Інформатика

Виконайте вправу

Поняття одновимірного масиву

У 8-му класі ви створювали проєкти, у яких використовувалася невелика кількість змінних. Але існує багато задач, у яких потрібно опрацювати значення досить великої кількості змінних. Наприклад, нехай потрібно скласти проєкт для знаходження середньої маси ста учнів та учениць 9-х класів. Очевидно потрібно використати 100 змінних, значенням кожної з яких буде маса відповідного(-ої) дев’ятикласника(-ці), знайти суму значень цих змінних і поділити її на 100.
Якщо використати 100 змінних з іменами, наприклад, a, b, c, …, z, aa, ab, ac, …, az, ba, bb, bc, …, bz, ca, cb, cc, …, cv, то команда знаходження суми їхніх значень буде містити в правій своїй частині 100 доданків або потрібно включити до тексту
програми такі 100 команд:
sum := a;
sum := sum + b;
sum := sum + c;
…

sum := sum + cv;

• Усе це робить текст програми громіздким і незручним, зважаючи на те, що кількість учнів/учениць може бути ще більшою або взагалі заздалегідь невідомою. Для розв’язування задач, у яких опрацьовується значення багатьох змінних, можна піти іншим шляхом: розглядати всі ці змінні як елементи деякого впорядкованого набору змінних. Такими впорядкованими наборами змінних, наприклад, є:
• значення середніх щоденних температур протягом місяця;
• значення щоденних курсів валют протягом тижня;
• семестрові оцінки учня/учениці;
• врожаї пшениці в Україні протягом останніх 15 років та інші.

Впорядкований набір змінних одного типу називається одновимірним масивом. Кожна змінна, що входить до одновимірного масиву, називається елементом одновимірного масиву.

Одновимірний масив має ім’я, яке записують за правилами для імен змінних. Ім’я елемента одновимірного масиву складається з імені цього масиву і порядкового номера (індекса) цього елемента в масиві, який узято у квадратні дужки.

Так, для вищенаведеного прикладу доцільно використати одновимірний масив, що складається зі 100 елементів. Якщо ім’я цього масиву a, то імена змінних – елементів цього масиву – будуть такі: a[1], a[2], a[3], …, a[100]. Кожна з цих змінних матиме дійсний тип і певне значення. Тоді, щоб знайти суму значень усіх цих 100 змінних, достатньо записати такі команди:

У результаті виконання наведеного фрагмента проєкту значення змінної sum дорівнюватиме сумі значень усіх 100 змінних – елементів одновимірного масиву, тобто загальній масі даних 100 учнів. Після цього можна обчислити шукану середню масу, поділивши знайдену суму на 100.
Очевидно, що використання одновимірних масивів і їх опрацювання в циклі робить програмний код коротшим та ефективнішим. Звертаємо вашу увагу, що за таким алгоритмом знаходять суму 100 елементів масиву для будь-якої задачі, незалежно від суті елементів масиву (маса, температура, заробітна плата та ін.).

Уведення, опрацювання і виведення значень елементів одновимірного масиву

Для розв’язування задач на опрацювання одновимірних масивів мовою Python може бути використано тип даних список (англ. list). Елементи списку записують у квадратних дужках, розділяючи їх комою. Наприклад, створити змінну а типу список можна такою командою:
a = [4, –6.3, 0, 3.5, –8, 5.1, –2]
Усього у цьому списку 7 елементів. Кожен елемент списку має свій номер (індекс). У мові Python номери (індекси) елементів списків розпочинаються з нуля. Номерами елементів наведеного списку з іменем а є цілі числа від 0 до 6. Значенням елемента a[0] є число 4, значенням елемента a[1] є число –6.3 і т.д. Останній елемент цього списку a[6] має значення –2. Далі, говорячи про одновимірний масив, матимемо на увазі, що він створений як список, і для роботи з ним будемо використовувати функції та методи, призначені для опрацювання списків:

• len(a) – функція для визначення кількості елементів списку а;
•  a.append(x) – метод додавання в кінець списку а нового елемента зі значенням х.

Номер елемента списку може задаватися як цілим числом, так і значенням виразу, що набуває цілочисельного значення, наприклад a[i+2], але перед цим змінна і має набути певного цілого значення. Під час виконання проєктів можна вводити елементи одновимірного масиву з клавіатури. Для цього спочатку можна створити змінну типу список, яка не міститиме жодного елемента (порожній список), а потім додати до цього списку потрібні елементи.

Формування практичних умінь і навичок

Увага! Під час роботи з комп’ютером дотримуйтеся правил безпеки та санітарно-гігієнічних норм. (Інструктаж з правил техніки безпеки)

Задача 1. Увести значення елементів списку з 10 чисел з клавіатури, піднести ці числа до квадрата та вивести отриманий список.

Розв’язання

Значення елементів списку також можна вводити з клавіатури в один рядок, розділяючи їх пропуском. Щоб отримати числа з такого рядка символів, потрібно застосувати такі функції та методи:

•  input() – уводить у пам’ять комп’ютера рядок тексту, введений у вікні виконання проєкту з клавіатури;
• split() – розділяє рядок тексту на окремі частини на місцях пропусків, утворюючи величину типу список, елементами якого є тексти;
• map(тип, набір_значень) – перетворює кожне значення у наборі на величину вказаного типу;
• list(об’єкт) – перетворює вказаний об’єкт на величину типу список.

Команда для введення списку a з будь-якою кількістю елементів дійсного типу з використанням цих функцій і методів має вигляд:

a = list(map(float, input(‘Уведіть значення елементів списку через пропуск  ‘).split()))
Кількість елементів списку можна визначити після його створення функцією len(a).
Якщо потрібно вивести отриманий у результаті список без квадратних дужок, розділяючи числа пропуском, то потрібно перетворити числа в списку на тексти, з’єднати їх в єдиний текст, використавши метод join, та вивести цей текст:
a = list(map(str, a))
print(‘ ‘.join(a))

Завдання для самостійного виконання

Завдання 1. Виконайте в зошиті фрагмент проєкту для одновимірного масиву (списку), значеннями елементів якого є числа 2; –2; 3; 0,25; –4:

Яке значення змінної dob після завершення його виконання? Складіть проєкт для розв’язання цієї задачі. Доповніть програму так, щоб кількість елементів масиву вводилась з клавіатури і dob рахувався для усіх цих елементів.

Завдання 2.  Виконайте в зошиті фрагмент проєкту для одновимірного масиву, значеннями елементів якого є числа 0,5; –3; 2; –1,6:

Яке значення змінної sum після його завершення його виконання? Складіть проєкт для розв’язання цієї задачі. Доповніть програму так, щоб кількість елементів масиву вводилась з клавіатури і сума рахувалась для усіх цих елементів.