Урок 14. Коллекции данных: Списки, Кортежи и Словари

Обычная переменная похожа на маленькую коробку, в которую помещается только один предмет. Но что, если нам нужно сохранить список из 30 учеников класса, инвентарь игрока или телефонный справочник? Создавать 30 отдельных переменных student1, student2 — неудобно. Для хранения множества значений в одной переменной в Python существуют коллекции (структуры данных).

1. Списки (list) — изменяемый ряд

Список — это упорядоченная коллекция элементов, которую можно свободно менять (добавлять, удалять и заменять внутри нее данные). Список создается с помощью квадратных скобок [ ], а элементы перечисляются через запятую.

# Создаем список покупок
fruits = ["Яблоко", "Банан", "Груша", "Апельсин"]

# Доступ по индексу
print(fruits[0])   # Выведет первый элемент (индекс 0)
print(fruits[2])   # Выведет третий элемент (индекс 2)
print(fruits[-1])  # Выведет самый последний элемент

# Узнаем длину списка (количество элементов) с помощью len()
print(len(fruits))

Операции со списками: Замена, Добавление и Удаление

Главная сила списков в том, что мы можем перестраивать их прямо во время работы программы.

А) Замена элемента (по индексу)

Чтобы заменить элемент, достаточно обратиться к его ячейке по индексу и записать туда новое значение через знак =:

items = ["Деревянный меч", "Щит", "Зелье"]

# Заменяем первый предмет (индекс 0) на новый
items[0] = "Алмазный меч"
print(items)

Б) Добавление элементов: .append() и .insert()

• .append(значение) — добавляет один новый элемент строго в конец списка.
• .insert(индекс, значение) — вставляет элемент на конкретную позицию (остальные элементы просто сдвигаются вправо).

 guests = ["Алексей", "Мария"]

# Добавляем в самый конец
guests.append("Максим")

# Вставляем на первое место (индекс 0)
guests.insert(0, "Анна")
print(guests)

В) Удаление элементов: .remove(), .pop() и del

• .remove(значение) — ищет элемент по названию (значению) и удаляет его. Если такого значения в списке нет, выдаст ошибку.
• .pop(индекс) — удаляет элемент по его индексу. Если скобки оставить пустыми .pop(), удалится самый последний элемент.
• .clear() — полностью очищает список, делая его пустым [].

bag = ["Ключ", "Факел", "Камень", "Карта"]

# 1. Удаляем по точному названию
bag.remove("Камень")

# 2. Удаляем по индексу (удалит элемент с индексом 0 — "Ключ")
bag.pop(0)

print(bag)

Срезы (Slicing) и полезные функции

Мы можем отрезать от списка целый кусочек (подсписок) с помощью двоеточия: список[старт:стоп]. Как и в функции range(), граница стоп не включается!

nums = [10, 50, 20, 40, 30]

# Срез со 1-го по 3-й индекс (3 не включается)
print(nums[1:3])

# Встроенные математические функции для числовых списков:
print(sum(nums))  # Сумма всех чисел
print(min(nums))  # Самое маленькое число
print(max(nums))  # Самое большое число

# Сортировка списка по возрастанию
nums.sort()
print(nums)

2. Кортежи (tuple) — бронированный список

Кортеж — это родной брат списка, но с одним важным отличием: он неизменяемый (immutable). После создания кортежа в него нельзя добавить новый элемент, нельзя ничего удалить и нельзя заменить значение по индексу.

Создается кортеж с помощью круглых скобок ( ):

# Координаты точки или настройки экрана (которые никто не должен случайно сломать)
resolution = (1920, 1080)

# Читать по индексу МОЖНО:
print(resolution[0])

# ❌ А менять НЕЛЬЗЯ! Следующая строка вызовет ошибку TypeError:
# resolution[0] = 1280

3. Словари (dict) — поиск по ключу

В списках мы ищем данные по номеру ячейки (`0, 1, 2`). Но помнить, что под индексом `0` лежит имя, а под индексом `3` — телефон, очень неудобно. В словарях у каждого значения есть свое уникальное текстовое или числовое имя — ключ (key).

Словарь создается в фигурных скобках { }, где пары записываются через двоеточие: {ключ: значение}.

# Создаем карточку персонажа
hero = {
    "name": "Артур",
    "health": 100,
    "weapon": "Экскалибур"
}

# Получаем значение по ключу (в квадратных скобках пишем КЛЮЧ, а не индекс)
print(hero["name"])
print(hero["health"])

Добавление, Замена и Удаление в словарях

В словарях добавление нового элемента и замена старого выглядят одинаково! Всё зависит от того, существует ли уже такой ключ в словаре:

• Если ключа еще нет — команда словарь[ключ] = значение создаст новую пару.
• Если ключ уже есть — команда словарь[ключ] = значение перезапишет старое значение.
• Для удаления пары используется метод .pop(ключ) или оператор del словарь[ключ].

prices = {"Яблоко": 100, "Хлеб": 50}

# 1. ЗАМЕНА (ключ "Хлеб" уже есть, меняем его цену)
prices["Хлеб"] = 60

# 2. ДОБАВЛЕНИЕ (ключа "Сыр" еще нет, он добавится в словарь)
prices["Сыр"] = 250

# 3. УДАЛЕНИЕ по ключу
prices.pop("Яблоко")

print(prices)

Перебор словаря в цикле и безопасный метод .get()

Если вы обратитесь к несуществующему ключу через квадратные скобки hero["mana"], программа аварийно остановится с ошибкой KeyError. Чтобы избежать поломки, проверяйте наличие ключа оператором in или используйте метод .get(ключ, запасное_значение).

grades = {"Математика": 5, "Физика": 4, "История": 5}

# Безопасное получение (не вызовет ошибку, если предмета нет)
print(grades.get("Химия", "Оценки пока нет"))

# Перебор всех пар (ключ и значение) с помощью метода .items()
for subject, mark in grades.items():
    print(f"Предмет: {subject} -> Оценка: {mark}")

Итоговая шпаргалка по коллекциям

4. Практика: 10 задач с разбором

Попробуйте решить эти задачи самостоятельно, а затем откройте спойлер, чтобы проверить решение и прочитать разбор.

lessons = ["Математика", "Физика", "Физкультура", "История"]

# "Физкультура" находится на 3-м месте, значит её индекс равен 2
lessons[2] = "Информатика"

print(lessons)

cart = ["Молоко", "Хлеб", "Печенье"]

cart.remove("Печенье")
cart.append("Сыр")
cart.append("Яблоки")

print(cart)

temps = [18, 22, 15, 25, 20]

min_t = min(temps)
max_t = max(temps)
avg_t = sum(temps) / len(temps)

print(f"Минимум: {min_t}, Максимум: {max_t}, Средняя: {avg_t}")

movies = []

for i in range(3):
    title = input("Введите название фильма: ")
    movies.append(title)

print("Ваши любимые фильмы:", movies)

numbers = [4, 15, 8, 23, 42, 3, 19]

for num in numbers:
    if num > 10:
        print(num)

scores = [45, 90, 12, 78, 105, 60]

scores.sort()
# Три самых больших числа после сортировки окажутся в самом конце
print("Топ-3 результата:", scores[-3:])

point = (15, -4, 80)

# Распаковка кортежа в три переменные
x, y, z = point

print(f"X = {x}, Y = {y}, Z = {z}")

user = {"login": "alex_99", "level": 4}

# Изменяем существующий ключ
user["level"] += 1

# Добавляем новый ключ
user["status"] = "online"

print(user)

words = {"cat": "кошка", "dog": "собака", "bird": "птица"}
query = input("Введите слово на английском: ").lower()

if query in words:
    print(f"Перевод: {words[query]}")
else:
    print("Слово не найдено")

receipt = {"Хлеб": 50, "Молоко": 90, "Шоколад": 120, "Жвачка": 30}

# Удаляем жвачку по ключу
receipt.pop("Жвачка")

total = 0
for price in receipt.values():
    total += price

print(f"Итого к оплате: {total} руб.")