Listas são uma estrutura de dados muito útil em Python. Certamente, um dos pontos que fazem Python ser uma linguagem de programação bem relevante é exatamente o seu poder em tratar diferentes formas de dados com simplicidade e leveza. Nesse sentindo, algumas das estruturas de dados que nela mais se destacam são as tuplas, listas e dicionários.
Tendo isso em vista, bem como nosso intuito em dar sequência aos artigos do blog da série aprenda Python decidimos trazer para você gurunauta esse artigo especial sobre listas. Com efeito, nosso objetivo aqui é te fornecer um texto simplificado sobre listas perpassando o seu entendimento elementar bem como suas aplicações práticas em alguns problemas elementares. Então gurunauta, vem comigo que agora vamos começar a desvendar um pouco mais da linguagem de programação Python e suas estruturas.
A ideia por trás das listas em Python
Evidentemente, o primeiro passo desse artigo da série aprenda Python vai ser exatamente te explicar o que são as listas em Python. Em suma, as listas em Python são um tipo análogo aos vetores que temos em outras linguagens de programação. Assim, caso você esteja já familiarizado com outras linguagens de programação verá total semelhança entre as listas e vetores.
Porém, caso você não esteja tão familiarizado com essas noções vamos agora buscar te explicar de forma intuitiva o que é essa estrutura e suas características principais. Com efeito, uma lista no Python é então uma estrutura capaz de guardar variáveis que são alocadas em posições da lista rotuladas por números inteiros iniciando do número zero. Assim, esquematizamos essa estrutura a seguir na Figura 1.
Portanto, em cada slot da lista podemos armazenar alguma informação que pode ser uma string, um número inteiro ( int ), número flutuante ( float ), uma variável qualquer ou até mesmo outra lista. Ademais, cada slot fica rotulado por um índice e esse índice pode ser empregado de modo a localizar os elementos da lista. Dessa forma, essa estrutura se torna essencialmente útil e poderosa para a análise de dados e afins.
Em suma, esse é o conceito de lista e é exatamente simples e direto de ser entendido. Agora, vamos ver o mesmo na prática direto em Python.
Criando listas simples
Primeiramente, vamos criar uma lista em Python e te mostrar como podemos facilmente acessar elementos e afins nela. Então, veja que para criar uma lista você pode prosseguir de forma similar ao que se faz para definir uma variável. Desse modo, vamos ver o seguinte exemplo em que definimos uma lista vazia, uma lista de strings e uma lista de números float e logo depois mostramos na tela essas listas.
Com efeito, você pode ver facilmente a primeira linha cria uma lista vazia a qual é feita simplesmente atribuindo o valor [] para a variável com nome de lista. Ademais, você ainda pode colocar elementos, por exemplo variáveis, numa lista veja só.
Logo, essas estruturas podem ser bastantes úteis uma vez que torna-se possível armazenar variáveis. Além disso, é possível ainda acessar elementos particulares de uma dada lista em Python simplesmente pelo seu rótulo. Com efeito, veja o exemplo a seguir.
Nesse exemplo nós desenvolvemos a forma de pesquisar elementos na lista de duas formas. A primeira delas é bem manual e nós simplesmente seguimos o desenvolvimento usual que é feito com o laço de repetição for. Por outro lado, na segunda nós te mostramos uma das coisas mais interessantes que temos em listas: elas são objetos iteráveis em Python e, portanto, segue que podemos utilizá-las de forma a obter diretamente os elementos da lista sem usar a o recurso lista[índice do elemento desejado a ser buscado].
A seguir vamos discutir muitas outras funções importantes que podem ser bem úteis em no tratamento de listas.
Manipulando listas – funções importantes
De fato, um aspecto bem importante para você ter em mente é que você pode manipular listas de forma a extrair delas os melhores recursos possíveis. Nesse sentido, há uma gama de funções bem conhecidas já em Python que permitem a nós realizarmos esses tratamentos eficientemente. Assim, vamos agora te apresentar algumas dessas funcionalidades.
Acima elencamos alguns exemplos e aplicações interessantes de algumas funções em Python para o tratamento de listas.
Ademais, como já mencionamos acima é possível que você tenha ainda listas de listas e nesse caso você tem estruturas bem interessantes a ser consideradas. Com efeito, sob essas situações ao acessar um elemento da lista temos novamente uma lista e podemos então acessar novamente os elementos dessa lista. Em suma, isso torna as coisas bem interessantes, em particular, para aqueles que pretendem fazer uso da linguagem para fins matemáticos uma vez que isso se torna uma estrutura ideal para você tratar matrizes e afins. A seguir nós apresentamos um exemplo bem simples de como você pode criar uma dessas listas e acessar elementos e sub elementos.
Exemplo prático em Python
Agora, de posse do que vimos acima podemos então começar a brincar um pouco mais com essas estruturas em Python. Em verdade, o objetivo dessa seção é te apresentar um exemplo prático de como listas podem ser verdadeiras salvadoras de vidas para você. Então, o problema que nós consideraremos será o problema de construirmos uma matriz identidade de ordem N.
Para tanto, prosseguiremos o desenvolvimento seguindo o seguinte escopo instrutivo
- Primeiramente, criaremos uma lista vazia que será nossa variável lista = [] e iremos declarar uma variável N que assumirá o valor da ordem que queremos calcular.
- Agora, vamos criar dois laços for, sendo o primeiro iterando de 0 até N e o segundo de 0 até N também.
- Dentro do primeiro laço será interessante que nossa lista receba uma novo elemento a cada loop. Dessa forma, veremos que nossa lista receberá uma lista após cada iteração, desse modo ficando [ [] ], [ [], [] ], [ [], [] , [] ] após o primeiro, segundo e terceiro loop de interação em respectiva ordem.
- Agora, dentro do segundo loop de iteração nós faremos com que haja uma estrutura condicional if. Com efeito, esse if será do tipo que se os rótulos i e j dos contadores for forem iguais então adicionaremos o elemento 1 na posição i=j da nossa matriz.
Com isso, teremos então a obtenção de uma matriz identidade de ordem N. Logo, você pode ver o código descrito acima logo abaixo.
Desafio e comentário final
Com isso em mãos você já deve entender bem como pode usar e manipular listas e listas dentro de outras listas com a finalidade de obter matrizes e outras organização de dados conforme seus interesses computacionais. Então, dito isso vamos agora a um desafio para você gurunauta, que tal você determinar um código que constrói uma matriz de Vandermonde de ordem N?, bom você pode pesquisar o que é uma matriz de Vandermonde em qualquer livro de matemática do ensino médio ou mesmo em algum site.
Referências
- MATTHES, Eric. Python Crash Course. 2. ed. São Paulo: No Starch Press, 2019.
- RAMALHO, Luciano. Fluent Python. Sebastopol: O’Reilly Media, 2015.
- 3. PYTHON. Documentação oficial do Python. Disponível em: https://docs.python.org/3/. Acesso em: 4 dezembro. 2023.
4. PYTHON. Python.org. Disponível em: https://www.python.org/. Acesso em: 4 dezembro. 2023.
5. PYTHONTUTOR. Python Tutor. Disponível em: http://pythontutor.com/. Acesso em: 4 dezembro. 2023. - 6. REAL PYTHON. Disponível em: https://realpython.com/. Acesso em: 4 dezembro. 2023.
7. GEEKSFORGEEKS. Disponível em: https://www.geeksforgeeks.org/python-programming-language/. Acesso em: 4 dezembro. 2023.
8. SCHAFFER, Corey. Corey Schafer’s Python Tutorials. Disponível em: https://youtube.com/playlist?list=PL-osiE80TeTt2d9bfVyTiXJA-UTHn6WwU. Acesso em: 4 dezembro. 2023.
