Seznamy v Pythonu

O tématu

Program prochází seznam cyklem, čte a mění prvky podle indexu a přidává nebo odebírá položky podle zadání. Podle RVP G žák v přehledném programu kombinuje opakování, větvení, proměnné a seznamy a volí datovou strukturu s ohledem na důsledek chyby (špatný index, prázdný seznam, záměna pořadí).

Cílem hodiny je, aby žák uměl seznam založit, naplnit, projít a zdůvodnit, proč je pro daná data vhodnější než několik samostatných proměnných. Složitější algoritmy nad seznamy, funkce s parametry a ladění navazují v dalších jednotkách plánu.

Zdroje obrázků

1. MsDennig · CC BY-SA 4.0
2. Максим Пе · CC BY-SA 4.0

Předpoklady

• Pojmenované proměnné, přiřazení a výrazy v Pythonu
• Větvení a cykly (for, while, podmínky)
• Algoritmus: vlastnosti, zápis a rozklad úlohy

Klíčové pojmy

Seznam jako kolekce

Hranaté závorky a čárky: více hodnot jednoho nebo různých typů pod jedním jménem; délka se zjišťuje funkcí len.

Index od nuly

První prvek má index 0, poslední len(seznam) - 1; záporný index počítá od konce (−1 je poslední prvek).

Čtení a zápis prvku

seznam[i] vrací prvek; seznam[i] = hodnota ho přepíše. Index mimo rozsah vyvolá chybu.

Průchod cyklem

Cyklus for prvek in seznam: postupně zpřístupní hodnoty. Cyklus přes indexy se hodí například při přepisování prvků na jejich místě.

seznam = [2, 4, 6]
for i in range(len(seznam)):
    seznam[i] = seznam[i] * 2
print(seznam)  # [4, 8, 12]

Změna délky

Metoda append přidá prvek na konec seznamu, pop prvek odebere a vrátí jeho hodnotu. Bez indexu odebírá poslední prvek. Prázdný seznam [] je platný stav; pokus odebrat z něj prvek však vyvolá IndexError.

Kdy seznam zvolit

Seznam dává smysl při neznámém nebo větším počtu stejnorodých údajů a při stejném postupu nad všemi; dvě tři pojmenované veličiny seznamem nenahrazujeme.

Časté miskoncepce

• Častá chyba

  Žák napíše seznam[1] a čeká první známku / první město, protože „první je jednička“.

  Jak na to

  Na tabuli očíslujte konkrétní seznam od nuly a nechte žáka ukázat první prvek. Potom porovnejte výstupy print(seznam[0]) a print(seznam[1]).

• Častá chyba

  V cyklu for x in seznam žák uvnitř napíše x = nová_hodnota a čeká, že se seznam změní.

  Jak na to

  Porovnejte stejnou úlohu s cyklem přes range(len(seznam)) a přiřazením seznam[i] = nova_hodnota. Vypište seznam před změnou i po ní; přiřazení do proměnné cyklu a změna prvku seznamu jsou různé operace.

• Častá chyba

  Žák založí a1, a2, a3, a4 pro čtyři vstupy a při pátém údaji program přepisuje nebo vzdá.

  Jak na to

  Zadat „neznámý počet čísel do konce vstupu“ a nechat doplnit append v cyklu; porovnat s verzí o pevném počtu proměnných.

• Častá chyba

  Žák sáhne na seznam[len(seznam)] nebo na prázdný seznam[0] a neví, proč program spadne.

  Jak na to

  Přečtěte chybu IndexError a určete použitý index. U neprázdného seznamu je poslední nezáporný index len(seznam) - 1; před přístupem k prvnímu nebo poslednímu prvku ověřte, že seznam není prázdný.

Úkoly pro žáky

• Seznam známek: načíst n hodnot, spočítat průměr a najít maximum průchodem, ne vestavěnými funkcemi jako jediným řešením.

• Oprava „škrtnuté“ položky: nahradit zadanou hodnotu v seznamu nebo ji odstranit a vypsat seznam před a po změně.

Hodnocení

Žák napíše program, který načte neznámý počet čísel do seznamu, vypíše je v původním pořadí a spočítá součet cyklem.

Ústně zdůvodní volbu seznamu oproti jednotlivým proměnným a opraví přístup se špatným indexem.

Zdroje

• RVP — vyhledávání výstupů
• Ministerstvo školství — vzdělávací dokumenty
• NPI — otevřená data