Python のデータ構造

# タプル：あとから変えられない組

hito = (170, 62)             # 身長と体重を 1 組にする
print(hito)
print(hito[0], hito[1])      # 取り出し方はリストと同じ
print(len(hito))

shincho, taiju = hito        # 2 つの変数へ一度に取り出せる
print(shincho, "cm", taiju, "kg")

# hito[0] = 180              # ← # を外すと TypeError（変えられない）
# hito.append(3)             # ← これもできない

# 変わらないので，辞書のキーにできる
basho = {(0, 0): "まんなか", (100, 50): "右上"}
print(basho[(0, 0)])
print(basho[(100, 50)])

# dame = {[0, 0]: "むり"}    # ← リストはキーにできない（変わってしまうから）

# リストとタプルは行き来できる
print(list(hito))
print(tuple([1, 2, 3]))

# 集合：重複が消えて，順番が無い

kotae = ["いぬ", "ねこ", "いぬ", "うさぎ", "ねこ", "いぬ"]

shurui = set(kotae)          # リストから集合を作る
print(len(kotae), "個の答えのうち，種類は", len(shurui), "種類")
print(sorted(shurui))        # 順番が無いので，並べて表示すると読みやすい

print("ねこ" in shurui)       # 入っているかを調べるのが得意
print("とり" in shurui)

a = {1, 2, 3, 4}
b = {3, 4, 5}
print(sorted(a | b))         # 和集合：どちらかにあるもの
print(sorted(a & b))         # 積集合：両方にあるもの
print(sorted(a - b))         # 差集合：a にだけあるもの

a = [3, 1, 4]

a.append(9)          # 末尾に足す
a.insert(1, 7)       # 1 番目に割り込ませる
print(a)

x = a.pop()          # 末尾を取り出して取り除く
y = a.pop(0)         # 0 番目を取り出して取り除く
print("取り出した：", x, y)
print(a)

a.remove(7)          # 「値が 7 のもの」を取り除く
print(a)

a.extend([8, 8, 2])  # まとめて足す
print(a)

print("8 は", a.index(8), "番目")
print("8 は", a.count(8), "個")

a.sort()
print("小さい順：", a)
a.reverse()
print("逆順　　：", a)

ten = {"あかり": 78, "けんた": 92, "ゆうき": 61}

print(list(ten.keys()))      # キーだけ
print(list(ten.values()))    # 値だけ
print(list(ten.items()))     # 組（タプル）の並び

for namae, t in ten.items():
    print(namae, "は", t, "点")

print(ten.get("あかり"))      # ある → 値
print(ten.get("みさき"))      # 無い → None
print(ten.get("みさき", 0))   # 無い → 0

print("合計", sum(ten.values()))
print("平均", sum(ten.values()) / len(ten))
print("最高", max(ten.values()))

s = {"りんご", "みかん"}

s.add("すいか")
s.add("りんご")              # すでにある．増えない
print(sorted(s), len(s))

s.discard("なし")            # 無い．エラーにもならない
s.discard("みかん")
print(sorted(s))

a = {"りんご", "みかん", "すいか"}
b = {"みかん", "いちご"}

print(sorted(a.union(b)))          # a | b と同じ
print(sorted(a.intersection(b)))   # a & b と同じ
print(sorted(a.difference(b)))     # a - b と同じ

# 「何ができるの？」「どう書くの？」をプログラムに聞く

a = [1, 2, 3]
print(type(a))

# dir() … できることの一覧．_ で始まるものは内部用なので読み飛ばす
for namae in dir(a):
    if not namae.startswith("_"):
        print(namae, end=" ")
print()

print("---")

help(list.insert)

ten = [72, 95, 61, 88, 40]

print("個数", len(ten))
print("合計", sum(ten))
print("平均", sum(ten) / len(ten))
print("最高", max(ten), " 最低", min(ten))

# any / all は「条件のリスト」に対して使う
gokaku = []
for t in ten:
    gokaku.append(t >= 60)
print(gokaku)
print("1 人でも合格した？", any(gokaku))
print("全員合格した？　", all(gokaku))

print("---")

# enumerate：番号と中身を同時に取り出す
for i, t in enumerate(ten):
    print(i, "番目は", t, "点")

print("---")

# zip：2 つのリストを同じ位置どうしで組にする
namae = ["あかり", "けんた", "ゆうき", "みさき", "そうた"]
for n, t in zip(namae, ten):
    print(n, t)

# zip で辞書を作ることもできる
print(dict(zip(namae, ten)))

a = [10, 20, 30, 40, 50, 60]

print(a[1:4])      # 1 番目から 4 番目の手前まで
print(a[:3])       # 先頭から
print(a[3:])       # 最後まで
print(a[-2:])      # うしろから 2 個
print(a[::2])      # 1 つおき
print(a[::-1])     # 逆順
print(a[:])        # 全部

print("---")

# 文字列にも同じように使える
s = "たーとるぐらふぃっくす"
print(s[0:3])
print(s[-4:])
print(s[::-1])

print("---")

# コピーと「同じものの別名」の違い
b = a[:]           # コピー．b を変えても a は変わらない
b[0] = 999
print("a[0] =", a[0], " b[0] =", b[0])

c = a              # これは同じものに別の名前を付けただけ
c[0] = 777
print("a[0] =", a[0], " c[0] =", c[0])

masu = [
    [1, 2, 3],
    [4, 5, 6],
]

masu = [
    [1, 2, 3, 4],
    [5, 6, 7, 8],
    [9, 10, 11, 12],
]

print("行の数", len(masu))
print("列の数", len(masu[0]))
print("2 行目 3 列目は", masu[1][2])

# 行ごとに表示する
for gyo in masu:
    print(gyo)

print("---")

# 1 マスずつたどる
gokei = 0
for y in range(len(masu)):
    for x in range(len(masu[y])):
        gokei = gokei + masu[y][x]
print("全部の合計は", gokei)

# 行ごとの合計・列ごとの最大値
for y in range(len(masu)):
    print(y, "行目の合計", sum(masu[y]))

from turtle import *

ht()
speed(0)

# 0 は何も描かない，1 は色を塗る
e = [
    [0, 0, 1, 1, 1, 0, 0],
    [0, 1, 1, 1, 1, 1, 0],
    [1, 1, 0, 1, 0, 1, 1],
    [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1],
    [1, 0, 1, 1, 1, 0, 1],
    [1, 0, 1, 0, 1, 0, 1],
    [0, 1, 0, 0, 0, 1, 0],
]

print("たて", len(e), "行 ／ よこ", len(e[0]), "列")

masu = 40
hidari = -(len(e[0]) - 1) * masu / 2
ue = (len(e) - 1) * masu / 2

for y in range(len(e)):
    for x in range(len(e[y])):
        if e[y][x] == 1:
            pu()
            goto(hidari + x * masu, ue - y * masu)
            pencolor("darkorange")
            dot(masu - 4)

done()

seiseki = [
    ["あかり", 78, 92, 61],
    ["けんた", 55, 70, 88],
    ["ゆうき", 90, 64, 73],
]

kamoku = ["国語", "数学", "英語"]
seiseki = [
    ["あかり", 78, 92, 61],
    ["けんた", 55, 70, 88],
    ["ゆうき", 90, 64, 73],
]

print(seiseki[0])        # 1 人ぶんまるごと
print(seiseki[0][0])     # 名前
print(seiseki[0][1:])    # 点数だけ

print("---")

# 行ごと（人ごと）の合計と平均
for gyo in seiseki:
    namae = gyo[0]
    ten = gyo[1:]
    print(namae, "　合計", sum(ten), "　平均", sum(ten) / len(ten))

print("---")

# 列ごと（科目ごと）の合計 … 行を縦に渡り歩く
for x in range(len(kamoku)):
    gokei = 0
    for gyo in seiseki:
        gokei = gokei + gyo[1 + x]      # 名前のぶん 1 つずらす
    print(kamoku[x], "の合計", gokei)

print("---")

# 表の形に並べて表示する
print("名前　　国語　数学　英語")
for gyo in seiseki:
    for atai in gyo:
        print(atai, end="　")           # 改行しないで，つづけて出す
    print()                             # 1 行ぶん終わったら改行する

# これまでの書き方（4 行）
a = []
for x in range(1, 6):
    a.append(x * x)

# 内包表記（1 行）
a = [x * x for x in range(1, 6)]

# 変える
print([x * x for x in range(1, 11)])
print([x * 2 for x in [3, 1, 4]])

# 選ぶ
print([x for x in range(1, 21) if x % 3 == 0])

ten = [72, 95, 61, 88, 40, 77]
print([t for t in ten if t >= 60])              # 合格者だけ
print(len([t for t in ten if t >= 60]), "人合格")

# 選んでから変える
print([t + 5 for t in ten if t < 60])           # 不合格者だけ 5 点おまけ

# 文字列にも
w = ["ringo", "ichigo", "suika"]
print([s.upper() for s in w])
print([len(s) for s in w])

# 辞書から
tensu = {"あかり": 78, "けんた": 92, "ゆうき": 61}
print([namae for namae in tensu if tensu[namae] >= 70])

# 集合の内包表記
print(sorted({len(s) for s in w}))

# (名前, 身長) のタプルのリスト
hito = [("あかり", 158), ("けんた", 172), ("ゆうき", 165),
        ("みさき", 149), ("そうた", 180)]

# そのまま並べると「名前の順」になる（タプルは先頭から比べられる）
print(sorted(hito))

print("---")

# 身長で比べたい → 「組から身長を取り出す関数」を渡す
def shincho(t):
    return t[1]

print(sorted(hito, key=shincho))
print(sorted(hito, key=shincho, reverse=True))

print("---")

# 文字数の順に並べる
w = ["ringo", "ichigo", "suika", "momo"]
print(sorted(w, key=len))

# 辞書を「値の大きい順」に並べる
ten = {"あかり": 78, "けんた": 92, "ゆうき": 61}

def atai(kv):
    return kv[1]

print(sorted(ten.items(), key=atai, reverse=True))

from turtle import *

ht()
speed(0)
pensize(2)

hito = [("あかり", 158), ("けんた", 172), ("ゆうき", 165),
        ("みさき", 149), ("そうた", 180)]


def shincho(t):
    return t[1]


narabi = sorted(hito, key=shincho, reverse=True)
print(narabi)
print("いちばん高い人は", narabi[0][0])

x = -245
for namae, h in narabi:
    pu()
    goto(x, -150)
    seth(90)
    pd()
    pencolor("dimgray")
    fillcolor("steelblue")
    begin_fill()
    fd((h - 140) * 3)
    rt(90)
    fd(64)
    rt(90)
    fd((h - 140) * 3)
    rt(90)
    fd(64)
    rt(90)
    end_fill()

    pu()
    goto(x + 4, -178)
    pencolor("black")
    write(namae, font=("Arial", 13, "normal"))
    goto(x + 10, -142 + (h - 140) * 3)
    write(h, font=("Arial", 14, "normal"))

    x = x + 100

done()

# リストと集合で，in の速さをくらべる
import time

n = 50000
nakami_list = list(range(n))     # 0 から 49999 までのリスト
nakami_set = set(nakami_list)    # 同じ中身の集合

kaisu = 2000
sagasu = -1                      # わざと「入っていない」値を探す

t0 = time.time()
for i in range(kaisu):
    x = sagasu in nakami_list
t1 = time.time()

for i in range(kaisu):
    x = sagasu in nakami_set
t2 = time.time()

print("リストで", kaisu, "回調べる：", round((t1 - t0) * 1000), "ミリ秒")
print("集合で　", kaisu, "回調べる：", round((t2 - t1) * 1000), "ミリ秒")