МОДУЛЬ COLLECTIONS В ЯЗЫКЕ ПРОГРАММИРОВАНИЯ PYTHON. NAMEDTUPLE И DEQUE Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 004.423

Информационные технологии

Халевин Тимофей Анатольевич, студент факультета информатики и вычислительной техники, Хакасский государственный университет имени

Н.Ф. Катанова, г. Абакан, Россия Голубничий Артем Александрович, научный руководитель, старший преподаватель кафедры ПОВТиАС, Хакасский государственный университет

имени Н.Ф. Катанова, г. Абакан, Россия

МОДУЛЬ COLLECTIONS В ЯЗЫКЕ ПРОГРАММИРОВАНИЯ PYTHON.

NAMEDTUPLE И DEQUE

Аннотация: В статье рассматриваются контейнерные типы данных namedtuple и deque модуля collection языка программирования Python.

Ключевые слова: Python, collections, типы данных, namedtuple, deque.

Annotation: This article discusses the container data types namedtuple and deque of the collection module of the Python programming language.

Keywords: Python, collections, data types, namedtuple, deque.

Большинство решений в современных языках программирования созданы для того, чтобы упростить жизнь программисту своим функционалом. Модуль collections в языке Python реализует специализированные контейнерные типы данных, обеспечивающие альтернативы встроенным контейнерам общего назначения, таким как diet, list, set и tuple.

В модуле collections языка программирования Python встречаются 9 типов данных: namedtuple, deque. ChainMap, Counter, OrderedDict, defaultdict, UserDict, UserList и UserString. В статье детально рассмотрены два из них: namedtuple и deque.

Тип данных namedtuple - это функция, для создания подклассов кортежей

с именованными полями. Если говорить проще, то этот тип данных ведет себя как кортеж, но каждому элементу присваивается имя, по которому можно обращаться к элементу кортежа.

Разберем пример работы с namedtuple, представленный на рисунке 1.

fron collections import namedtuple

pyt!hagoras_triangle = namedtuple ( 1 pythagoras_triang'le 1 , ['AB1, 'EC1, 'AC']) pt = pythagoras_triangle(12, 13, 5} type(pt)

<class ' main_.pythagcras_triangle1>

pt

pythagcras_triangle(AB=12, BC=13, AC=5) pt[Q] 12

pt. AB 12

pt.AB**2 + pt.ACA*2 == prt. ВС* »2 True

pt = pt._replace(AC=6} # замена значения pt

pythagcras_triangle(AB=12, BC=13, AC=6} pt. AB*-' * 2 + pt. AC4- * 2 == prt. ВС** 2 False

Рисунок 1 - Пример работы с namedtuple

Для начала импортируем namedtuple из модуля collections. Далее создается объект namedtuple, где первым аргументом передается название типа, а вторым поля нашего типа. Для примера создаем тип pythagoras_triangle со сторонами треугольника. При вызове функции type будет получен ответ сообщающий, что переменная pt хранит тип данных pythagoras_triangle. Так же есть возможность обращаться к данным двумя способами: как к обычному tuple, через квадратные скобки явно указывая индекс элемента, или через обращение к переменной с помощью точки. Второй вариант идентичен обращению к переменным класса.

Также есть возможность изменять значение переменной в namedtuple. Но напрямую это сделать не получится, будет выведена ошибка. Для изменения значения необходимо воспользоваться методом _replace в который передаются аргументы, которые необходимо изменить. Важно также отметить, что данный метод не изменяет исходные данные, он создает новую копию с уже измененными значениями, поэтому необходимо переписать измененный объект

>>> >>> >>> >>> >>> >>> >>> >>> >>> >>> >>>

в переменную или положить его в новую переменную.

Namedtuple содержит методы, рассмотрим их на рисунке 2.

>>> >>> >>> >>> >>> >>>

>>> >>> >>>

from collections import namedtuple

Ferson = namedtuple(1 Person', ['name', 1 surname', "age", 'gender']) man = Ferson (name^ Alex , surname='Benti' , age=2 4, gender =1 male ' } info = ['Anny', 'Tad', 1b, 'female'] woman = Ferson._make(info)

Perscn(name='Anny', surname='Tad', age=l£, gender = ' female ' } man._fields

('name', 'surname', 'age', 'gender'} woman. asdict()

{'name': 'Jinny', 'surname': 'lad', 'age': 1£, 'gender': 'female'}

Person = namedtuple(■Person", ['name', 'surname', 'age', 'gender'], defaults=[Nor_er None, Hor.a, 'male'])

unknown = Ferson (narf.e=,Vadle ' , sjr^irc.e='Castr,J

unknown

Perscn(name='Vadle', surname='Castr', age=Ncne, gender='male'}

Рисунок 2 - Методы namedtuple

• _make(iterable) принимает в качестве аргумента итерируемый объект и создает из данных этого объекта новый экземпляр.

• _fields выводит кортеж строк со списком имен полей.

• _asdict() не принимает значений и возвращает в качестве результата своей работы словарь, ключами которого будут являться имена полей объекта.

Теперь перейдем к такому типу данных как deque. Deque является двусторонней очередью.

На рисунке 3 представлены методы добавления в deque элементов.

Рисунок 3 - Методы добавления элементов в deque Двусторонняя очередь очень похожа на список в языке Python, но в отличие от списка можно добавлять элементы в начало и доставать их оттуда.

У deque есть метод append(element) и appendleft(element), которые принимают на вход элемент и добавляют его в конец или начало двусторонней

очереди соответственно.

Также есть методы extend(iterable) и extendleft(iteraЫe). Они принимают итерируемый объект, и вставляют каждый элемент в конец и начало двусторонней очереди соответственно. Причем extendleft добавляет элементы в обратной последовательности.

Есть возможность вращения двусторонней очереди с использованием метода rotate(number) где в качестве аргумента передается целое число, количество элементов, которые нужно повернуть. При передаче целого положительного числа п, п последних элементов перенесутся в начало. Также можно передать отрицательное число, это будет обратный поворот, п первых элементов перейдут в конец. На рисунке 4 представлено выполнение метода rotate(number).

Рисунок 4 - Выполнение метода rotate

Есть и другие методы которые могут пригодиться. Вставка по индексу с помощью метода insert(index, element). Удаление первого вхождения элемента с помощью метода remove(element). Метод reverse() для полного переворота очереди. Данные методы показаны на рисунке 5.

Рисунок 5 - Методы вставки, удаления и переворота двусторонней очереди

Конечно имеется возможность удалять элементы из двусторонней очереди с её концов. Для этого используются методы pop() и popleft() для удаления с конца и с начала соответственно. Удаленные элементы

возвращаются в качестве значения после использования метода. Методы удаления показаны на рисунке 6.

Рисунок 6 - Методы pop и popleft

Заключение

Подводя итоги можно сказать, что namedtuple модуля collection предоставляет возможность доступа к элементам или по индексу, или по указанному имени. Это увеличивает читаемость кода. Двусторонняя очередь deque модуля collection поддерживает эффективные по памяти операции добавления и извлечения элементов с любой стороны.

Библиографический список:

1. Бэрри П. Изучаем программирование на Python [Текст] / П. Бэрри. -М.: Вильямс, 2014. - 243 с.

2. Гэддис Т. Начинаем программировать на Python [Текст] / Т. Гэддис. - СПб.: БХВ-Петербург, 2021. - 768 с.