а не делать это при выводе элементов. Также нельзя использовать дополнительный список.

7 6 5 4 3 2 1
2

7 6 4 3 2 1

R: Вставить элемент

Дан список целых чисел, число k и значение C. Необходимо вставить в список на позицию с индексом k элемент, равный C, сдвинув все элементы имевшие индекс не менее k вправо.

Посколько при этом количество элементов в списке увеличивается, после считывания списка в его конец нужно будет добавить новый элемент, используя метод append.

Вставку необходимо осуществлять уже в считанном списке, не делая этого при выводе и не создавая дополнительного списка.

7 6 5 4 3 2 1
2 0

7 6 0 5 4 3 2 1

S: Количество совпадающих пар

Дан список чисел. Посчитайте, сколько в нем пар элементов, равных друг другу. Считается, что любые два элемента, равные друг другу образуют одну пару, которую необходимо посчитать.

1 2 3 2 3

2

1 1 1 1 1

10

T: Уникальные элементы

Дан список. Выведите те его элементы, которые встречаются в списке только один раз. Элементы нужно выводить в том порядке, в котором они встречаются в списке.

1 2 2 3 3 3

1

U: Количество различных элементов - 2

Дан список. Посчитайте, сколько в нем различных элементов, не изменяя самого списка.

3 2 1 2 3

3

V: Самое частое число

Дан список. Не изменяя его и не используя дополнительные списки, определите, какое число в этом списке встречается чаще всего.

Если таких чисел несколько, выведите любое из них.

1 2 3 2 3 3

3

W: Сжатие списка

Дан список целых чисел. Требуется “сжать” его, переместив все ненулевые элементы в левую часть списка, не меняя их порядок, а все нули - в правую часть. Порядок ненулевых элементов изменять нельзя, дополнительный список использовать нельзя, задачу нужно выполнить за один проход по списку. Распечатайте полученный список.

4 0 5 0 3 0 0 5

4 5 3 5 0 0 0 0