Жиындар: `&`, `-`, `|` және екінші выгрузкада жоқ нәрсе

Не үшін керек

Тізімдер мен сөздіктер «нешеу» және «осы кілт бойынша не бар» деген сұрақтарға жауап береді. Деректермен жұмыста бәрінен жиі қойылатын үшінші сұрақ бар: бар ма, жоқ па.

Екі деректер экспорты келді — қаңтар мен ақпан. Екеуінде де не болды? Екіншісінде не қалмады? Не жаңа пайда болды? Тізіммен мұны кірістірілген циклмен санайды, әрі онда қателесу оңай.

Жиын — қайталаусыз және ретсіз жинақ. «Бар ма, жоқ па» үшін керегінің дәл өзі, әрі екі деректер экспортына қойылған үш сұрақты ол үш таңбамен шешеді.

Бірден тұтас

jiyn.py файлы. Іске қосу: ортадан python jiyn.py.

Міндеттісі — алғашқы екі блок: тізімді жиынға айналдыру және үш амал. Үшінші мен төртіншісі орнында тексеруді және екі тұзақты көрсетеді.

"""15-сабақ: жиын — «бар ма, жоқ па» туралы, «нешеу және қай ретпен» туралы емес.

Әр айдағы екі тауар деректер экспорты. Оларға қойылатын сұрақ бірдей: екеуінде де не
бар, екіншісінде не қалмаған, не жаңа пайда болған. Тізіммен мұны циклмен
санайды, жиынмен — бір таңбамен.
"""

january = ["нан", "сүт", "май", "тұз", "нан"]
february = ["нан", "сүт", "қант", "жұмыртқа"]

print("== жиынға айналдырғанда не жоғалады")
a = set(january)
b = set(february)
print("қаңтар тізімінде:", len(january), "| әртүрлі атау:", len(a))
print("жиынды сұрыпталған күйде басады:", sorted(a))

print()
print("== үш сұрақ — үш таңба")
print("екеуінде де бар (a & b):   ", sorted(a & b))
print("екіншісінде жоқ (a - b):   ", sorted(a - b))
print("пайда болды (b - a):       ", sorted(b - a))
print("бәрі бірге (a | b):        ", sorted(a | b))
print("тек біреуінде (a ^ b):     ", sorted(a ^ b))

print()
print("== бар ма, жоқ па, әрі ішіне кіре ме")
print("«тұз» қаңтарда:", "тұз" in a, "| ақпанда:", "тұз" in b)
print("ақпан қаңтардың ішінде:", b <= a, "| қиылысады:", not a.isdisjoint(b))
print("екі айда барлығы неше түрлі:", len(a | b))

print()
print("== екі тұзақ")
print("{} типі —", type({}).__name__, "| set() типі —", type(set()).__name__)
try:
    {["нан", "сүт"]}
except TypeError as error:
    print("тізімді ішіне салуға болмайды:", error)

Шығатыны:

== жиынға айналдырғанда не жоғалады
қаңтар тізімінде: 5 | әртүрлі атау: 4
жиынды сұрыпталған күйде басады: ['май', 'нан', 'сүт', 'тұз']

== үш сұрақ — үш таңба
екеуінде де бар (a & b):    ['нан', 'сүт']
екіншісінде жоқ (a - b):    ['май', 'тұз']
пайда болды (b - a):        ['жұмыртқа', 'қант']
бәрі бірге (a | b):         ['жұмыртқа', 'май', 'нан', 'сүт', 'тұз', 'қант']
тек біреуінде (a ^ b):      ['жұмыртқа', 'май', 'тұз', 'қант']

== бар ма, жоқ па, әрі ішіне кіре ме
«тұз» қаңтарда: True | ақпанда: False
ақпан қаңтардың ішінде: False | қиылысады: True
екі айда барлығы неше түрлі: 6

== екі тұзақ
{} типі — dict | set() типі — set
тізімді ішіне салуға болмайды: cannot use 'list' as a set element (unhashable type: 'list')

Талдау

Қайталаулар үнсіз жоғалады

қаңтар тізімінде: 5 | әртүрлі атау: 4

set(january) екінші «нанды» ештеңе демей лақтырып тастайды. Жиынның басты қасиеті осы: элемент не бар, не жоқ, ал ол неше рет кездескені — оған қойылатын сұрақ емес.

Осыдан ең жиі кездесетін адал қолданысы шығады: деректе неше әртүрлі мән бар екенін санау. len(set(...)) мен len(...) — бір жол, әрі деректер экспортында дубликат бар-жоғы бірден көрінеді.

Осыдан қате де шығады: қайталау дерек болып тұрған жерде жиынды алуға болмайды. Айына үш рет нан сатып алу — бұл үш сатып алу, біреу емес; ол үшін жиын емес, тізім не санауыш керек.

Елестетіп көріңіз. Шақырылғандар тізімі. Онда кімнің шақырылғаны маңызды, оны неше рет жазғаны емес. Ал бұл сатып алу тізімі болса, екі нан — бұл екі нан.

Реті жоқ, сондықтан sorted арқылы басады

print("жиынды сұрыпталған күйде басады:", sorted(a))

Жиында рет жоқ — қосқан реті де, басқасы да. Оны тікелей басып шығарыңыз, әрі рет басқа машинада немесе басқа іске қосуда өзгеше болуы мүмкін: ол элементтердің іште қалай орналасқанына тәуелді.

Сондықтан ереже қарапайым: жиынды sorted арқылы көрсетеді. Сонда шығу бәрінде бірдей болады, әрі оны көзбен салыстыруға келеді. Бағдарламаның ішінде рет керек емес — онда жиыннан сұрайды, оны оқымайды.

Үш сұрақ — үш таңба

екеуінде де бар (a & b):    ['нан', 'сүт']
екіншісінде жоқ (a - b):    ['май', 'тұз']
пайда болды (b - a):        ['жұмыртқа', 'қант']

& — қиылысу: екеуінде де не бар. - — айырма: біріншісінде бар, екіншісінде жоқ. | — бірігу: бәрі бірге, әрқайсысы бір реттен. ^ — симметриялы айырма: тек екеуінің біреуінде ғана бар нәрсе.

- таңбасында рет маңызды: a - b пен b - a әртүрлі сұраққа жауап береді — «не қалмады» және «не пайда болды». Бұл — бастапқыда ең жиі шатасатын жер, әрі ол дауыстап қойылған сұрақпен емделеді: қай жиыннан азайтып тұрмыз.

Барлық таңбаның сөзбен жазылған сыңары бар: a.intersection(b), a.difference(b), a.union(b), a.symmetric_difference(b). Таңба қысқа, сөз бөтен кодта түсініктірек — сол жерде қайсысы жақсы оқылса, соны алады.

«Бар ма, жоқ па» — жиындар сол үшін ойлап табылған

"тұз" in a

in тексеруі тізіммен де, жиынмен де жұмыс істейді, бірақ әртүрлі. Тізімде Python элементтерді тапқанша аралайды: тізім неғұрлым ұзын болса, соғұрлым ұзақ. Жиында ол элемент қай жерде жатуға тиіс екенін бірден есептейді де, тек сол жерге қарайды — ұзындықтың мәні жоқ.

Он жолда айырма байқалмайды. Циклмен тексерілетін жүз мың жолдық деректер экспортында бұл — «бір секунд» пен «жарты сағаттың» айырмасы, әрі жиынды кейде тек тексеру үшін бастаудың жалғыз себебі де сол.

Қасында тұтас жинақ туралы сұрақтар тұр: b <= a — b-ның барлық элементі a-да бар ма; a.isdisjoint(b) — олар мүлде қиылыспай ма.

Екі тұзақ

{} типі — dict | set() типі — set

Жүйелі жақшаны сөздік алып қойған: {} — бұл бос сөздік, бос жиын емес. Бос жиын — тек set(). Қате бірден көрінбейді: seen = {} бірінші seen.add(...) жолына дейін жұмыс істейді де, сол жерде сөздікте add жоқ дейді.

тізімді ішіне салуға болмайды: cannot use 'list' as a set element (unhashable type: 'list')

Жиынға өзгертуге келмейтін нәрсені ғана салуға болады: сандар, жолдар, кортеждер. Тізім өзгермелі — демек, оны ішіне салып, орны бойынша қойылған элементті өзгертуге болар еді, сонда жиын өзін-өзі таппай қалар еді.

Себебі сөздіктің кілті тізім болмайтын себеппен бірдей: екі жерде де элемент хеш бойынша орналастырылады. Өзгермейтін жинақ керек болса — frozenset бар, әрі оны басқа жиынның ішіне салуға болады.

Сабақ картасы

Өз сөзіңізбен айтыңыз

Қарамай, дауыстап немесе қағазға жауап беріңіз. Жауаптары — сабақтың соңында.

1. Жиын қайталаулармен не істейді, әрі бұл қашан зиянды?
2. Екі деректер экспортында a - b b - a-дан немен өзгеше?
3. Жиынды неге sorted арқылы басып шығарады?

Жаттығу

Тапсырмаға дейінгі үш қысқа қадам: болжау, толықтыру, жөндеу. Жауаптары — сабақтың соңында, бірақ алдымен өзіңіз жауап беріңіз.

1. Болжаңыз. Бұл жол не басып шығарады?

print(len([1, 2, 2, 3]), len({1, 2, 2, 3}))

2. Бос орынды толтырыңыз. ... орнына екінші деректер экспортында жоқ атауларды қалдыратын нәрсені қойыңыз.

a = {"нан", "сүт", "тұз"}
b = {"нан", "сүт", "қант"}
print(sorted(...))

3. Жөндеңіз. Бағдарлама екінші жолда құлайды. Қатені оқып, шынымен керегін жасаңыз.

seen = {}
seen.add("нан")
print(sorted(seen))

Тапсырма

Міндетті. Берілгені:

january = ["нан", "сүт", "май", "тұз", "нан", "жұмыртқа"]
february = ["нан", "сүт", "қант", "жұмыртқа", "жұмыртқа"]

Әр ай бойынша неше позиция болғанын және олардың ішінде нешеуі әртүрлі екенін басып шығарыңыз. Содан кейін үш жауап: екінші айда не қалмағанын, не жаңа пайда болғанын, екеуінде де не қалғанын. Соңында — екі айда барлығы неше әртүрлі атау бар екенін. Барлық жинақты sorted арқылы басыңыз.

Күтілетін шығу:

қаңтар: позиция 6 | әртүрлі 5
ақпан:  позиция 5 | әртүрлі 4
екіншісінде жоқ: ['май', 'тұз']
екіншісінде пайда болды: ['қант']
екеуінде де қалды: ['жұмыртқа', 'нан', 'сүт']
екі айда барлығы әртүрлі: 6

Дайын болғаны: шығу жол-жолмен сәйкес келеді; бірде-бір кірістірілген цикл жоқ — үш жауап та таңбамен алынған; әр жиын тікелей емес, sorted арқылы басылған.

Өз деректеріңізде. Өзіңіздің екі тізіміңізді алыңыз — екі чектегі тауарлар, екі чаттағы қатысушылар, екі қалтадағы файлдар. Сол үш сұраққа жауап беріңіз де, олардың қайсысы өміріңізде жиірек керек болатынын дауыстап айтыңыз.

Қалауыңызша.

• Жиынды sorted-сіз бірнеше рет қатарынан басып шығарып, ретіне қараңыз.
• Бірінші айдан frozenset жинап, оны басқа жиынның ішіне салыңыз.
• Әр атаудың неше рет кездескенін санаңыз да, мұнда жиын неге жарамайтынын түсіндіріңіз.

Жобада бұл қайда тұрады

Шолу жоғалуларды байқай бастайды. Бұрын ол келгенін санайтын; енді өткенімен салыстырғанда жаңа деректер экспортында не жоқ екенін айта алады — ал бұл әлемнің емес, дереккөздің сынғанының алғашқы белгісі.

Қарыздар. Жиын «бар ма, жоқ па» дегенге жауап береді, «неше рет» дегенге емес — ол үшін санауыш керек, әрі ол collections модулі туралы сабақта пайда болады. Ретті де сақтамайды, сондықтан «алғашқы бес жаңасын» одан сұрыптаусыз алу мүмкін емес.

Жауаптар

4 3

a = {"нан", "сүт", "тұз"}
b = {"нан", "сүт", "қант"}
print(sorted(a - b))

['тұз']

seen = set()
seen.add("нан")
print(sorted(seen))

['нан']

Дереккөздер

• Python: жиындар
• Python: оқулық, жиындар
• Python: элементтер неге хештелетін болуға тиіс
• Python: sorted функциясы