1.6. Pythonizmy

Python jest językiem wydajnym i zwartym dzięki wbudowanym mechanizmom ułatwiającym wykonywanie typowych i częstych zadań programistycznych. Podane niżej przykłady należy przećwiczyć w konsoli Pythona, którą uruchamiamy poleceniem w terminalu:

~$ python

1.6.1. Operatory * i **

Operator * służy rozpakowaniu listy zawierającej wiele argumentów, które chcemy przekazać do funkcji:

Kod nr
1
2
3
# wygeneruj liczby parzyste od 2 do 10
lista = [2,11,2]
range(*lista)

Operator ** potrafi z kolei rozpakować słownik, dostarczając funkcji nazwanych argumentów (ang. keyword argument):

Kod nr
1
2
3
4
5
def kalendarz(data, wydarzenie):
    print "Data:", data,"\nWydarzenie:", wydarzenie

slownik = {"data" : "10.02.2015", "wydarzenie" : "szkolenie"}
kalendarz(**slownik)

1.6.2. Pętle

Pętla to podstawowa konstrukcja wykorzystywana w językach programowania. Python oferuje różne sposoby powtarzania wykonywania określonych operacji, niekiedy wygodniejsze lub zwięźlejsze niż pętle. Są to przede wszystkim generatory wyrażeń i wyrażenia listowe, a także funkcje map() i filter().

Kod nr
1
2
3
kwadraty = []
for x in range(10):
    kwadraty.append(x**2)

1.6.3. Iteratory

Obiekty, z których pętle odczytują kolejne dane to iteratory (ang. iterators) Reprezentują one strumień danych, z którego zwracają tylko jedną kolejną wartość na raz za pomocą metody __next()__. Jeżeli w strumieniu nie ma więcej danych, wywoływany jest wyjątek StopIteration.

Wbudowana funkcja iter() zwraca iterator utworzony z dowolnego iterowalnego obiektu. Iteratory wykorzystujemy do przeglądania list,** tupli**, słowników czy plików używając instrukcji for x in y, w której y jest obiektem iterowalnym równoważnym wyrażeniu iter(y). Np.:

Kod nr
1
2
3
4
5
6
7
lista = [2, 4, 6]
for x in lista:
    print x

slownik = {'Adam':1, 'Bogdan':2 , 'Cezary':3}
for x in slownik:
    print(x, slownik(x))

Listy można przekształcać w inne iterowalne obiekty. Z dwóch list lub z jednej zawierającej tuple (klucz, wartość) można utworzyć słownik, np.:

Kod nr
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
panstwa = ['Polska', 'Niemcy', 'Francja']
stolice = ['Warszawa', 'Berlin', 'Paryż']
lista = zip(panstwa, stolice)
slownik = dict(lista)

lista = [('Polska','Warszawa'), ('Berlin','Niemcy'), ('Francja','Paryż')]
slownik = dict(lista)

slownik
slownik.items()
slownik.keys()
slownik.values()

for klucz, wartosc in slownik.iteritems():
    print klucz, wartosc

1.6.4. Generatory wyrażeń

Jeżeli chcemy wykonać jakąś operację na każdym elemencie sekwencji lub wybrać podzespół elementów spełniający określone warunki, stosujemy generatory wyrażeń (ang. generator expressions), które zwracają iteratory. Poniższy przykład wydrukuje wszystkie imiona z dużej litery:

1
2
3
4
wyrazy = ['anna', 'ala', 'ela', 'wiola', 'ola']
imiona = (imie.capitalize() for imie in wyrazy)
for imie in imiona:
    print imie

Schemat składniowy generatora jest następujący: ( wyrażenie for wyr in sekwencja if warunek ) – przy czym:

  • wyrażenie – powinno zawierać zmienną z pętli for
  • if warunek – klauzula ta jest opcjonalna i działa jak filtr eliminujący wartości nie spełniające warunku

Gdybyśmy chcieli wybrać tylko imiona 3-literowe w wyrażeniu, użyjemy wspomnianej opcjonalnej klauzuli if warunek:

Kod nr
1
imiona = (imie.capitalize() for imie in wyrazy if len(imie) == 3)

Omawiane wyrażenia można zagnieżdzać. Przykłady podajemy niżej.

1.6.5. Wyrażenia listowe

Jeżeli nawiasy okrągłe w generatorze wyrażeń zamienimy na kwadratowe dostaniemy wyrażenie listowe (ang. list comprehensions), które – jak wskazuje nazwa – zwraca listę:

Kod nr
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
# wszystkie poniższe wyrażenia listowe możemy przypisać do zmiennych,
# aby móc później korzystać z utworzonych list

# lista kwadratów liczb od 0 do 9
[x**2 for x in range(10)]

# lista dwuwymiarowa [20,40] o wartościach a
a = int(raw_input("Podaj liczbę całkowtią: "))
[[a for y in xrange(20)] for x in xrange(40)]

# lista krotek (x, y), przy czym x != y
[(x, y) for x in [1,2,3] for y in [3,1,4] if x != y]

# utworzenie listy 3-literowych imion i ich pierwszych liter
wyrazy = ['anna', 'ala', 'ela', 'wiola', 'ola']
[ [imie, imie[0]] for imie in wyrazy if len(imie) == 3 ]

# zagnieżdzone wyrażenie listowe tworzące listę współrzędnych
# opisujących tabelę
[ (x,y) for x in range(5) for y in range(3) ]

# zagnieżdzone wyrażenie listowe wykorzystujące filtrowanie danych
# lista kwadratów z zakresu {5;50}
[ y for y in [ x**2 for x in range(10) ] if y > 5 and y < 50 ]

Wyrażenia listowe w elegancki i wydajny sposób zastępują takie rozwiązania, jak:

1.6.5.1. Mapowanie funkcji

Funkcja map() funkcję podaną jako pierwszy argument stosuje do każdego elementu sekwencji podanej jako argument drugi:

Kod nr
1
2
3
4
def kwadrat(x):
    return x**2

kwadraty = map(kwadrat, range(10))

1.6.5.2. Wyrażenia lambda

Słowo kluczowe lambda pozwala utworzyć zwięzły odpowiednik prostej, jednowyrażeniowej funkcji. Poniższy przykład należy rozumieć następująco: do każdej liczby wygenerowanej przez funkcję range() zastosuj funkcję w postaci wyrażenia lambda podnoszącą wartość do kwadratu, a uzyskane wartości zapisz w liście kwadraty.

Kod nr
1
kwadraty = map(lambda x: x**2, range(10))

Funkcje lambda często stosowane są w poleceniach sortowania jako wyrażenie zwracające klucz (wartość), wg którego mają zostać posortowane elementy. Jeżeli np. mamy listę tupli opisującą uczniów:

1
2
3
4
5
6
uczniowie = [
    ('jan','Nowak','1A',15),
    ('ola','Kujawiak','3B',17),
    ('andrzej','bilski','2F',16),
    ('kamil','czuja','1B',14)
]

– wywołanie sorted(uczniowie) zwróci nam listę posortowaną wg pierwszego elementu każdej tupli, czyli imienia. Jeżeli jednak chcemy sortować wg np. klasy, użyjemy parametru key, który przyjmuje jednoargumentową funkcję zwracającą odpowiedni klucz do sortowania, np.: sorted(uczniowie, key=lambda x: x[2]).

W funkcjach min(), max() podobnie używamy wyrażeń lambda jako argumentu parametru key, aby wskazać wartości, dla których wyszukujemy minimum i maksimum, np.: max(uczniowie, key=lambda x: x[3]) – zwróci najstarszego ucznia.

1.6.5.3. Filtrowanie danych

Funkcja filter() jako pierwszy argument pobiera funkcję zwracającą True lub False, stosuje ją do każdego elementu sekwencji podanej jako argument drugi i zwraca tylko te, które spełniają założony warunek:

Kod nr
1
2
wyrazy = ['anna', 'ala', 'ela', 'wiola', 'ola']
imiona = filter(lambda imie: len(imie) == 3, wyrazy)

1.6.6. Generatory

Generatory (ang. generators) to funkcje ułatwiające tworzenie iteratorów. Od zwykłych funkcji różnią się tym, że:

  • zwracają iterator za pomocą słowa kluczowego yield,
  • zapamiętują swój stan z momentu ostatniego wywołania, są więc wznawialne (ang. resumable),
  • zwracają następną wartość ze strumienia danych podczas kolejnych wywołań metody next().

Najprostszy przykład generatora zwracającego kolejne liczby parzyste:

def gen_parzyste(N):
    for i in range(N):
        if i % 2 == 0
            yield i

gen = gen_parzyste(10)
gen.next()
gen.next()
...

1.6.7. Pliki

Przećwicz alternatywne sposoby otwierania plików:

Kod nr
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
f = open('test.txt', 'r')
for linia in f:  # odczytywanie linia po linii
    print linia.strip()  # usuwanie z linii białych znaków
f.close()

f = open('test.txt', 'r')
tresc = f.read()  # odczytanie zawartości całego pliku
for znak in tresc:  # odczytaywanie znak po znaku
    print znak
f.close()

for line in open('test.txt', 'r'):  # odczytywanie linia po linii
    print linia.strip()

with open("text.txt", "r") as f:  # odczytywanie linia po linii
    for linia in f:
        print linia.strip()

1.6.8. Materiały

  1. http://pl.wikibooks.org/wiki/Zanurkuj_w_Pythonie
  2. http://brain.fuw.edu.pl/edu/TI:Programowanie_z_Pythonem
  3. http://pl.python.org/docs/tut/
  4. http://en.wikibooks.org/wiki/Python_Programming/Input_and_Output
  5. https://wiki.python.org/moin/HandlingExceptions
  6. http://learnpython.org/pl
  7. http://www.checkio.org
  8. http://www.codecademy.com
  9. https://www.coursera.org

Licencja Creative Commons Materiały Python 101 udostępniane przez Centrum Edukacji Obywatelskiej na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa-Na tych samych warunkach 4.0 Międzynarodowa.

Utworzony:2017-06-19 o 06:04 w Sphinx 1.4.5
Autorzy:Patrz plik “Autorzy”