Как сравнивать числа в списке Python: условия, операторы и методы

Краткая памятка по сравнению чисел в списках Python

1. Преобразуйте строковые элементы в числа с помощью int() или float().
2. Используйте операторы сравнения: ==,!=, >, =, <=.
3. Применяйте логические операторы and, or, not для сложных условий.
4. Для проверки всех элементов используйте функции all() и any().
5. Для поиска минимума/максимума применяйте min() и max().
6. Для сравнения двух списков используйте == или поэлементный обход.
7. Для сравнения без учета порядка преобразуйте списки в множества.
8. Для сортировки перед сравнением используйте sorted().
9. Для сравнения с погрешностью (float) задайте epsilon.
10. Для поиндексного сравнения используйте zip() в цикле.
11. Для поиска различий применяйте set.symmetric_difference().
12. Для проверки вхождения элемента используйте оператор in.

Ввод данных и преобразования типов

На прошлом занятии мы научились выводить данные с помощью функции print(). Например, чтобы вывести число 5 на экран нужно написать в интерпретаторе print(5), и он сделает свое дело.

Но что, если нужно что-то ввести в программу из внешнего мира? Например, если наш самописный калькулятор умеет складывать 2 числа и выводить ответ, то как ввести эти самые 2 числа? На помощь придет функция input(). Попробуем написать вышеописанный калькулятор.

Функции input() можно передать в качестве аргумента строку, которую увидит пользователь перед вводом.

Как видно из примера, что-то пошло не так. Вместо заветных 46 после сложения 12 и 34 мы получили 1234. Все дело в типах данных. Функция input() всегда считывает данные в виде строки. Так и в примере она считала 12 и 34 как 2 строки и просто «слепила» их вместе. Мы же хотим складывать числа. Чтобы все работало хорошо, нужно выполнить преобразование типов данных.

Преобразовывать можно не только строку в целое число, но и наоборот. Вот несколько допустимых преобразований:

>>> # Преобразование числа в строку >>> a = 34 >>> b = str(a) >>> print(‘Преобразованное число:’, b, ‘, его тип:’, type(b)) Преобразованное число: 34, его тип: <class ‘str’>

>>> # Преобразование строки в число с плавающей точкой >>> a = ‘45.34’ >>> b = float(a) >>> print(a, type(a)) 45.34 <class ‘str’> >>> print(b, type(b)) 45.34 <class ‘float’> >>> b**2 2055.7156000000004

>>> # Преобразовать строку с НЕ числом в число не получится >>> a = ‘python’ >>> b = int(a) Traceback (most recent call last): File «<pyshell#22>», line 1, in <module> b = int(a) ValueError: invalid literal for int() with base 10: ‘python’

В примерах мы используем функцию type(). Как должно быть понятно из её названия, она выясняет тип переменной. Возвращает она что-то страшное вида <class ‘str’>. Сейчас не стоит вникать почему так. Нам важно, что преобразование прошло правильно и получился тип str.

Как вы уже поняли, чтобы преобразовать что-то во что-то, надо взять и вызвать функцию, совпадающую по имени с названием типа данных. В нашем примере это str(), int() и float().

Почему нужно конвертировать строки в числа

Возможно, решая очередную задачу, вы случайно не переведете строки в числа, а программа все равно будет работать. Например, у вас будет такая программа, вычисляющая, какое из 2 введенных чисел больше:

>>> a = input(‘Введите целое число:’) Введите целое число:12 >>> b = input(‘Введите целое число:’) Введите целое число:45 >>> if a > b:… print(‘Большее число:’, a)… else:… print(‘Большее число:’, b) Большее число: 45

Вы удовлетворитесь ответом и пойдете домой. Но потом выяснится, что если ввести другие 2 числа, то все сломается:

>>> a = input(‘Введите целое число:’) Введите целое число:4 >>> b = input(‘Введите целое число:’) Введите целое число:30 >>> if a > b:… print(‘Большее число:’, a)… else:… print(‘Большее число:’, b) Большее число: 4

Компьютер умеет работать только с одним типом данных — числами. Мы же помимо чисел используем кучу разных типов данных: числа, строки, списки, словари, кортежи (последние 3 будут обсуждаться дальше в курсе). Оказывается, что и они все хранятся и обрабатываются компьютером в виде чисел. Разберемся со строчками.

Когда люди задумались, как можно обрабатывать строки, им прошла в голову простая идея — а давайте создадим единую таблицу, в которой каждому символу поставим в соответствие число. Так появилась таблица ASCII (American standard code for information interchange).

Когда люди стали пользоваться компютером не только в Америке (точнее говоря, не только в англоговорящих странах), то встал вопрос о том, что в таблице не хватает места. Так появились другие таблицы кодировок:

• Windows-1251
• КОИ-8
• ISO-8859
• Юникод
• и множество других…

Python версии 3 использует Unicode — кодировку, которая на данный момент включает в себя знаки почти всех письменных языков мира. Emoji в ней, кстати, тоже есть 😀😃😇👩‍💻🐁

При сравнении строк, Python переводит все символы строки в числа и производит сравнение чисел.

Если перевести “числовые” строки из примеров выше в списки чисел, то получится:

• ’12’ = [49, 50]
• ’45’ = [52, 53]
• ‘4’ =
• ’30’ = [51, 48]

Когда мы пишем ’12’ < ’45’, то Python сравнивает числа обоих строк по очереди: 49 < 52 — True, значит строка ’12’ меньше, чем строка ’45’.

Когда же мы пишем ‘4’ < ’30’, то Python снова сравнивает числа обоих строк по очереди, но на этот раз получается иначе: 52 < 51 — False и ответ получается ‘4’ > ’30’, что абсолютно верно с точки зрения сравнения строк, но абсолютный бред с точки зрения сравнения чисел.

Python сравнивает числа по очереди. Если он уже на первом числе может ответить на вопрос “кто больше”, он прекращает сравнение и выдает ответ. Если же строки имеют одинаковую первую букву, то сравниваться они будут по второй и так далее. Такое сравнение называется лексикографическим

Поэтому, если вы работаете с числами, то всегда работайте с ними как с числами, а не как со строками.

Условия

Все рассматриваемые нами ранее программы имели линейную структуру — программа просто выполняла инструкции одну за другой сверху вниз. При этом никаких способов повлиять на ход выполнения у нас не было (разве что только на уровне выводимых на экран параметров). Также важно то, что наши предыдущие программы обязаны были выполнить все инструкции сверху вниз, в противном случае они бы завершались ошибкой.

Теперь предположим, что мы хотим определить абсолютное значение любого числа. Наша программа должна будет напечатать сам x в случае, если он неотрицателен и -x в противном случае. Линейной структурой программы здесь не обойтись*, поэтому нам на помощь приходит инструкция if (если). Вот как это работает в питоне:

>>> # Ввод данных с преобразованием типа >>> x = int(input()) >>> >>> if x > 0:… print(x) >>> else:… print(-x)

На самом деле в python есть функция abs(), с помощью которой можно взять модуль числа. Но в качестве примера использования конструкции if и так хорошо.

Разберем этот кусочек кода. После слова if указывается проверяемое условие (x > 0), завершающееся двоеточием (это важно). После этого идет блок (последовательность) инструкций, который будет выполнен, если условие истинно. В нашем примере это вывод на экран величины x. Затем идет слово else (иначе), также завершающееся двоеточием (и это важно), и блок инструкций, который будет выполнен, если проверяемое условие неверно. В данном случае будет выведено значение -x.

Обратите особенное внимание на отступы во фрагменте кода выше. Дело в том, что в питоне, для того, чтобы определить, какой именно код выполнить в результате того или иного условия используется как знак двоеточия (в строке с самим условием), так и отступы от левого края строки.

Небольшая ремарка относительно табуляции. Мы используем 4 пробела! В современных текстовых редакторах при нажатии на tab автоматически вставляется 4 пробела. Не надо жать 4 раза кнопку space как вот тут. Никакой войны, никаких табов. Просто 4 пробела.

Во многих других языках вместо отступов используются конструкции, явно указывающие на начало (begin или открывающаяся фигурная скобка в Си) и конец инструкций, связанных с условием (end или закрывающаяся фигурная скобка в Си). Отступы же выполняют примерно ту же роль, но и заодно делают код более читаемым, позволяя читающему быстро понять, какой именно код относится к условию.

Таким образом, условные конструкции в питоне имеют следующий общий вид:

if Условие: блок инструкций, в случае если условие истинно else: блок инструкций, в случае если условие не выполняется

Вторая часть условной конструкции (та, что с else) может и отсутствовать, например так:

Эта программа тоже выведет абсолютное значение x, как и та, что была ранее.

Операторы сравнения

Все операторы сравнения в питоне достаточно интуитивны. Вот список основных:

> — больше. Условие истинно, если то, что слева от знака больше того, что справа. < — меньше. Условие истинно, если то, что слева от знака меньше того, что справа. >= — больше либо равно. <= — меньше либо равно. == — в точности равно.!= — не равно.

Тип данных bool

Операторы сравнения возвращают значения специального логического типа bool. Значения логического типа могут принимать одно из двух значений: True (истина) или False (ложь).

Если преобразовать логическое True к типу int, то получится 1, а преобразование False даст 0. При обратном преобразовании число 0 преобразуется в False, а любое ненулевое число в True. При преобразовании str в bool пустая строка преобразовывается в False, а любая непустая строка в True.

>>> # Сравнение строки >>> name = input(‘Введите своё имя:’) >>> if name!= »: >>> print(‘Привет,’, name) >>> else: >>> print(‘Вы не ввели своё имя!’)

>>> # Преобразование bool к int >>> print(int(True)) 1 >>> print(int(False)) 0

Обратите внимание, ключевые слова True или False пишутся с большой буквы. Если написать их с маленькой, то python подумает, что это переменная, попытается её найти и сломается, когда не найдет:(. А если вы вздумаете называть свои переменные false или true, то сдать зачет по курсу вам не светит:). Учитесь сразу хорошему стилю программирования.

>>> # Преобразование bool к int >>> print(int(true)) Traceback (most recent call last): File «<pyshell#32>», line 1, in <module> print(int(true)) NameError: name ‘true’ is not defined

Логические операторы

Если мы хотим проверить два или более условий за раз, мы можем воспользоваться операторами and, or или not. Вот как они работают:

and (логическое И) возвращает истину (True) только в случае если оба условия по отдельности верны (тоже возвращают True) or (логическое ИЛИ) вернет истину в случае, если хотя бы одно из условий верно. not (логическое НЕТ) возьмет результат условия и “обратит” его. То есть, если результат условия True, то not примененный к этому условию вернет False и наоборот.

Давайте посмотрим как это работает на примере. Код ниже проверяет, что хотя бы одно число из двух нацело делится на 10 (кончается на 0) и если так, то печатает YES, а если нет, то печатает NO:

Как видите, мы можем не только использовать and и or в одном if, но и группировать условия скобками для того, чтобы явно обозначить приоритет вычисления условий.

Посмотрим пример с not. Пусть мы хотим проверить, что число a — положительное, а число b — неотрицательное. Это можно проверить вот таким условием:

Оператор pass очень полезен, когда нужно ничего не делать. Если его не поставить, то будет синтаксическая ошибка. А так, код считается правильным!

Кстати, not (b < 0) можно было бы и заменить на b >= 0 и код бы работал точно так же.

Вложенные условные инструкции

Условия могут быть вложены одно в другое, чтобы реализовывать еще более сложную логику, например:

>>> a = int(input()) >>> b = int(input()) >>> >>> if a > 0:… if b > 0:… print(«a, b > 0»)… else:… print(«a > 0, b < 0»)… else:… if b > 0:… print(«a, b < 0»)… else:… print(«a < 0, b > 0»)…

Конструкция elif

Иногда писать конструкции if-else долго и утомительно, особенно если приходится проверять много условий разом. В этом случае на помощь придет elif (сокращение от else if). По сути elif позволяет существенно упростить конструкцию ниже:

Обратите внимание, мы избавились от одного уровня вложенности. То есть, сам код стал более читаемым, но при этом нисколько не проиграл в функциональности. Разумеется, конструкции типа if-elif могут завершиться и блоком else, например так:

>>> if a > 0:… pass… elif b > 0:… pass… elif c > 0:… pass… else:… pass…

Задача: знак числа

В математике есть функция sgn, показывающая знак числа. Она определяется так: если число больше 0, то функция возвращает 1. Если число меньше нуля, то функция возвращает -1. Если число равно 0, то функция возвращает 0. Реализуйте данную функцию — для введенного числа выведите число, определяющее его знак. Используйте операторы сравнения и конструкцию if-elif-else.

Задача: високосный год

Дано натуральное число. Требуется определить, является ли год с данным номером високосным. Если год является високосным, то выведите YES, иначе выведите NO. Напомним, что в соответствии с григорианским календарем, год является високосным, если его номер кратен 4, но не кратен 100, а также если он кратен 400.

Домашнее задание

Вам надо написать на питоне 6 программ, каждая из которых будет спрашивать у пользователя 3 числа (a, b, c) и печатать на экран удовлетворяют ли введенные числа перечисленным свойствам:

1. a и b в сумме дают c
2. a умножить на b равно c
3. a даёт остаток c при делении на b
4. c является решением линейного уравнения ax + b = 0
5. a разделить на b равно c
6. a в степени b равно c

Сравнение двух списков в Python.

Стоит задача сравнить эти списки, при этом совпадающие элементы вывести в отдельный список result. Решение состоит в нахождении пересечения обоих списков

Как сравнить поиндексно значения двух списков?

Задача состоит в том, чтобы сравнить эти списки поиндексно, при сравнении меньший элемент вынести в отдельный список result.

list1 = [23, 56, 78, 69] list2 = [11, 89, 33, 45] # список для результата result = [] # перебираем элементы списка # в пределах длины первого списка for i in range(len(lst1)): # сравниваем элементы первого списка # с элементами второго списка if lst1[i] < lst2[i]: # добавляем в итоговый список `result` # элемент из первого, если он меньше (list1[i]) else: # иначе — добавляем элемент из второго списка (list2[i]) # выводим итоговый список print(result)

result = [min(p) for p in zip(list1, list2)] # или result = list(map(min, zip(l1, l2)))

Вычисление идентичности двух списков в Python.

Так как оператор == сравнивает списки поиндексно слева направо, то решение состоит в том, чтобы перед сравнением эти списки отсортировать, ведь заранее неизвестно, упорядочены они или нет.

Метод списка () сортирует его на месте (т.е. не создает новый). Если необходимо сохранить начальную сортировку списков, то для сортировки используйте функцию sorted(), она создаст новый отсортированный список, который можно сравнивать.

lst1 = [5, 3, 1, 2, 4] lst2 = [1, 2, 4, 3, 5] if () == (): print(‘Списки идентичны’) else: print(‘Списки не идентичны’)

Метод sort() и функция sorted()

Сравнить списки можно с помощью метода sort() или функции sorted(). Метод sort() сортирует старый список, а функция sorted() возвращает новый. После сортировки равные списки будут иметь одинаковые элементы в одинаковых индексных позициях. Оператор == сравнивает списки поэлементно.

Порядок элементов исходного списка не важен, поскольку списки сортируются перед сравнением.

Примечание: Можно сортировать только списки, в которых элементы имеют одинаковый тип данных.

Пример sort()

В следующем примере показано, как с помощью метода sort() сортировать и сравнивать списки:

Код предыдущего примера сортирует каждый список, сравнивает l1 с l3 и выводит результат, а затем сравнивает l1 с l2 и выводит результат.

Пример функции sorted()

В следующем примере показано, как с помощью функции sorted() сортировать и сравнить списки:

Код предыдущего примера возвращает отсортированную версию каждого списка, сравнивает l1 с l3 и выводит результат, а затем сравнивает l1 с l2 и выводит результат.

Сравнение списков с помощью функций reduce() и map()

Сравнить элементы двух списков можно с помощью функции map() вместе с функцией (). При их комбинации map() применяет заданную функцию к каждому элементу, а функция reduce() обеспечивает последовательное применение функции.

Функция map() принимает в качестве аргументов функцию и итератор. Затем map() применяет заданную функцию к каждому элементу итерации,а затем возвращает объект map (итератор) в качестве результата.

() в качестве аргументов также принимает функцию и итерируемый объект. Она рекурсивно применяет заданную функцию к каждому элементу итерации. Сначала () применяет функцию к первому и второму элементам и возвращает результат, а затем применяет ее к результату и третьему элементу и так продолжается до тех пор, пока в списке не останется ни одного элемента.

При их комбинации map() применит заданную функцию к каждому элементу, а reduce() обеспечит последовательное применение функции.

Порядок элементов списка важен для reduce() и map(). Списки с одинаковыми элементами в разном порядке не считаются одинаковыми. При необходимости списки можно сначала отсортировать.

В следующем примере показано, как проверить списки на равенство с помощью функций reduce() и map():

В предыдущем примере код сравнивает l1 с l2, а затем сравнивает l1 с l3.

Сравнение списков с помощью функции set()

Примечание. Дублирующиеся элементы списка появляются в наборе только один раз.

Следующий пример демонстрирует, как создавать наборы из списков и сравнивать их:

Код в предыдущем примере создает наборы a и b из списков l1 и l2, затем сравнивает их и выводит результат.

Сравнение списков с помощью класса ()

С помощью класса () можно сравнивать списки. Функция counter() подсчитывает частоту элементов в списке и сохраняет данные в виде словаря в формате value:frequency. Если два списка выдают два одинаковых словаря, можно сделать вывод, что списки одинаковы.

Порядок элементов исходного списка не важен при сравнении с помощью класса Counter.

Следующий пример демонстрирует, как создать объекты Counter из заданных списков и сравнить их:

Код в предыдущем примере создаст объекты Counter для списков l1 и l2, сравнит их и выведет результат. Код повторяется для списков l1 и l3.

Сравнение с помощью генератора списков

При сравнении списков с помощью генераторов порядок элементов исходного списка не важен.

Следующий пример показывает, как сравнить списки с помощью генератора:

Код в предыдущем примере устанавливает элемент-указатель x в списки l1 и l2, а затем проверяет, присутствует ли в списках элемент, на который указывает элемент-указатель. Если результат res — пустой список, то можно сделать вывод, что списки равны, поскольку нет элементов, которые присутствуют только в одном из списков.

Часто задаваемые вопросы о сравнении чисел в списках Python

Вопрос: Как сравнить все числа в списке с одним значением?
Ответ: Используйте цикл for или генератор списка с условием, например: [x for x in my_list if x > 10].

Вопрос: Можно ли сравнить два списка на равенство?
Ответ: Да, оператором ==. Он сравнивает поэлементно и возвращает True, если списки идентичны.

Вопрос: Как найти максимальное число в списке?
Ответ: Используйте встроенную функцию max().

Вопрос: Как проверить, что все числа в списке положительные?
Ответ: Используйте функцию all() с условием: all(x > 0 for x in my_list).

Вопрос: Что такое лексикографическое сравнение списков?
Ответ: Это сравнение списков по первому отличающемуся элементу, как в словаре.

Вопрос: Как сравнить списки, игнорируя порядок элементов?
Ответ: Преобразуйте оба списка в множества (set) и сравните их.

Вопрос: Как сравнить числа в списке с плавающей точкой?
Ответ: Используйте round() или задайте допустимую погрешность (epsilon) для сравнения.

Вопрос: Как найти общие числа в двух списках?
Ответ: Используйте пересечение множеств: set(list1) & set(list2).

Вопрос: Как отсортировать список чисел перед сравнением?
Ответ: Используйте метод sort() для изменения исходного списка или sorted() для создания нового.

Вопрос: Как сравнить списки разной длины?
Ответ: Сравнение возможно, но результат будет False, если длины не совпадают, либо используйте zip() для сравнения до минимальной длины.