Bài giảng Lập trình Python - Bài 6: Kiểu tập hợp và kiểu tập tĩnh

Nội dung text: Bài giảng Lập trình Python - Bài 6: Kiểu tập hợp và kiểu tập tĩnh

1. LẬP TRÌNH PYTHON Bài 6: Kiểu tập hợp và kiểu tập tĩnh
2. Tóm tắt nội dung bài trước ▪ Ngoài kiểu chuỗi (str), Python có những kiểu dữ liệu tuần tự khác: danh sách (list), hàng (tuple), miền (range) ▪ Danh sách là kiểu tuần tự mạnh mẽ và uyển chuyển: ▪ Có thể chứa bên trong nó tất cả các loại dữ liệu ▪ Nhiều cách khởi tạo: • Khai báo trực tiếp trong cặp ngoặc vuông • Khởi tạo bằng hàm list • Khởi tạo bằng một đoạn for ngắn (bộ suy diễn danh sách) ▪ Duyệt các phần tử con bằng vòng lặp hoặc truy cập qua chỉ số ▪ Hỗ trợ các phép toán: ghép nối (+), nhân bản (*), kiểm tra (in) ▪ Hai danh sách có thể so sánh với nhau theo thứ tự từ điển ▪ Phép cắt lát cho phép lấy phần con của danh sách dễ dàng ▪ Rất nhiều phương thức hỗ trợ khác TRƯƠNG XUÂN NAM 2
3. Tóm tắt nội dung bài trước ▪ Hàng cũng là một dãy các dữ liệu như danh sách, nhưng không thể thay đổi sau khi khởi tạo ▪ Cũng có 3 cách khởi tạo: • Khai báo trực tiếp trong cặp ngoặc tròn • Khởi tạo bằng hàm tuple • Khởi tạo bằng hàm sinh (một loại bộ suy diễn dành cho kiểu hàng) ▪ Cũng duyệt phần tử con bằng for hoặc truy cập qua chỉ mục ▪ Cũng hỗ trợ các phép toán +, *, in và cắt lát ▪ Các phương thức hỗ trợ chỉ có đếm (count) và tìm kiếm (index) ▪ Hàng nhanh hơn danh sách, vì hàng “tĩnh” hơn ▪ Miền là kiểu dữ liệu thiết kế đặc biệt cho vòng for theo chỉ số, nhưng cũng có một vài đặc trưng của kiểu dữ liệu tuần tự như kiểm tra, chỉ mục, cắt lát, TRƯƠNG XUÂN NAM 3
4. Nội dung 1. Set (tập hợp) ▪ Khởi tạo ▪ Phép toán ▪ Duyệt các phần tử ▪ Các phương thức hỗ trợ 2. Frozenset (tập hợp tĩnh) 3. Bài tập TRƯƠNG XUÂN NAM 4
5. Phần 1 Set (tập hợp) TRƯƠNG XUÂN NAM 5
6. Giới thiệu ▪ Tập hợp (set) là kiểu dữ liệu đặc sắc trong Python, lấy cảm hứng từ khái niệm tập hợp trong toán học ▪ Các đối tượng con đôi một khác nhau: nếu đưa các đối tượng giống nhau vào tập hợp, Python sẽ chỉ giữ lại một ▪ Không có tính thứ tự: không thể truy cập đến phần tử con thông qua hệ thống chỉ mục ▪ Không phải dữ liệu nào cũng đưa được vào tập hợp: dữ liệu con bắt buộc phải là dạng bất biến (immutable) ▪ Thêm: Python sử dụng cấu trúc dữ liệu bảng băm (hashtable) cho tập hợp, đây chính là lý do dữ liệu con phải bất biến để tránh việc dữ liệu bị thay đổi một cách bất lường TRƯƠNG XUÂN NAM 6
7. Khởi tạo ▪ Tương tự như danh sách và hàng, khởi tạo tập hợp đơn giản nhất bằng cách liệt kê các phần tử con: ▪ Đặt trong cặp ngoặc nhọn {} ▪ Ngăn cách bởi phẩy ▪ Chú ý: cách này không dùng để khởi tạo tập rỗng (hãy thử xem) >>> basket = {'apple', 'orange', 'apple', 'pear'} >>> print(basket) {'orange', 'pear', 'apple'} # xóa phần tử trùng nhau ▪ Tạo tập hợp bằng hàm tạo hoặc các phép toán tập hợp s1 = set([1, 2, 3, 4]) # {1, 2, 3, 4} – copy từ list s2 = set((1, 1, 1)) # {1} – copy từ tuple, bỏ lặp s3 = s1 – s2 # {2, 3, 4} – hiệu của hai tập s4 = set(range(1, 100)) # {1, 2, 3, , 98, 99} s5 = set() # {} – tập rỗng TRƯƠNG XUÂN NAM 7
8. Khởi tạo ▪ Tập hợp cũng có thể khởi bằng bộ suy diễn tập hợp (set comprehension), cú pháp tương tự như danh sách ▪ Dạng thông dụng nhất: lặp ▪ { for in } ▪ { x for x in 'abracadabra' } ▪ Dạng phức tạp hơn: lặp và điều kiện ▪ { for in if } ▪ { x for x in 'abracadabra' if x not in 'abc' } ▪ Dạng phức tạp hơn nữa: lặp và điều kiện rẽ nhánh ▪ Trường hợp này phải kết hợp lặp và phép toán if (không dùng rẽ nhánh if được) ▪ { if else for in } ▪ { '?' if x in 'abc' else x for x in 'abracadabra' } TRƯƠNG XUÂN NAM 8
9. Khởi tạo ▪ Bộ suy diễn tập hợp đôi khi khá phức tạp ▪ Ví dụ: tạo tập hợp chứa mọi hoán vị của chuỗi ‘abc’ s = { x + y + z for x in 'abc' for y in 'abc' for z in 'abc' if x != y != z != x } ▪ Set không thể chứa những đối tượng mutable (có thể bị thay đổi), mặc dù chính set lại có thể thay đổi a = set(([1,2], [2,3])) # lỗi a = set(((1,2), (2,3))) # {(1, 2), (2, 3)} a.add("abc") # {(1, 2), "abc", (2, 3)} TRƯƠNG XUÂN NAM 9
10. Các phép toán trên set STT Tên Kí hiệu Giải thích Minh họa 1 Phép giao & Lấy phần chung của hai tập 2 Phép hợp | Lấy phần gộp của hai tập 3 Phép hiệu - Lấy phần riêng của một tập 4 Phép loại ^ Lấy phần khác (loại bỏ phần chung) 5 Kiểm tra tồn in Trả về True nếu phần tử tại nằm trong tập hợp 6 Kiểm tra not in Trả về True nếu phần tử không thuộc không thuộc tập hợp TRƯƠNG XUÂN NAM 10
11. Các phép toán trên set STT Tên Kí hiệu Giải thích 7 So sánh “bằng” == Trả về True nếu hai tập giống nhau 8 So sánh “khác” != Trả về True nếu có ít nhất một phần tử thuộc tập này mà không thuộc tập kia 9 So sánh “lớn hơn” > Trả về True nếu mọi phần tử của tập thứ hai đều có trong tập thứ nhất và có ít nhất một phần tử thuộc tập thứ nhất không xuất hiện trong tập thứ hai 10 So sánh “lớn hơn >= Trả về True nếu tập thứ nhất bằng hoặc lớn hơn hoặc bằng” tập thứ hai 11 So sánh “nhỏ hơn” < Trả về True nếu mọi phần tử thuộc tập thứ nhất đều có trong tập thứ hai và có ít nhất một phần tử thuộc tập thứ hai không xuất hiện trong tập thứ nhất 12 So sánh “nhỏ hơn <= Trả về True nếu tập thứ nhất bằng hoặc nhỏ hoặc bằng” hơn tập thứ hai TRƯƠNG XUÂN NAM 11
12. Các phép toán trên set a = set('abracadabra') # {'d', 'r', 'c', 'b', 'a'} b = set('alacazam') # {'z', 'c', 'm', 'l', 'a'} # Phép Hiệu: thuộc a nhưng không thuộc b print(a – b) # {'r', 'd', 'b'} # Phép Hợp: thuộc a hoặc b # {'a', 'c', 'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'} print(a | b) # Phép Giao: thuộc cả a và b print(a & b) # {'a', 'c'} # Phép Xor: thuộc hoặc a, hoặc b nhưng không phải cả 2 # {'r', 'd', 'b', 'm', 'z', 'l'} print(a ^ b) TRƯƠNG XUÂN NAM 12
13. Duyệt các phần tử của tập hợp ▪ Cách đơn giản nhất là duyệt bằng vòng for a = { 10, 2, 3, 1, 3, 2, 10 } for e in a: print(e) ▪ Cẩn thận: thứ tự in kết quả của vòng for không nhất thiết phải theo thứ tự các phần tử đưa vào tập hợp ▪ Trường hợp cần duyệt theo chỉ mục, sử dụng kết hợp với hàm enumerate: a = { 10, 2, 3, 1, 3, 2, 10 } for index, value in enumerate(a): print(index, value) TRƯƠNG XUÂN NAM 13
14. Các phương thức của set ▪ Một số phương thức thường hay sử dụng ▪ add(e): thêm e vào tập hợp ▪ clear(): xóa mọi phần tử trong tập hợp ▪ copy(): tạo một bản sao của tập hợp ▪ difference(x): tương đương với phép trừ đi x ▪ difference_update(x): loại bỏ những phần tử trong x khỏi tập (cập nhật vào tập hiện tại) ▪ discard(e): bỏ e khỏi tập ▪ intersection(x): tương đương với phép giao với x ▪ intersection_update(x): tương đương với phép giao với x (cập nhật vào tập hiện tại) TRƯƠNG XUÂN NAM 14
15. Các phương thức của set ▪ Một số phương thức thường hay sử dụng ▪ isdisjoint(x): trả về True nếu tập không có phần chung nào với x ▪ issubset(x): trả về True nếu tập là con của x, tương đương với phép so sánh =x ▪ pop(): lấy một phần tử ra khỏi tập (không biết trước) ▪ remove(e): bỏ e khỏi tập, báo lỗi nếu không tìm thấy e ▪ symmetric_difference(x): tương đương với phép ^x ▪ symmetric_difference_update(x): tương đương với phép ^x (cập nhật vào tập hiện tại) ▪ union(x): tương đương với phép hợp với x ▪ update(x): đưa các phần tử của tập x vào tập hiện tại TRƯƠNG XUÂN NAM 15
16. Phần 2 Frozenset (tập hợp tĩnh) TRƯƠNG XUÂN NAM 16
17. Frozenset (tập tĩnh) ▪ Frozenset giống set, nhưng không thể bị thay đổi b = frozenset(((1,2), (2,3))) # {(1, 2), (2, 3)} b.add("abc") # lỗi ▪ Sự khác biệt giữa tập tĩnh và tập hợp: ▪ Tập tĩnh là kiểu bất biến, tập hợp là kiểu khả biến (dù các thành phần của nó phải là bất biến) ▪ Tập tĩnh thường nhanh và ít tốn bộ nhớ hơn tập hợp ▪ Tập tĩnh không sử dụng được các phương thức thay đổi nội dung như add() hoặc remove() ▪ Tập tĩnh vẫn hỗ trợ các phép toán của kiểu tập hợp (giao, hợp, hiệu, ) ▪ Tập tĩnh vẫn hỗ trợ các phép so sánh với tập hợp ▪ Tập tĩnh có thể dùng làm khóa cho dữ liệu từ điển (học sau) TRƯƠNG XUÂN NAM 17
18. Phần 3 Bài tập TRƯƠNG XUÂN NAM 18
19. Bài tập TRƯƠNG XUÂN NAM 19
20. Bài tập TRƯƠNG XUÂN NAM 20
21. Bài tập TRƯƠNG XUÂN NAM 21