1. Estrutura de Dados Básicas
Estrutura de dados fazem o agrupamento de dados e são uteis para resolver problemas em diversas situações, no Python nós iremos ter algumas implementações delas. As principais estruturas são as Listas, Tuplas, Sets e Dicionários e nesta seção veremos as principais características de cada uma.
1.1. Listas
No Python, uma lista é um tipo de dado que armazena uma sequência de diferentes tipos de dados, seus valores são definidos separados por vírgula, (,), e podem ser mutáveis, ou sejam, uma vez definidas seus valores podem ser alterados. Seus valores são acessados através de um índice que é representado por um valor inteiro iniciando de 0.
lista1 = [1,2,3,4,5]
lista2 = ["P","Y","T","H","O","N"]
lista3 = ["PY", 2022]
Podemos construir listas a partir de strings, tuplas, sets e dicionários a partir da função list().
string = "python"
print(list(string))
## output: ['p','y','t','h','o','n']
1.1.1. Métodos de listas:
Listas apresentam uma vasta quantidade de métodos, dentre ela destaco:
- append(): adiciona novos valores ao final da lista
>>> frutas = ['laranja', 'maçã', 'pera', 'banana', 'kiwi', 'maçã', 'banana']
>>> frutas.append('uva')
>>> frutas
['banana', 'maçã', 'kiwi', 'banana', 'pera', 'maçã', 'laranja', 'uva']
- extend(): extende os valores de uma lista adicionando todos os valores de outro objeto iterável, por exemplo, lista A pode ser extendida com os valores uma lista B.
>>> frutas = ['laranja', 'maçã', 'pera', 'banana', 'kiwi', 'maçã', 'banana']
>>> frutas.extend(["abacaxi", "melão"])
['maçã', 'maçã', 'banana', 'banana', 'uva', 'kiwi', 'laranja', 'pera', 'abacaxi', "melão"]
- count(): conta a quantidade de ocorrências de um dado item na lista.
```python
frutas = ['laranja', 'maçã', 'pera', 'banana', 'kiwi', 'maçã', 'banana']
frutas.count('maçã') 2 frutas.count('tangerine') 0
- sort(): ordena a lista de forma crescente.
```python
>>> frutas = ['laranja', 'maçã', 'pera', 'banana', 'kiwi', 'maçã', 'banana']
>>> frutas.sort()
>>> frutas
['maçã', 'maçã', 'banana', 'banana', 'uva', 'kiwi', 'laranja', 'pera']
- reverse(): reverte as posições dos valores na lista, o primeiro valor se tornará o último e o último se tornará o primeiro.
>>> frutas = ['laranja', 'maçã', 'pera', 'banana', 'kiwi', 'maçã', 'banana']
>>> frutas.reverse()
>>> frutas
['banana', 'maçã', 'kiwi', 'banana', 'pera', 'maçã', 'laranja']
Existem outros métodos mais que são bastante interessantes, como atividade complementar recomendo essa leitura.
1.2. Tuplas
As tuplas são estrutura de dados muito similar às Listas, são tipos de dados que armazenam múltiplos tipos de dados, separados por uma vírgula. Sua principal diferença é que tuplas representam objetos ordenados e imutáveis, ou seja, uma vez definidos seus valores não podem ser alterados.
frutas = ('maçã', 'manga', 'banana')
print(frutas)
# output: ('maçã', 'manga', 'banana')
# ou
frutas_2 = 'maçã', 'manga', 'banana'
print(frutas_2)
# output: ('maçã', 'manga', 'banana')
frutas_3 = ('abacaxi',)
print(frutas_3)
# output: ('abacaxi',)
As tuplas podem ser definidas com ou sem parentêsis. Para definir tuplas com valores únicos nós utilizando uma virgula após o valor da tupla, importante ressaltar que se não definirmos com a virgula após um valor única de uma tupla, o Python não irá considerar a variável como uma tupla.
eh_tupla = ('maçã')
print(type(eh_tupla)) # OUTPUT: <class ‘str’>
eh_tupla_2 = 'maçã',
print(type(eh_tupla_2)) # OUTPUT: <class ‘tuple’>
nao_eh_tupla = ('maçã',)
print(type(nao_eh_tupla)) # OUTPUT: <class ‘tuple’>
Por ser um tipo de dados imutável, não temos muitos métodos que interagem com a tupla como é o caso das listas, porém podemos acessar as tuplas através de index e calcular o tamanho da tupla com o método len().
frutas = ('maçã', 'manga', 'banana')
print(len(frutas))
# output: 3
print(frutas[1])
# output: "manga"
1.3. Sets
Na matemática os Sets são os conjuntos de objetos distintos que forma um grupo, e é exatamente isso que o Sets representa no Python. Temos algumas definições que são básicas quanto aos conjuntos, eles precisam:
- Não conter valores duplicados;
- Não possui ordem nos seus elementos;
- Os seus elementos são imutáveis porém o Set como um todo é mutável.
Vamos ver exemplos que demonstram essas características:
conjunto = {0, 2, 4, 6}
print(conjunto)
# output = {0, 2, 4, 6}
conjunto_2 = {"zero", 2, "quatro", 6.0}
print(conjunto_2)
# output = {"zero", 2, "quatro", 6.0}
conjunto_3 = {0, 2, 2, 4 , 4}
print(conjunto_3)
# output = {0, 2, 4}
conjunto_4 = set([1, 1, 2, 3])
print(conjunto_4)
# output = {1, 2, 3}
Como podemos ver, existem duas formas de se definir Sets, eles podem ser definidos com o uso de chaves ({}) e virgulas (,) ou passando um iteravel (lista, tupla, dicionario) para o método set(). Outra coisa também que podemos observar é que mesmo que passemos valores duplicado no momento de criação de um Set, este não ficará com o valor pois apenas aceita valores não duplicados.
Para adicionar novos valores a um Set já definido podemos fazer da seguinte forma:
conjunto = {0, 2, 4, 6}
print(conjunto)
# output = {0, 2, 4, 6}
conjunto.add(8) # adiciona um elemento por vez
print(conjunto)
# output = {0, 2, 4, 6, 8}
conjunto.update([10, 12]) # adiciona múltiplos elementos por vez
print(conjunto)
# output = {0, 2, 4, 6, 8, 10, 12}
Para remover valores de um Set existem algumas possibilidades diferentes que podem ser utilizadas de acordo com o cenário que você tenha no seu algoritmo, vamos de exemplos:
conjunto = {0, 2, 4, 6}
conjunto.remove(6) # se não encontrar o elemento o código lançará um erro.
print(conjunto)
# output = {0, 2, 4}
conjunto.discard(4) # se não encontrar o elemento nada acontecerá ao Set.
print(conjunto)
# output = {0, 2}
conjunto.discard(4)
print(conjunto)
# output = {0, 2}
conjunto.clear() # remove todos os elementos de um Set.
print(conjunto)
# output = set()
1.4. Dicionários
Você pode pensar nesse tipo de dado como exatamente um dicionário onde teremos uma chave e para cada chave teremos um valor. Os valores das chaves em um dicionário são sempre únicas, e elas também são case-sensitive, já os seus valores podem ou não serem únicos. As chaves são valores imutáveis em um dicionário, uma vez definidos só podem ser excluídos e nunca alterados, seus valores no entanto podem sofre modificações.
Vamos de exemplos sobre como criar o seu dicionário em Python:
dict_exemplo = {'nome':'Maria', "idade":22}
print(dict_exemplo)
# output = {'nome':'Maria', "idade":22}
empty_dict = {}
print(empty_dict)
# output = {}
frutas = {1 :'maçã', 2 :'banana', 3 :'cereja'}
print(frutas)
# output = {1 :'maçã', 2 :'banana', 3 :'cereja'}
dicionarios_misto = {1:'vermleho','nome':'Jose'}
print(dicionarios_misto)
# output = {1:'vermleho','nome':'Jose'}
Para acessar valores de dicionários nós utilizamos das suas chaves.
dict_exemplo = {'nome':'Maria', "idade":22}
print(dict_exemplo["nome"]) # lança excessão se essa chave não existir
# output = Maria
print(dict_exemplo.get("nome")) # retorna None ou valor default caso não encontre a chave.
# output = Maria
print(dict_exemplo.get("inexistente")) # j
# output = None
print(dict_exemplo.get("inexistente", "Não tem valor")) # j
# output = Não tem valor
Para atualizar um dicionário ou para adicionar novos valores nós podemos fazer a partir das chaves
dict_exemplo = {}
print(dict_exemplo)
# output = {}
dict_exemplo["nome"] = "Maria"
print(dict_exemplo)
# output = {"nome" : "Maria"}
dict_exemplo["idade"] = 22
print(dict_exemplo)
# output = {'nome':'Maria', "idade":22}
dict_exemplo["nome"] = "Jose"
print(dict_exemplo)
# output = {'nome':'Jose', "idade":22}
dict_exemplo["idade"] = "25"
print(dict_exemplo)
# output = {'nome':'Jose', "idade":"25"}
E para deletar uma chave de um dicionário nós utilizamos a cláusula del.
meu_dicionario={1: 'Jose', 2: 'Maçã', 3: 'Maria', 4: 'Banana,Cereja,Kiwi'}
del meu_dicionario[4]
print(meu_dicionario)
# output = {1:'Jose', 2: 'Maçã', 3: 'Maria'}