3. hét: adatszerkezetek építése

Czirkos Zoltán, Frey Balázs · 2024.09.22.

Gyakorlófeladatok az előadás anyagához kapcsolódóan.

1. Listák: statisztikák, indirekt adatelérés

Statisztika a számokról (részletes mintamegoldással)

1: 5 db
2: 3 db
3: 4 db
...

Írj programot, amelyik a szabványos bemenetről olvas számokat, ameddig üres sort nem kap. Számold meg benne, hogy a beírt számok közül, amelyek 1 és 10 között vannak, melyik hányszor szerepelt! Írd ki ezt a szabványos kimenetre az oldalt látható formában!

Figyelj arra, hogy ezt egy fix méretű listával meg kell tudnod oldani. Vagyis bármilyen sok számot ad is meg a felhasználó, a megépített adatszerkezeted nem nőhet azzal együtt; nem kell eltárolnod a beolvasott adatokat.

Megoldás

A megoldáshoz vezető ötletek

  • Biztosan kell egy ciklus, amelyik a számokat olvassa be.
  • Minden pontszámhoz tartozik egy számláló, amit növelni kell akkor, ha hozzá tartozó számot látunk.
  • A számlálók és a beolvasott számok között egy megfeleltetést kell létrehozni: melyik számhoz melyik számláló tartozik.
SzámSzámlálóÉrték
1t[0]5 db
2t[1]3 db
3t[2]4 db
xt[x-1]...

A sok számlálóhoz létrehozhatunk egy listát. Mivel tízféle szám van, azokhoz tíz számláló kell tartozzon, a lista elemszáma is tíz lesz. A megszámolandó számok egész számok, ezért könnyű egy szám–listaelem hozzárendelést kitalálni: egy adott számhoz pont az annyiadik elemet használjuk, amennyi a szám értéke. Mivel a beérkező számok az 1…10 tartományban vannak, a lista viszont 0…9 tartományban indexelődik, ezért az indexeléshez mindig a szám−1 értéket használjuk. (Hogy mindenhol ugyanilyen legyen az indexelés, és jobban érthető legyen a program, a számlálók nullázása és a kiírás is ezt az elvet követi a lenti programban.) A kialakuló adatszerkezet a táblázatban látható.

Lényegében a számlálás tételét kell megvalósítani, két különbséggel: 1) nem egy számláló lesz, hanem sok, 2) a számlálás feltétel nélküli.

db = [0] * 10

print("Számok 1 és 10 között, üres sor = vége: ")
sor = input()
while sor != "":
    szam = int(sor)
    db[szam - 1] += 1
    sor = input()

szam = 1
while szam <= 10:
    print("{}: {} db".format(szam, db[szam - 1]))
    szam += 1

Kódtörő I.

Bölcsész haverod, aki az angol nyelvvel foglalkozik, szeretné megvizsgálni a szavakban előforduló betűk gyakoriságát. Ezért megkér téged, hogy írj egy programot, amely a szabványos bemenetén egy angol nyelvű szöveget fogad. A szöveg eleve nagybetűsítve van: „TO BE OR NOT TO BE: THAT IS THE QUESTION.” A programod feladata egy statisztikát készíteni, amelyben az szerepel, hogy melyik betű hányszor fordult elő a szövegben, és az összes betű hány százalékát adja. A kimenete ilyen:

A: 19 db, 5.0%
B: 7 db, 1.8%

Ha valamelyik betű nem szerepelt a szövegben, az ne jelenjen meg a statisztikában se! A nem betű karaktereket figyelmen kívül kell hagyni.

Kódtörő II.

Kódtörő haverod nagyon ért a titkosítások visszafejtéséhez, a programozással viszont hadilábon áll. Szerzett egy számjegyekből álló titkos kódot:

1238971125432563125555535555665554325671231321555253555

Megfigyelte, hogy ebben nem egyforma a jegyek gyakorisága. Megkért téged, hogy írj egy programot, amely a szabványos bemenetén fogadja ezt a szöveget, és megmondja, hogy melyik az a számjegy, amely a legtöbbször szerepelt, és azt is, hogy hány % a gyakorisága! A fenti bemenetre ez az 5-ös számjegy, 40%-kal. Ha bemeneten számjegyen kívül más karakter is szerepel, azt figyelmen kívül kell hagyni.

ZH statisztika I.

Egy oktató statisztikát szeretne készíteni a megíratott ZH-k sikerességéről. A ZH-n 4 csoport volt (A…D). Mindegyikben három feladat, ezek pontszáma egész szám, egyenként maximum 10 pont, így a ZH-k maximum 30 pontosak lehetnek. A ZH akkor sikeres, ha a feladatok külön-külön legalább 2 pontosak, és a ZH legalább 12 pontos.

Írj programot, mely a szabványos bemenetéről olvassa be soronként egy ZH betűjelét és 3-3 pontszámát, és a szabványos kimenetre írja ki az egyes sorokra, hogy hány embernek sikerült. A beolvasott adatsor végét üres sor zárja.

Példa bemenet:

A 1 10 7
C 3 3 5
B 10 10 9

Példa kimenet:

A 0
B 1
C 0
D 0

ZH statisztika II.

Egy oktató statisztikát szeretne készíteni a megírt ZH-król. A ZH-ban három feladat van, ezek pontszáma nemnegatív egész szám, egyenként max. 10 pont, így az egész max. 30 pontos lehet.

Írj programot, mely a szabványos bemenetéről olvassa be soronként a ZH-k pontszámait. Az adatsort üres sor zárja. Írja ki ezután a szabványos kimenetre, hány 0 pontos, hány 1 pontos, … és hány 30 pontos megoldás lett. Ha adott pontszámú dolgozat nem született, a sort ne írja ki.

Példa bemenet:

8 10 7
4 3 5
10 10 9
10 9 10

Példa kimenet:

12 pontos: 1 db
25 pontos: 1 db
29 pontos: 2 db

Múzeum I.

Egy múzeumban kíváncsiak arra, a hét mely napján van a legtöbb látogató. Ehhez több hét adatait feldolgozzák.

Írj programot, mely a szabványos bemenetén fogadja a múzeum napi látogatási adatait úgy, hogy soronként a hét napjának sorszámát kapjuk 0-6 között, majd szóközzel elválasztva a látogatók számát. Az adatok rendezetlenül érkeznek, adott sorszámú naphoz több bejegyzés is tartozhat. A bemenet végét üres sor jelzi.

Írja ki a program a szabványos kimenetre annak a napnak a sorszámát, mely a legtöbb látogatót jelenti. Feltételezzük, hogy egy ilyen nap van.

Példa bemenet:

1 7
2 3
6 33
5 44
4 4
6 55

Példa kimenet:

6





Múzeum II.

Kis ZH volt

Egy múzeumban gazdasági okok miatt heti egy szünnapot szeretnének tartani, ezért keresik a hét azon napját, amikor a legkevesebb a látogató.

Írj programot, mely a szabványos bemenetén fogadja a múzeum napi látogatási adatait úgy, hogy soronként a hét napjának sorszámát kapjuk 1-7 között, majd szóközzel elválasztva a látogatók számát. Az adatok rendezetlenül érkeznek, adott sorszámú naphoz több bejegyzés is tartozhat. A bemenet végét üres sor jelzi.

Írja ki a program a szabványos kimenetre annak a napnak a sorszámát, amely a legkevesebb látogatót jelenti. Feltételezzük, hogy egy ilyen nap van.

Példa bemenet:

1 7
3 5
6 56
2 3
7 88
5 25
4 7
1 6
0 0

Példa kimenet:

2








2. Listák kétdimenzióban

Ülőhelyek

Egy 195 fős előadóba előadást szerveznek. A székek 13 sorban, összesen 15 oszlopban (téglalap) helyezkednek el. A székek számozása a (színpaddal szembeni) bal alsó sarokból kezdődik, jobbra növekszik, és a legfelső sorban vannak a legnagyobb számú székek.

A jegyirodában kétdimenziós listában tárolják a már kiadott foglalásokat. A foglalt helyeket a megfelelő székszámhoz írt True jelöli, False a szabad hely. Készíts programot, mely az újonnan érkező vendégek számára a kívánt számú, egymás melletti ülőhelyet kikalkulálja! Vigyázz a sorok szélére!

Tic-Tac-Toe

Készíts el egy 3x3-as listát általad megadott Tic-Tac-Toe játék állásának tárolására! A programod legyen képes a játékhelyzet kirajzolására a szöveges képernyőre és vizsgáld meg, hogy nyerésre áll-e valamelyik játékos vagy sem!

    -----
    |O_X|
    -----
    |_OO|
    -----
    |X_X|
    -----
Ebben az állásban pl. a soron következő játékos tud nyerni, akár X, akár O.

Lineáris algebra

Készíts n×m kétdimenziós listát mátrixok tárolására. Valósítsd meg az alapvető aritmetikai műveleteket, összeadás, szorzás stb. Ha már tanultál ilyen algoritmusokat, írd meg a négyzetes mátrix inverzét előállító kódot! (Vigyázz! A tankönyvi, adjungálton alapuló módszert ne használd, mert a számábrázolás pontatlansága miatt nem fog helyes eredményt adni, inkább keress kifejezetten numerikus módszereket!) A mátrixokat NEM ÍGY kell Pythonban használni, mert erre sokkal jobb könyvtárak vannak, ez csak a ciklusok és több dimenziós listák gyakorlására szolgáló feladat. Érdeklődők nézzenek utána a numpy-nak!

Szavak, mondatok, betűk

Írj programot a bemeneten érkező szöveg listák listájában történő tárolására! Az első dimenzió a mondatok, a második dimenzió a szavak legyen. A program ezután kérjen be három számot, mondat, szó, betű sorrendben, majd írja ki megfelelő mondat és szó meg adott betűjét. Pl. ebben a szövegben a 3. mondat 4. szavának 2. betűje az "é".

3. Véletlenszámok, játékok

Fej vagy írás

Adott egy feladat: „dobjunk fel egy pénzt” a programban, és írjuk ki, hogy fej vagy írás lett. Ennek a feladatnak az alábbi megoldása helytelen:

if random.randint(0, 1) == 0:
    print("fej")
if random.randint(0, 1) == 1:
    print("írás")

A kipróbálás nélkül mondd meg: milyen hibás eredményt adhat ez a program, és milyen elvi hiba miatt? Ha megvan, próbáld ki, és végül javítsd ki a programot!

Megoldás

A .randint() minden hívása egy új véletlenszámot ad. A fenti, hibás kódrészletben a randint()-et kétszer hívjuk meg, tehát tulajdonképpen mintha nem egy, hanem két pénzérmét vizsgálnánk: ha az első fej, kiírjuk hogy fej, ha a második írás, kiírjuk, hogy írás. Így aztán az is lehet, hogy mindkét szó kiíródik, de az is, hogy egyik sem. Javítva:

if random.randint(0, 1) == 0:
    print("fej")
else:
    print("írás")

Kő, papír, olló

Kő (k), papír (p), olló (o) vagy vége (v)?

Szerinted: k
Szerintem: k.
Senki nem kap pontot.

Szerinted: p
Szerintem: k.
p>k, ezt te vitted!

Szerinted: v

Te nyertél, 1>0 ponttal.

Írj programot, amelyik „kő, papír, olló” játékot játszik! A program először kérje el a felhasználó tippjét (k, p, o betűk, mint kő, papír, olló). Ezután válasszon ő maga is egyet, és hasonlítsa a kettőt össze! A kő erősebb, mint az olló, mert kicsorbítja. A papír erősebb, mint a kő, mert becsomagolja. Az olló erősebb, mint a papír, mert elvágja. Ezek alapján a gép vagy a játékos kapjon egy pontot! Ha egyformát tippeltek, akkor semelyikük nem kap. A v beírása után írja ki a program, hogy ki nyert!

Tipp

A gépnek háromféle választása lehet. Érdemes ehhez a random.choice() függvényt használni egy listával, amiben a három választás van.