Rodrigo de Toledo (adaptação do original do prof. Claudio Esperança)

1. Rodrigo de Toledo(adaptação do original do prof. Claudio Esperança) Python:listas

2. Estruturas de dados • Maneira de organizar dados de maneira a facilitar seu acesso • Algumas formas são clássicas: • Listas • Arrays (vetores e matrizes)‏ • Tuplas (registros)‏ • Árvores • Linguagens freqüentemente possuem primitivas para construção dessas estruturas de dados • Outras estruturas de dados mais complexas podem ser construídas combinando as estruturas de dados clássicas

3. Listas em Python • São variáveis que podem conter simultaneamente mais de um valor, inclusive de diferentes tipos • lista = [1, 'a', 'Rodrigo', 3.1415] • Na verdade, pode ser vista como uma implementação tanto de listas como de arrays • Além de acesso seqüencial, suportam também acesso direto através de índices • Listas são variedades de seqüências assim como strings e portanto têm APIs semelhantes • Podem ser indexadas e fatiadas • Podem ser concatenadas (+) e repetidas

4. Listas em Python • Entretanto, há diferenças importantes entre listas e strings • Seqüência genérica X de seqüência de caracteres • Elementos de listas podem ser alterados individualmente mas os de strings, não • Listas constituem o tipo de agregação de dados mais versátil e comum da linguagem Python • Podem ser usadas para implementar estruturas de dados mais complexas como matrizes e árvores, por exemplo

5. Listas: constantes e índices • Uma constante do tipo lista é escrita entre colchetes com os elementos separados por vírgula: [] # lista vazia [1,2] # lista com 2 elementos • Os elementos de uma lista podem ser de qualquer tipo, inclusive listas. Ex.: lista = [1, 'a', 'Rodrigo', 3.1415] • Os elementos de uma lista podem ser acessados por índices como strings • O primeiro elemento tem índice 0 • O último elemento tem índice -1

6. Listas: constantes e índices >>> lista = [1, 'a', 'Rodrigo', 3.1415] >>> lista [0] 1 >>> lista [2] 'Rodrigo' >>> lista [3] 3.1415 >>> lista [-1] 3.1415 >>> lista [0] = 2 >>> lista [2, 'a', 'Rodrigo', 3.1415]

7. Listas: Concatenação e Repetição • O operador + pode ser usado para concatenação e o operador * para repetição >>> lista = [0]*4 >>> lista [0, 0, 0, 0] >>> lista = lista + [1]*3 >>> lista [0, 0, 0, 0, 1, 1, 1]

8. Inicializando listas • Não é possível atribuir a uma posição inexistente de uma lista >>> vetor = [] >>> vetor [0] = 1 Traceback (most recent call last): File "<pyshell#21>", line 1, in -toplevel- vetor [0] = 1 IndexError: list assignment index out of range • Se uma lista vai ser usada como um array, isto é, vai conter um número predeterminado de elementos, é conveniente iniciá-la >>> vetor = [0]*10 >>> vetor [0] = 3 >>> vetor [3, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

9. Exemplo • Faça um programa que leia 15 números e os imprima e ordem inversa a qual foram lidos. lista=[0]*15 i=0 while (i<15): lista[i]=input() i+=1 i=1 while (i<=15): print lista[-i] i+=1

10. Exercícios • Faça um programa que leia as notas dos 50 alunos de uma turma e diga ao final quais notas ficaram acima da média da turma. • (vetor contador): Faça um programa que leia diversos votos para 100 candidatos (votos entre 0 e 99) e ao final diga qual foi o candidato vencedor (considere que não há empate). Os votos terminam com um número inválido (negativo ou maior que 99). Obs: Altere o programa de modo a considerar a possibilidade de empates. • Escreva um programa que leia uma lista de x inteiros seguida de uma lista de y caracteres, criando uma terceira lista que intercale os elementos das duas listas lidas • obs1: pergunte ao usuário x e y no início • obs2: a lista que for maior deverá ser repetida sequencialmente ao final • Exemplo: x=3, y=5, l1 = [1,2,3] e l2 = ['a','b','c','d','e'], o programa deve computar a lista [1,'a',2,'b',3,'c','d','e'] • DESAFIO:Faça um programa que leia as informações dos 70 produtos de uma farmácia (código, preço e quantidade em estoque). Em seguida permita ao usuário entrar com código e quantidade que deseja comprar do produto até que seja entrado o código –1. Para cada código entrado diminua a quantidade do estoque (caso tenha o suficiente) se o código for válido, senão imprima mensagem de erro. Ao final da compra, diga o total a ser pago!

11. Sobre o desafio... • Para realizar o desafio anterior, entender os conceitos de: • um único índice para diversos vetores • busca do índice • No futuro será mais fácil tratar esse desafio: • index() • tuplas

12. Outros exercícios • Faça um programa que leia um conjunto de notas (nota - tipo inteiro) de 20 alunos (uma nota por aluno) e imprima quantas notas iguais a 0, iguais a 1, iguais a 2, ... e iguais a 10. • Faça um programa que leia 100 valores reais da entrada e identifique o valor mais próximo da média. Exemplo supondo quatro valores:2.5 7.5 10.0 4.0média = 6.0 (não deve ser impresso)valor mais próximo da média = 7.5 (resultado a ser impresso) • Faça um programa que conte a quantidade de cada uma das letras (sem levar em conta as maiúsculas e minúsculas) digitadas em um texto (vetor de 26 posições).

13. Lista de tamanho indefinido

14. Lista de tamanho indefenido • Às vezes não sabemos em tempo de programação qual deve ser o tamanho da lista (exemplo: “leia 50 notas” ≠ “leia notas até uma negativa”). • Nesse caso a lista deve ir crescendo (ou diminuindo) de acordo com a necessidade. • Precisaremos de: • len: para saber tamanho do vetor • del: para retirar um elemento da lista • append: para acrescentar

15. Deletando elementos • O operador del pode ser usado para remover elementos de uma lista • Ex.: >>> lista [11, 22, 33, 'Rodrigo'] >>> del lista [2] >>> lista [11, 22, 'Rodrigo'] >>> del lista [2] >>> lista [11, 22]

16. Len, min e max • len (lista) retorna o número de elementos de lista • min (lista) e max (lista) retornam o menor/maior elemento de lista • Ex.: >>> lista = [55, 1, 22, 99, 3, 4] >>> min (lista)‏ 1 >>> len (lista)‏ 6 >>> max (lista)‏ 99 >>> max (['a', 'b', 'c'])‏ 'c'

17. min e max • Na verdade, min e max podem ser usados também com vários argumentos ao invés de uma lista • Ex.: >>> min (1,2,3,4)‏ 1 >>> max (3,4,5)‏ 5 >>> max ([],[1],['a'])‏ ['a']

18. Método APPEND • append(elemento)‏ • Acrescenta o elemento no fim da lista • Observe que a operação altera a lista, e não simplesmente retorna uma lista modificada • Ex.: >>> lista = [1,2] >>> lista.append(3)‏ >>> lista [1, 2, 3]

19. Exemplo • Leia uma sequência de números INTEIROS positivos terminada por um número NEGATIVO, guardando-os num vetor. Remova do vetor os números PARES. Ao final, imprima o vetor! lista = [] num = input() while (num>=0): lista.append(num) num=input() i=0 while i<len(lista): if lista[i]%2==0: del lista[i] else: i+=1 print lista

20. Exercícios • Faça o programa do jogo: “Acerte os números”. • Inicialmente, leia diversos números inteiros entrados pelo dono da casa de aposta, guardando numa lista. • Termina com número negativo • Em seguida o apostador poderá entrar com vários números para verificar o seu acerto. • Caso acerte um dos números da lista, informe do acerto e diga quantos números faltam acertar. • O programa termina caso o apostador erre 10 vezes ou até ele acertar todos os números. • Altere o programa anterior para guardar os números sem que haja repetição, ou seja, caso o dono da casa de apostas tenha entrado com um número que já exista, ignore-o. • DESAFIO:Faça um programa que mantenha o estoque do hortifruti Leguminosas. Apresente um menu com as seguintes opções: (a) inserir novos produtos (b) acrescentar no estoque (c) baixar do estoque (d) listar produtos com estoque baixo (e) listar estoque de todos os produtos (f) sair! • Para cada produto inserido, ler nome, código e quantidade inicial • Para acrescentar ou baixar do estoque, ler código e quantidade • Quando der baixa no estoque, verificar se não está negativo, nesse caso, avisar ao usuário que serão baixados apenas a quantidade atual no estoque (zerando esse produto) • “Estoque baixo” significa que há apenas 5 ou menos produtos

21. Fatias...

22. Listas: fatias (slices)‏ • A notação de fatias também pode ser usada, inclusive para atribuição: >>> lista = [1, 'a', 2+3j, ['ab', 'CD']] >>> lista [1:] ['a', (2+3j), ['ab', 'CD']] >>> lista [:1] [1] >>> lista [1:2] ['a'] >>> lista [0:-1] [1, 'a', (2+3j)] Lista de lista, veremos isso posteriormente!

23. Listas: atribuição a fatias(e inserção) • A atribuição a uma fatia requer que o valor atribuído seja uma seqüência (uma lista ou uma string, por exemplo)‏ • A atribuição substitui os elementos da fatia pelos da seqüência(INSERÇÃO) >>> lista = [1, 'y', ['ab', 'CD']] >>> lista [1:1] = ['z'] >>> lista [1, 'z', 'y', ['ab', 'CD']] >>> lista [1:3] = [['x']] >>> lista [1, ['x'], ['ab', 'CD']] >>> lista [1:-1]= [2,3,4] >>> lista [1, 2, 3, 4, ['ab', 'CD']] >>> lista [:2] = 'xyz' >>> lista ['x', 'y', 'z', 3, 4, ['ab', 'CD']]

24. Inserindo lista em lista • Também é possível inserir uma variável lista na outra: >>> var1 = ['a', 'b', 'c', 'd', 'x'] >>> var2 = [6,7] >>> var1[2:2] = var2 >>> var1 ['a', 'b', 6, 7, 'c', 'd', 'x']

25. Incrementos em Fatias • É possível usar um terceiro número na notação de fatias designando o incremento • Default é 1 , ou seja, toma os elementos de um em um do menor para o maior índice • Pode-se usar qualquer número inteiro diferente de 0 • a[0:10:2] retorna uma lista com os 10 primeiros elementos de a tomados de 2 em 2 (5 elementos, no máximo)‏ • a[5:0:-1] retorna uma lista com os 5 primeiros elementos de a tomados da direita para a esquerda • Obs.: Esta notação só existe nas versões de Python a partir da 2.3

26. Incrementos em Fatias • Exemplo >>> a = ['a', 2, 3, 'd', 'x'] >>> a [:3:2] ['a', 3] >>> a [::-1] ['x', 'd', 3, 2, 'a'] >>> a [3:0:-2] ['d', 2]

27. Incrementos em Fatias • Se um incremento de fatia é diferente de 1, uma atribuição à fatia deve ter o mesmo número de elementos: >>> l = [1,2,3,4,5] >>> l [0::2] = ['x','y','z'] >>> l ['x', 2, 'y', 4, 'z'] >>> l [0::2] = [6,7] Traceback (most recent call last): File "<pyshell#17>", line 1, in -toplevel- l [0::2] = [6,7] ValueError: attempt to assign sequence of size 2 to extended slice of size 3

28. Alguns métodos da classe list • sort(cmp=None, key=None, reverse=False)‏ • Ordena a lista • Os argumentos são opcionais. Por default, a lista é ordenada crescentemente • Ex.: >>> lista = [9,8,7,1,4,2] >>> lista.sort()‏ >>> lista [1, 2, 4, 7, 8, 9]

29. Alguns métodos da classe list • sort(cmp=None, key=None, reverse=False)‏ • É possível obter a ordem inversa, passando True para o argumento reverse • Ex.: >>> lista = [9,8,7,1,4,2] >>> lista.sort(reverse=True)‏ >>> lista [9, 8, 7, 4, 2, 1] • OBS.: A notação acima permite passar um argumento sem especificar os anteriores, mas poderíamos ter escrito: >>> lista = [9,8,7,1,4,2] >>> lista.sort(None,None,True)‏ >>> lista [9, 8, 7, 4, 2, 1]

30. Exercício • Em uma universidade a fila do bandejão funciona da seguinte forma: • As filas começam a se formar pela manhã. Até às 11h, horário de abertura do restaurante, alunos podem guardar lugar para no máximo 3 outros colegas, depois disso a fila é congelada. • Faça um programa que: • Leia uma fila de alunos (matrícula) até que seja entrada uma matrícula negativa (às 11h). • Imprima a fila inicial. • Para cada aluno, pergunte para quantas pessoas ele está guardando lugar na fila e se ele irá continuar na fila (para esta pergunta ele deverá responder ‘S’ ou ‘N’). Leia a matrícula dos alunos a serem inseridos e remova aqueles que vão sair da fila. • Imprima a fila final. • Use uma única fila!!!

31. forinrange

32. Operador “in” • Permite saber se um elemento pertence a uma lista • Serve também para strings • Ex.: >>> lista = [1, 'a', 'bc'] >>> 1 in lista True >>> 2 in lista False >>> 'b' in lista False >>> 'b' in lista[2] True >>> 'bc' in 'abcd' True

33. A função range • Retorna uma progressão aritmética de inteiros numa lista • Forma geral: range (início, parada, incremento)‏ • início (opcional) é o primeiro valor a ser gerado (default: 0)‏ • parada é o limite da progressão: a progressão termina no último valor antes de parada • incremento (opcional) é o passo da progressão (default:1)‏ • Ex.: >>> range(3)‏ [0, 1, 2] >>> range(2,5,2)‏ [2, 4] >>> range(5,2,-2)‏ [5, 3] >>> range (2,5,-2) [] >>> range (5,2,2) []

34. Comando for • Assim como while, o comando for é um comando de repetição (loop) • Permite iterar sobre os elementos de uma lista • Forma geral: forvarinlista : comandos • Os comandos são repetidos para cada valor de lista • Durante a repetição, var possui o valor corrente da lista • Uma grande utilidade da função range é construir a lista de iteração • Ex.: >>>for i in range(1,7): print i, 1 2 3 4 5 6

35. Quando usar for ou while? • Duas situações distintas que precisam de comando de repetição: • Quando se deseja repetir um bloco de comandos uma quantidade de vezes pré-determinada (antes de chegar ao bloco). USO DO FOR É IDEAL! • Quando não se sabe a quantidade de vezes antes de entrar no bloco de comandos, havendo apenas uma condição para o fim do loop. USO DO WHILE É IDEAL! • Na verdade existe uma terceira situação: • Quando há pelo menos duas condições para término da repetição, uma determinada e outra indeterminada • Exemplo: • Faça a leitura das notas de no máximo 30 alunos de uma turma (a entrada termina se for digitada uma nota negativa ou se já foram entradas as 30 notas). Ao final diga a média da turma. • Rever exercícios, propor o uso de for...

36. Exemplo • Condição pre-determinada: • Leia a nota de 30 alunos de uma turma • Condição indeterminada: • Combinados:

37. Exercícios • Faça um programa que leia código de produto, preço e quantidade vendida de 1881 produtos e informe os 10 produtos (código e preço) responsáveis pelo maior faturamento. • Modifique o programa anterior para que a leitura termine com código inválido (código válido varia de 10000 até 99999, inclusive os extremos). Ou seja, não necessariamente haverá 1881 produtos.

38. Alguns métodos da classe list • count(elemento)‏ • Retorna quantas vezes o elemento aparece na lista • Ex.: >>> [1,2,3,1,2,3,4].count(1)‏ 2 • extend(lista2)‏ • Acrescenta os elementos de lista2 ao final da lista • OBS.: Altera a lista ao invés de retornar a lista alterada • Ex.: >>> lista=[1,2] >>> lista.extend([3,4])‏ >>> lista [1, 2, 3, 4]

39. Alguns métodos da classe list • index(elemento)‏ • Retorna o índice da primeira ocorrência de elemento na lista • Um erro ocorre se elemento não consta da lista • Ex.: >>> lista = [9,8,33,12] >>> lista.index(33)‏ 2 >>> lista.index(7)‏ Traceback (most recent call last): File "<pyshell#3>", line 1, in -toplevel- lista.index(7)‏ ValueError: list.index(x): x not in list OBS: use in para ter certeza que o elemento existe na lista!

40. Alguns métodos da classe list • insert(indice, elemento)‏ • insere elemento na lista na posição indicada por índice • Ex.: >>> lista = [0,1,2,3] >>> lista.insert(1,'dois')‏ >>> lista [0, 'dois', 1, 2, 3] • Como o extend, altera a lista ao invés de retornar a lista • O valor retornado é None! • Atribuições a fatias servem para a mesma finalidade mas são menos legíveis >>> lista = [0,1,2,3] >>> lista [1:1] = ['dois'] >>> lista [0, 'dois', 1, 2, 3]

41. Alguns métodos da classe list • pop(índice)‏ • Remove da lista o elemento na posição índice e o retorna • Se índice não for mencionado, é assumido o último • Ex.: >>> lista = [1,2,3,4] >>> lista.pop()‏ 4 >>> lista [1, 2, 3] >>> lista.pop(1)‏ 2 >>> lista [1, 3]

42. Alguns métodos da classe list • remove(elemento)‏ • Remove da lista o primeiro elemento igual a elemento • Se não existe tal elemento, um erro é gerado • Ex.: >>> lista = ['oi', 'alo', 'ola'] >>> lista.remove('alo')‏ >>> lista ['oi', 'ola'] >>> lista.remove('oba')‏ Traceback (most recent call last): File "<pyshell#24>", line 1, in -toplevel- lista.remove('oba')‏ ValueError: list.remove(x): x not in list OBS: use in para ter certeza que o elemento existe na lista!

43. Alguns métodos da classe list • reverse()‏ • Inverte a ordem dos elementos da lista • Ex.: >>> lista=[1,2,3] >>> lista.reverse()‏ >>> lista [3, 2, 1]

44. Exercício • Faça um programa para cadastrar os alunos da turma de Python. O programa deverá apresentar um menu de opções ao usuário contendo: • inclusão • exclusão • listagem geral • listagem acima nota • listar aluno • trocar de nota • fim •   Regras: • Para cadastrar um aluno, deverá ser realizada a leitura de sua matrícula e sua nota. • Para excluir um aluno, apenas sua matrícula deverá ser pedida. • A listagem geral deverá listar todos os alunos matriculados. • A listagem por nota deverá listar todos os alunos acima de uma determinada nota. • Listar um aluno significa mostrar a nota de um aluno. • Para trocar a nota de um aluno, é necessário apenas a sua matricula e sua nova nota. • Observações: • A listagem deverá ser mantida sempre ordenada (dica: insira ordenado durante a leitura). • GRANDE DESAFIO: crie uma opção a mais que seria listar alunos por ordem de notas. Crie um vetor auxiliar contendo os índices dos vetores alunos e notas, para que não seja necessário reordenar os vetores a cada listagem de notas e alunos.

45. Exercício UPA • Faça um programa para controlar o atendimento da emergência de uma UPA (Unidade Python de Atendimentos). • As seguintes regras de precedência devem ser respeitadas toda vez que há um médico disponível: • Todo caso urgente tem precedência máxima e serão atendidos em ordem de chegada. • Caso não haja ninguém na fila de urgência: • Pessoas acima de 65 anos devem ser atendidas, a prioridade deve ser por idade (o mais velho primeiro). • Crianças de até 8 anos por ordem de chegada. Mas atenção, enquanto houver mais de 5 crianças, então elas têm precedência em relação aos idosos (para evitar tumulto). • Demais pessoas devem ser atendidas em ordem de chegada. • O seu programa deve manter quatro filas (urgentes, idosos, crianças e demais). As lista guardam a identidade dos pacientes (valor inteiro). No caso dos idosos, deve-se usar uma lista auxiliar com as idades. • O programa deverá manter o seguinte menu: • (a) Registro de paciente: • Ler identidade, idade e urgência (‘s’ ou ‘n’). • Encaminhar o paciente para a fila correta. • (b) Proximo paciente: • Baseado nas regras acima, dizer quem é o próximo (mostrar identidade) e retirá-lo da fila • (c) Troca de plantão: • Imprimir as quatro filas, total de atendimentos e sair do programa

46. Exercício nomes • Faça um programa que leia uma série de nomes completos (termina quando for inserido um nome vazio). Em seguida, o programa deverá dizer para cada primeiro nome diferente, quantas vezes ele apareceu. • Ex: • Entrada: • OTAVIO HENRIQUE FLAESCHEN OLIVEIRA • PAULO EDUARDO ANDRADE RODRIGUES DA SILVA • PAULO FELIPE NUNES DE LIMA • OTAVIO SECKLER MACHADO • MATHEUS SOARES DA SILVA • NICOLAS D AURIA • OCTAVIO LACERDA DE ALMEIDA • PAULA ALVES BESSA • PAULO RICARDO MORAIS SHOR • MATHEUS GALLUZZI MALAFAIA • Saída: • MATHEUS 2 • NICOLAS 1 • OCTAVIO 1 • OTAVIO 2 • PAULA 1 • PAULO 3

47. Exemplo: notas[4][3]=7.5; Matrizes • Exemplo: Calcule as médias das turmas de uma escola e, ao final, exiba as notas dos alunos da turma com a maior média. • Para representar os dados do problema descrito acima poderíamos usar tantos vetores quanto fosse o número de turmas existentes no colégio. • Porém, seria ideal uma estrutura de dados que armazenasse todas as notas de todas as turmas, e que pudesse ser referenciada pelo conjunto, ou pelo conjunto das notas de uma turma, ou por cada nota individualmente: • Notas

48. Exemplo: notas[4][3]=7.5; Matrizes • Listas podem ser usadas para guardar matrizes • Uma matriz é um tipo de dado usado para representar uma certa quantidade de valores homogêneos de natureza bidimensional (na verdade, podem ser multidimensionais). Podemos imaginar uma matriz como sendo uma lista, onde cada elemento dessa lista é também uma lista. • Logo, para referenciarmos um elemento em uma matriz precisamos de dois índices: o primeiro para selecionar a lista (linha) e o segundo para selecionar o elemento da lista previamente selecionada (coluna). • ‏Exemplo: • notas[4][3]=7.5

49. Matrizes • Percorrendo matrizes: • São necessárias duas estruturas de repetição aninhadas (while ou for) • Por exemplo, a estrutura de repetição mais externa percorrerá as linhas da matriz, enquanto a estrutura de repetição mais interna percorrerá os elementos (colunas) da linha corrente. • Exemplo: notas = [[5,6,7],[9,8,7],[10,9,8]] for i in range(3): for j in range (3)‏: print notas[i][j] • Inicializando uma matriz: • Por exemplo, podemos criar uma matriz-identidade de 3x3 com o código: m = [] for i in range(3): m.append([0]*3)‏ m[i][i]=1 • .

50. Exercício • Escreva um programa para computar o produto de duas matrizes m1 e m2. Seu programa deve começar lendo os tamanhos das matrizes e verificando se são de tamanhos compatíveis para multiplicação. Em seguida faça a leitura preechendo os valores das matrizes m1 e m2. Finalmente faça o cálculo matemático, imprimindo a matriz final no formato tradicional (linhas e colunas alinhadas, use /t).