פייתון/פייתון גרסה 2/רשימות

רשימה היא מבנה נתונים שמאפשר שמירה של משתנים רבים תחת אותו שם, כאשר כל אחד מהמשתנים מקבל מספר מזהה ייחודי. שימוש ברשימות מאפשר עבודה נוחה עם מידע שמורכב מחלקים רבים הקשורים זה לזה.

הגדרת רשימה

רשימה בפייתון היא עצם מהצורה:

[<elements>]

כאשר elements היא איבר או יותר מופרדים על ידי פסיקים. לדוגמה,

[1, 2, 3]

היא רשימה של מספרים שלמים, ולעומת זאת

['Hello', 'world']

היא רשימה של מחרוזות. בניגוד לשפות רבות אחרות (וככל שפה דינמית), רשימה לא חייבת להיות הומוגנית: האיברים בה עשויים להיות מטיפוסים שונים. הנה רשימה שחלק מאיבריה מספרים, וחלקם מחרוזות:

['Hello', 1, 2.2, 'world']

פונקציות פנימיות

• תבנית:קוד בשורה - הופך את סדר הרשימה.
• תבנית:קוד בשורה - ממיין את הרשימה.

פונקציות חיצוניות

• תבנית:קוד בשורה - מפצל מחרוזת לרשימה בהתאם ל-delimiter. ברירת המחדל היא רווח.
• תבנית:קוד בשורה - מחזיר רשימה ממוינת ללא שינוי הרשימה המקורית.

רשימות, עצמים, ושמות

היות שרשימה היא עצם, אז אפשר לקשור לה שם. כך, לדוגמה:

>>> my_list = ['Hello', 1, 2.2, 'world']

כמו כן, כפי שכבר ראינו, בכל מקום שמשתמשים בעצמים, אפשר גם להשתמש בשמות לעצמים. לכן אפשר להגדיר איברי רשימה בעזרת עצמים, שמות, או שילובים שלהם. כך, לדוגמה:

>>> a = 2
>>> b = 3
>>> [a, b, 'hello', 5]
[2, 3, 'hello', 5]

מציאת אורך

כדי למצוא אורך רשימה, רושמים

len(<lst>)

כאשר lst היא רשימה. התוצאה היא עצם מסוג מספר שלם. כך, לדוגמה:

>>> len([2, 3])
2
>>> a = [1, 2, 3]
>>> len(a)
3
>>> len(a) + 2 * 3
9

גישה לאיבר

כדי לגשת לאיבר, רושמים:

<lst>[<pos>]

כאשר lst היא רשימה, ו-pos הוא המיקום בתוך הרשימה.

תחביר	משמעות
a[0]	האיבר הראשון.
a[-1]	האיבר האחרון.
a[-2]	האיבר לפני האחרון.
a[0:2] or a[:2]	שני האיברים הראשונים.
a[-2:]	שני האיברים האחרונים.
a[:-1]	כל האיברים פרט לאחרון.
a[1:]	כל האיברים פרט לראשון.

לדוגמה:

>>> a = [2, 3, 4]
>>> a[0]
2
>>> a[1]
3

המתרגם מזהה מצב בו גולשים מגבולות הרשימה:

>>> a = [2, 3]
>>> a[5]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range

שינוי איבר

אפשר לשנות איבר רשימה, כפי שמראה הדוגמה הבאה:

>>> a = [2, 3, 4]
>>> a
[2, 3, 4]
>>> a[0] = 10
>>> a
[10, 3, 4]

גם כאן, אי אפשר לשנות איבר שמיקומו גולש מהרשימה:

>>> a = [2, 3]
>>> a[5] = 8
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list assignment index out of range

הוספת איבר

כדי להוסיף איבר לסוף הרשימה, רושמים:

<lst>.append(<obj>)

או:

<lst>[-1:]=[<lst>[-1],<obj>]

וכדי להוסיף איבר לתחילת הרשימה:

<lst>[:0]=[<obj>]

כאשר lst היא רשימה, ו-obj הוא העצם להוסיף לסופה. כך, לדוגמה:

>>> a = [2, 4, 6]
>>> a.append(8)
>>> a
[2, 4, 6, 8]
>>> a[:0]=[-2,0]
>>> a
[-2, 0, 2, 4, 6, 8]
>>> a[3:]=[1]
>>> a
[-2, 0, 2, 1]
>>> a[-1:]=[4,6,8]
>>> a
[-2, 0, 2, 4, 6, 8]

מציאת אינדקס של איבר

>>> phrase=['three','different','words']
>>> phrase.index('words')
2
>>> phrase.index('three')
0

בדיקת שייכות

ניתן לבדוק שייכות לרשימה באמצעות האופרטור תבנית:קוד בשורה:

>>> shopping=['milk','bread']
>>> 'juice' in shopping
False
>>> for product in shopping:   # זאת לולאה, הנלמדת בפרק מתקדם יותר.
...     print product
...
milk
bread

מחיקת איבר

מוחקים איבר ברשימה בצורה:

del <lst>[<index>]

כאשר lst היא רשימה, ו-index הוא אינדקס האיבר למחיקה. לדוגמה:

>>> a = [2, 3, 4]
>>> a
[2, 3, 4]
>>> del a[1]
>>> a
[2, 4]

גם כאן, אי אפשר למחוק איבר שמיקומו גולש מהרשימה:

>>> del a[10]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list assignment index out of range

שרשור רשימות

משרשרים רשימות בצורה:

<lst>.extend(<other_lst>)

כאשר lst היא רשימה, וother_lst היא רשימה אחרת. הפעולה תשרשר את איברי other_lst לסוף lst, ולא תשנה את other_lst. לדוגמה:

>>> a = [2, 3, 4]
>>> b = [1, 5]
>>> a.extend(b)
>>> a
[2, 3, 4, 1, 5]
>>> b
[1, 5]

בניית רשימות ע"י אפיון

לעתים מאפיינים במתמטיקה קבוצה כ$\{f(x):P(x)\}$. הכוונה היא שהקבוצה מכילה, לכל x שעבורו מתקיים $P(x)$, את $f(x)$. לדוגמה:

• הקבוצה $\{x:x\in \{1,\dots ,10\}\}$ היא קבוצת כל האיברים $x$ כך ש-x שייכת לקבוצה $\{x:x\in \{1,\dots ,10\}\}$. בצורה אחרת, זוהי פשוט הקבוצה $\{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10\}$.
• הקבוצה $\{x^2:x\in \{1,\dots ,10\}\}$ היא קבוצת כל האיברים x² כך ש-x שייכת לקבוצה $\{x:x\in \{1,\dots ,10\}\}$. בצורה אחרת, זוהי פשוט הקבוצה $\{1,4,9,16,25,36,49,64,81,100\}$.
• הקבוצה $\{x:x\in \{1,\dots ,10\}\wedge x\mathrm{\%}2=0\}$ היא קבוצת כל האיברים x כך ש-x שייכת לקבוצה $\{x:x\in \{1,\dots ,10\}\}$, ו-x זוגי. במילים אחרות, זוהי פשוט הקבוצה $\{2,4,6,8,10\}$.

פייתון מאפשרת לבנות רשימות ע"י אפיון כזה, בצורה:

[<expression> for <var> in <lst>]

או:

[<expression> for <var> in <lst> if <condition>]

כאשר var הוא ביטוי, lst היא רשימה, condition הוא ביטוי בוליאני (שיכול להיות תלוי ב-var), ו-expression הוא ביטוי (שיכול להיות תלוי ב-var).

לדוגמה:

[x for x in range(10)]

שקולה לחלוטין ל:

range(10)

אם נרצה רק את האיברים הזוגיים, נוכל לכתוב כך:

[x for x in range(10) if x % 2 == 0]

הנה מצב בו expression מעט מורכב יותר:

[x**2 for x in range(10)]

expression גם יכול להיות מורכב מפונקציה:

def divides_by_three(n):
	return n % 3 == 0
	
[x**2 for x in range(10) if divides_by_three(x)]

או בצורה כללית (נניח שהפונקציה f והרשימה a_list הוגדרו כבר):

y=[f(x) for x in a_list]

ניתן לבצע "מיפוי" שכזה גם בעזרת פונקצית תבנית:קוד בשורה:

map(f,a_list)

לדוגמה:

>>> import math
>>> map(math.sqrt,[4,9,16])
[2.0, 3.0, 4.0]

דוגמאות נוספות:

>>> a_list=[(x,x**2) for x in range(5)]
>>> a_list
[(0, 0), (1, 1), (2, 4), (3, 9), (4, 16)]
>>> for (x,y) in a_list:
...     print x,y
...
0 0
1 1
2 4
3 9
4 16
>>> [[x,y] for x in range(3) for y in range(7,10)]
[[0, 7], [0, 8], [0, 9], [1, 7], [1, 8], [1, 9], [2, 7], [2, 8], [2, 9]]