Lógica de Programação - Aula 08 - Estruturas de Dados em Python

Lógica e Programação Aula 08 Profa Silvia Maria Wanderley Moraes O que você vai aprender nessa aula Programas Estruturas de Dados Organização desta aula Parte 1 Estruturas de Dados introdução Parte 2 Listas e mais operações Parte 3 Listas de tuplas Parte 4 Arquivos Parte 5 List comprehensions e Listas aninhadas O que você vai precisar para acompanhar essa aula Bibliografia básica Livro sobre algoritmos Livro sobre programação em Python Visual Studio Code Google Colaboratory ambiente online Programas Estruturas de Dados Parte 1 Estruturas de Dados introdução Parte 1 Estruturas de Dados O que vamos estudar O que são estruturas de dados Para que servem Estruturas de Dados em python listas tuplas sets e dicionários Exemplos e exercícios Relembrando o que já vimos Programa puramente sequencial Relembrando o que já vimos Programa com seleção Relembrando o que já vimos Programa com repetição Relembrando o que já vimos Programa com funções Conceito A escolha correta da estrutura de dados para cada problema proporciona Facilidade para manipular os dados Ganho em desempenho Estrutura de Dados corresponde a forma como armazenamos e organizamos os dados em nossos programas Conceito Estrutura de Dados corresponde a forma como armazenamos e organizamos os dados em nossos programas A forma de organização e as operações que podem ser realizadas sobre os dados definem os tipos dessas estruturas Em Python podem ser Listas Tuplas Sets ou Dicionários Conceito Estrutura de Dados corresponde a forma como armazenamos e organizamos os dados em nossos programas A forma de organização e as operações que podem ser realizadas sobre os dados definem os tipos dessas estruturas Em Python podem ser Listas Tuplas Sets ou Dicionários Conceito Estrutura de Dados corresponde a forma como armazenamos e organizamos os dados em nossos programas A forma de organização e as operações que podem ser realizadas sobre os dados definem os tipos dessas estruturas Em Python podem ser Listas Tuplas Sets ou Dicionários Conceito Lista estrutura de dados linear composta de itens organizados em sequência Muito usada Pode conter itens de tipos diferentes É representada entre e seus itens são separados por vírgula Conceito Lista estrutura de dados linear composta de itens organizados em sequência Muito usada Pode conter itens de tipos diferentes É representada entre e seus itens são separados por vírgula Conceito Os itens de uma lista podem ser acessados por meio de seus índices posições variavellistaindice Índices 0 1 2 3 4 Cuidado Operações com Listas Como percorrer uma lista 1234 Como percorrer uma lista 1234 Como percorrer uma lista 1234 Como percorrer uma lista 1234 Como percorrer uma lista Com for lista3 123abacaximorango for item in lista3 printitem 1 2 3 abacaxi lista2 o menino jogouabola for item in lista2 printitem o menino jogou a bola Como percorrer uma lista Com while Operação len devolve a quantidade de elementos de uma lista Como concatenar duas listas 1234 abcdef 1234 abcdef Como concatenar duas listas Operação permite a concatenação de duas listas Como repetir os elementos de uma lista 1234 1234 1234 1234 Como repetir os elementos de uma lista Operação permite repetir os elementos de uma lista lista valor inteiro Indica a quantidade Como verificar se um elemento está a lista 1234 1234 1234 10 está 4 está 1234 1234 1234 Operação in devolve True se o elemento estiver na lista e False em caso contrário valor in lista Como verificar se um elemento está a lista Como acrescentar elementos na lista 1234 Incluir 10 em 123410 Como acrescentar elementos na lista Operação append insere item no final da lista listaappendvalor Como acrescentar elementos na lista Operação append insere item no final da lista listaappendvalor Como acrescentar elementos na lista Operação insert insere em qualquer posição listainsertposicaovalor Como acrescentar elementos na lista Operação insert insere em qualquer posição listainsertposicaovalor Como excluir elementos da lista 1234 Excluir 1 de 234 Como excluir elementos da lista Operação pop exclui um elemento da lista de acordo com a sua posicao listapop listapopposicao Como excluir elementos da lista Operação pop exclui um elemento da lista de acordo com a sua posicao listapop listapopposicao Cuidado Como excluir elementos da lista Operação remove exclui um elemento da lista pelo valor listaremoveit em Cuidado não aplicar em lista vazia Exemplo Crie uma lista com 30 valores inteiros Gere a lista com valores aleatorios entre 1 e 500 A seguir implemente um programa que varre a lista calcula e exibe a O maior valor da lista b A quantidade de pares Exemplos import random lista lista vazia for i in range130 listaappendrandomrandint1500 printlista maior lista0 pares 0 for num in lista if nummaior maior num if num20 pares pares 1 printMaior maior printQuantidade de pares pares Exemplo Solução Saida Exemplo Resumo do que vimos até agora Revisitamos o que foi visto em aulas anteriores Introdução a estruturas de dados Listas e operações sobre listas Programas Estruturas de Dados Parte 2 Estruturas de Dados listas e operações Relembrando o conteúdo do vídeo anterior O que já estudamos Introdução a estruturas de dados Listas e algumas operações Exemplos Parte 2 Estruturas de Dados O que vamos estudar Continuaremos a ver operações com listas Exemplos e exercícios Mais operações em Listas count sum max min sort reverse Como contamos as ocorrências de um mesmo símbolo na lista aabbcaabaaacb Quantos a tem na lista Como contamos as ocorrências de um mesmo símbolo na lista aabbcaabaaacb Quantos a tem na lista Como somar os elementos de uma lista 125412692 Como somar os elementos de uma lista 125412692 Como encontrar o menor e o maior valor da lista 1250412692 Como encontrar o menor e o maior valor da lista 1250412692 Como ordenar uma lista 1250412692 Como ordenar uma lista 1250412692 lista cabaab listasort printordem crescente lista listareverse printordem decrescente lista ordem crescente a a a b b c ordem decrescente c b b a a a lista bananauvaabacaxiameixa listasort printordem crescente lista listareverse printordem decrescente lista ordem crescente abacaxi ameixa banana uva ordem decrescente uva banana ameixa abacaxi Exemplo Defina uma lista com as notas de 15 alunos O programa deve contar e escrever quantos alunos estão acima da média na média abaixo da média Escrever também a maior e menor nota import random lista lista vazia for i in range115 listaappendrandomrandint110010 printNotas lista media sumlistalenlista printMedia media acima 0 abaixo 0 for nota in lista if notamedia acima acima 1 if notamedia abaixo abaixo 1 printQuantidade de notas acima da media acima printQuantidade de notas abaixo da media abaixo printQuantidade de notas iguais a media listacountmedia printMaior nota maxlista printMenor nota minlista Notas 19 38 45 07 46 88 93 10 48 44 12 74 71 54 Media 4635714285714285 Quantidade de notas acima da media 6 Quantidade de notas abaixo da media 8 Quantidade de notas iguais a media 0 Maior nota 93 Menor nota 07 Dinâmica Exercício 1 Construa um programa que gera uma lista com as avaliações de 25 pessoas Cada pessoa avaliou a gestão do prefeito de uma cidade com notas de 5 a 1 onde 5 corresponde a Excelente 4 a Bom 3 a Regular 2 a Ruim e 1 a Péssimo Seu programa deve calcular e escrever A quantidade de votos em cada conceito import random lista lista vazia for i in range125 listaappendrandomrandint16 printNotas lista conceito quantidade conceitoappendExcelente quantidadeappendlistacount5 conceitoappendBom quantidadeappendlistacount4 conceitoappendRegular quantidadeappendlistacount3 conceitoappendRuim quantidadeappendlistacount2 conceitoappendPessimo quantidadeappendlistacount1 maiorQuantidade quantidade0 maiorConceito conceito0 for i in range05 printconceitoi quantidadei if quantidadei maiorQuantidade maiorQuantidade quantidadei maiorConceito conceitoi printConceito mais votado maiorConceito printRecebeu maiorQuantidade votos import random lista lista vazia for i in range125 listaappendrandomrandint16 printNotas lista conceito quantidade Notas 5 5 2 5 4 5 3 4 4 4 1 4 3 4 5 3 6 2 5 5 5 2 2 4 Excelente 8 Bom 7 Regular 3 Ruim 4 Pessimo 1 Conceito mais votado Excelente Recebeu 8 votos maiorQuantidade quantidade0 maiorConceito conceito0 for i in range05 printconceitoi quantidadei if quantidadei maiorQuantidade maiorQuantidade quantidadei maiorConceito conceitoi printConceito mais votado maiorConceito printRecebeu maiorQuantidade votos Dinâmica Exercício 2 Defina uma lista com a idade de 20 pessoas Seu programa deve calcular e escrever média de idade maior e menor idade Dinâmica Exercício 3 Elabore um programa que gera uma lista com 30 valores inteiros cria e escreve uma outra lista com os 10 maiores Resumo do que vimos até agora Introdução a estruturas de dados Listas e operações sobre listas Programas Estruturas de Dados Parte 3 Estruturas de Dados listas de tuplas Relembrando o conteúdo do vídeo anterior O que já estudamos Introdução a estruturas de dados Listas e algumas operações Exemplos Parte 3 Estruturas de Dados O que vamos estudar Estruturas de Dados tuplas e listas de tuplas Exemplos e exercícios Conceito Estrutura de Dados corresponde a forma como armazenamos e organizamos os dados em nossos programas A forma de organização e as operações que podem ser realizadas sobre os dados definem os tipos dessas estruturas Em Python podem ser Listas Tuplas Sets ou Dicionários Conceito Tupla estrutura de dados usada para representar uma sequencia de itens registros Registros mantem dados relacionados É imutável e é representada entre e seus itens são separados por vírgula Conceito Tupla estrutura de dados usada para representar uma sequencia de itens registros Registros mantem dados relacionados É imutável e é representada entre e seus itens são separados por vírgula Lucas100 Vitor 130 Conceito Tupla estrutura de dados usada para representar uma sequencia de itens registros Registros mantem dados relacionados É imutável e é representada entre e seus itens são separados por vírgula Lucas100 Vitor 130 Lucas100 Vitor 130 100 Pedro90 101 Maria 95 Conceito Tupla estrutura de dados usada para representar uma sequencia de itens registros Registros mantem dados relacionados Usada em listas Vitor100Lucas130Luiza200Marta 80 Lista de tuplas Como acessar os elementos de uma tupla 0 1 2 3 a b c d Como acessar os elementos de uma tupla 0 1 2 3 a b c d Como acessar os elementos de uma tupla 0 1 2 3 a b c d Exemplo Uma empresa de estatística analisou os 5 melhores jogadores de uma liga profissional de basquete e registrou os pontos assistências e rebotes de cada um Para isso crie uma lista de tuplas onde cada tupla é da forma nome do jogador pontos assistência rebotes Ao final o programa deve percorrer a lista e informar a tupla do jogador que tem as melhores estatísticas pontosassistênciasrebotes3 jogadores cont 1 while cont3 printCont cont nome inputInforme o nome do jogador pontos intinputQuantos pontos ele fez assistencias intinputQuantas assistencias ele fez rebotes intinputQuantos rebotes ele pegou jogadoresappendnomepontosassistenciasrebotes cont cont 1 printjogadores Cont 1 Informe o nome do jogador João Quantos pontos ele fez 50 Quantas assistencias ele fez 4 Quantos rebotes ele pegou 13 Cont 2 Informe o nome do jogador Maria Quantos pontos ele fez 78 Quantas assistencias ele fez 23 Quantos rebotes ele pegou 38 Cont 3 Informe o nome do jogador Carlos Quantos pontos ele fez 45 Quantas assistencias ele fez 12 Quantos rebotes ele pegou 10 João 50 4 13 Maria 78 23 38 Carlos 45 12 10 Exemplo Solução jogadores João 50 4 13 Maria 78 23 38 Carlos 45 12 8 estatisticas for dados in jogadores soma0 for i in range14 soma soma dadosi media soma3 estatisticasappenddados0media printestatisticas melhor estatisticas0 for item in estatisticas if item1melhor1 melhor item printMelhor jogador melhor João 22333333333333332 Maria 46333333333333336 Carlos 21666666666666668 Melhor jogador Maria 46333333333333336 Dinâmica Exercício 1 Foram vendidas 50 peças de roupa De cada peça foram coletados os seguintes dados tamanho PM ou G e cor branco preto ou azul O programa deve ler os dados das peças de roupas e organizálos em uma lista de tuplas onde cada tupla é da forma tamanho cor O programa deve ainda calcular e escrever o tamanho que mais vendeu a quantidade de peças de tamanho M que foram vendidas e a cor preferida pelos clientes Resumo do que vimos até agora Estruturas de dados listas e tuplas Exemplos de listas Exemplos de listas de tuplas Programas Estruturas de Dados Parte 4 Arquivos Relembrando o conteúdo do vídeo anterior O que já estudamos Introdução a estruturas de dados Listas e algumas operações Tuplas Listas de tuplas Parte 4 Estruturas de Dados O que vamos estudar Arquivos listas e listas de tuplas Exemplos e exercícios Introdução a arquivos Trabalhamos até o momento apenas com dados em memória principal Vamos aprender a trabalhar co m arquivos em disco memória auxiliar Nosso próximo assunto são Arquivos Conceito Arquivo Mantém dados de forma permanente em disco Os dados serão mantidos em formato de texto Operações básicas Abrir um arquivo Fechar um arquivo Ler um arquivo trazer dados do disco para memória principal Gravar em um arquivo gravar os dados em memória principal em disco Introdução a arquivos Abrir Os arquivos devem ser abertos para serem manipulados Podem ser abertos para Leitura Escrita Alteração Introdução a arquivos Abrir nomeArquivo nome do arquivo em disco local default pasta em que está o programa propósito r leitura w gravação a alteração append acrescenta ao final Introdução a arquivos Abrir para ler É necessário Abrir para leitura instrução open com o nome do arquivo e o parâmetro r read Pecorrer com a instrução for A instrução trará na variável especificada cada linha do arquivo texto Uma de cada vez Introdução a arquivos Devese fechar o arquivo sempre que o abrir Introdução a arquivos Abrir para ler É necessário Abrir para leitura instrução open com o nome do arquivo e o parâmetro r read Percorrer com a instrução for A instrução trará na variável especificada cada linha do arquivo texto Uma de cada vez arq openplantairisdata r for linha in arq printlinha arqclose 56284920Irisvirginica 77286720Irisvirginica 63274918Irisvirginica 67335721Irisvirginica Introdução a arquivos Abrir para ler Se os dados no arquivo estiverem dispostos lado a lado por algum separador espaço vírgula pontoevírgula etc será necessário usar a instrução split split é usado em strings devolve uma lista com os segmentos da string Sintaxe variavel variavelStringsplitseparador Introdução a arquivos arq openplantairisdata r for linha in arq valores linhasplit printvalores arqclose 58 26 40 12 Irisversicolor 50 23 33 10 Irisversicolor 56 27 42 13 Irisversicolor Introdução a arquivos Abrir para gravar No caso da gravação é necessário usar a instrução write Sintaxe variavelArquivowriteitem item deve ser string Introdução a arquivos Abrir para gravar No caso da gravação é necessário usar a instrução write Sintaxe variavelArquivowriteitem item deve ser string refarquivo open dadostxt w cont1 while cont 3 nome inputInforme o nome refarquivowritenome cont cont 1 refarquivoclose Informe o nome joao Informe o nome pedro Informe o nome silvia Introdução a arquivos Abrir para gravar No caso da gravação é necessário usar a instrução write Sintaxe variavelArquivowriteitem item deve ser string refarquivo open dadostxt w cont1 while cont 3 nome inputInforme o nome refarquivowritenome cont cont 1 refarquivoclose Informe o nome joao Informe o nome pedro Informe o nome silvia dadostxt 1 joao 2 pedro 3 silvia 4 Introdução a arquivos Abrir para gravar ao final No caso da gravação é necessário usar a instrução write SintaxevariavelArquivowriteitem item deve ser string Introdução a arquivos Abrir para gravar ao final No caso da gravação é necessário usar a instrução write SintaxevariavelArquivowriteitem item deve ser string refarquivo opendadostxta cont1 while cont 3 nome inputInforme o nome refarquivowritenome cont cont 1 refarquivoclose Informe o nome maria Informe o nome lucas Informe o nome vitor Introdução a arquivos Abrir para gravar ao final No caso da gravação é necessário usar a instrução write SintaxevariavelArquivowriteitem item deve ser string refarquivo opendadostxta cont1 while cont 3 nome inputInforme o nome refarquivowritenome cont cont 1 refarquivoclose Informe o nome maria Informe o nome lucas Informe o nome vitor dadostxt 1 joao 2 pedro 3 silvia 4 maria 5 lucas 6 vitor 7 Introdução a arquivos Os dados gravados em um arquivo texto são do tipo string Mesmo que antes não fossem após a gravação tornamse caracteres Para processálos ao recuperar esses dados do arquivo é necessário Colocálos em listas ou listas de tuplas Em caso de cálculos convertêlos para float ou int Introdução a arquivos arq openplantairisdata r dados for linha in arq valores linhasplit printvalores tupla floatvalores0 floatvalores1 dadosappendtupla arqclose printdados 51 35 49 30 47 32 46 31 5 Introdução a arquivos arq openplantairisdata r dados for linha in arq valores linhasplit printvalores ultima valores41 tupla floatvalores0 floatvalores1 floatvalores2 floatvalores3 ultima printtupla dadosappendtupla arqclose printdados Introdução a arquivos arq openplantairisdata r dados for linha in arq valores linhasplit printvalores ultima valores41 tupla floatvalores0 floatvalores1 floatvalores2 floatvalores3 ultima printtupla dadosappendtupla arqclose printdados Exemplo Crie o arquivo alturastxt com o nome e altura de 5 pessoas cujos dados foram informados via teclado A seguir abra o arquivo criado leia os dados e informe média de altura nome da pessoa mais alta Exemplo arquivo openalturastxt w cont1 while cont5 nome inputInforme o nome altura floatinputInforme a altura arquivowritenome straltura cont cont 1 arquivoclose Informe o nome Lucas Informe a altura 178 Informe o nome Marcelo Informe a altura 189 Informe o nome Vitor Informe a altura 192 Informe o nome SIlvia Informe a altura 163 Informe o nome Carlos Informe a altura 160 alturastxt 1 Lucas 178 2 Marcelo 189 3 Vitor 192 4 Silvia 163 5 Carlos 16 6 Exemplo lista soma 0 nomeAlto alturaAlto 0 arquivo openalturastxt r for linha in arquivo saida linha1split altura floatsaida1 nome saida0 dados nome altura soma soma altura if altura alturaAlto alturaAlto altura nomeAlto nome listaappenddados arquivoclose printlista printMedia somalenlista printNome do mais alto nomeAlto alturastxt 1 Lucas 178 2 Marcelo 189 3 Vitor 192 4 Silvia 163 5 Carlos 16 6 Exemplo lista soma 0 nomeAlto alturaAlto 0 arquivo openalturastxt r for linha in arquivo saida linha1split altura floatsaida1 nome saida0 dados nome altura soma soma altura listaappenddados arquivoclose printlista printMedia somalenlista printNome do mais alto nomeAlto Media 1764 Nome do mais alto Vitor Resumo do que vimos até agora Estruturas de dados listas e tuplas Exemplos de listas Exemplos de listas de tuplas Arquivos Programas Estruturas de Dados Parte 5 Listas aninhadas Relembrando o conteúdo do vídeo anterior O que já estudamos Introdução a estruturas de dados Listas e algumas operações Tuplas Listas de tuplas Arquivos Parte 5 Estruturas de Dados O que vamos estudar List comprehensions ou Abrangência de Listas Lista aninhadas Exemplos e exercícios Resumo do que vimos até agora Estruturas de dados listas e tuplas Exemplos de listas Exemplos de listas de tuplas Arquivos Conceito List comprehension ou abrangência de listas é uma maneira compacta de se criar listas A forma geral para obter esse efeito é expressão for item in sequência if condição Conceito expressão for item in sequência if condição Conceito Listas aninhadas são listas cujos elementos são outras listas Exemplo 0 1 2 0 1 2 4 1 2 3 5 2 3 4 5 linha coluna Escrevendo a matriz Exemplo 0 1 2 0 1 2 4 1 2 3 5 2 3 4 5 linha coluna Somando os elementos Exemplo 0 1 2 0 1 2 4 1 2 3 5 2 3 4 5 linha coluna Somando uma linha Exemplo 0 1 2 0 1 2 4 1 2 3 5 2 3 4 5 linha coluna Somando uma coluna Exemplo 0 1 2 0 1 2 4 1 2 3 5 2 3 4 5 linha coluna Somando a diagonal principal Exemplo 0 1 2 0 1 2 4 1 2 3 5 2 3 4 5 linha coluna Somando a diagonal secundaria Exemplo 0 1 2 0 1 2 4 1 2 3 5 2 3 4 5 linha coluna Trocando linhas Exemplo 0 1 2 0 1 2 4 1 2 3 5 2 3 4 5 linha coluna Trocando colunas Exemplo 0 1 2 0 1 2 4 1 2 3 5 2 3 4 5 linha coluna Totalizando cada linha Exemplo 0 1 2 0 1 2 4 1 2 3 5 2 3 4 5 linha coluna Totalizando cada coluna Exemplo Gerando uma matriz randômica Dinâmica Exercício Faça um programa que leia frases e as armazena em uma lista A seguir segmente cada frase em palavras armazenando os tokens em uma lista de lista Dinâmica frases Um banco de dados é uma coleção organizada de informações SQL é uma linguagem de programação usada em bancos de dados relacionais Um NoSQL ou banco de dados não relacional permite que dados não estruturados sejam manipulados for sentenca in frases printsentenca Tokenização segmentação em palavras Lista de lista tokens for sentenca in frases tokensappendsentencasplit for sentenca in tokens printPalavras da sentença sentenca for palavra in sentenca printpalavra Resumo do que vimos até agora Estruturas de dados listas e tuplas Exemplos de listas Exemplos de listas de tuplas Arquivos Listas aninhadas Checkpoint 1 Considere o trecho de código lista 1 banco 12 13 12 True printlenlista O que ele imprime na tela A 7 B 6 C 5 D 2 E 1 Considere o trecho de código lista 1 banco 12 13 12 True printlenlista O que ele imprime na tela A 7 B 6 C 5 D 2 E 1 Checkpoint 2 Considere o trecho de código O que ele imprime na tela A aaa B aaa C aaaaaa D aaaaaa E aaaaaa lista1 123 lista2 for num in lista1 temp while num0 num num 1 tempappenda lista2appendtemp printlista2 1 num lista1 123 lista2 for num in lista1 temp while num0 num num 1 tempappenda lista2appendtemp printlista2 1 a num temp lista1 123 lista2 for num in lista1 temp while num0 num num 1 tempappenda lista2appendtemp printlista2 1 num a temp lista2 a lista1 123 lista2 for num in lista1 temp while num0 num num 1 tempappenda lista2appendtemp printlista2 1 a temp 2 num lista2 a lista1 123 lista2 for num in lista1 temp while num0 num num 1 tempappenda lista2appendtemp printlista2 1 a 2 num a temp lista2 a lista1 123 lista2 for num in lista1 temp while num0 num num 1 tempappenda lista2appendtemp printlista2 lista1 123 lista2 for num in lista1 temp while num0 num num 1 tempappenda lista2appendtemp printlista2 lista1 123 lista2 for num in lista1 temp while num0 num num 1 tempappenda lista2appendtemp printlista2 lista1 123 lista2 for num in lista1 temp while num0 num num 1 tempappenda lista2appendtemp printlista2 1 a 2 a 1 a a 3 temp num lista2 a a a lista1 123 lista2 for num in lista1 temp while num0 num num 1 tempappenda lista2appendtemp printlista2 1 a 2 a 1 a a 3 a num temp lista2 a a a lista1 123 lista2 for num in lista1 temp while num0 num num 1 tempappenda lista2appendtemp printlista2 1 a 2 a 1 a a 3 a 2 temp num lista2 a a a lista1 123 lista2 for num in lista1 temp while num0 num num 1 tempappenda lista2appendtemp printlista2 1 a 2 a 1 a a 3 a 2 a a lista2 a a a lista1 123 lista2 for num in lista1 temp while num0 num num 1 tempappenda lista2appendtemp printlista2 1 a 2 a 1 a a 3 a 2 a a 1 lista2 a a a lista1 123 lista2 for num in lista1 temp while num0 num num 1 tempappenda lista2appendtemp printlista2 1 a 2 a 1 a a 3 a 2 a a 1 a a a lista2 a a a lista1 123 lista2 for num in lista1 temp while num0 num num 1 tempappenda lista2appendtemp printlista2 1 a 2 a 1 a a 3 a 2 a a 1 a a a a a a a a a Considere o trecho de código O que ele imprime na tela A aaa B aaa C aaaaaa D aaaaaa E aaaaaa