Бесплатный курс по Python. Зарегистрируйтесь для отслеживания прогресса →

Python: Агрегация данных (Числа)

Отдельный класс задач, который не обходится без циклов, называется агрегированием данных. К таким задачам относятся: поиск максимального или минимального значения, суммы, среднего арифметического. В их случае результат зависит от всего набора данных.

Чтобы рассчитать сумму, нужно сложить все числа, а чтобы вычислить максимальное, нужно их сравнить. С такими задачами хорошо знакомы бухгалтеры или маркетологи. Они работают в таблицах Microsoft Excel или Google Tables.

В этом уроке разберем, как агрегация применяется к числам и строкам.

Допустим, нам нужно найти суммы набора чисел. Реализуем функцию, которая складывает числа в указанном диапазоне, включая границы. Диапазон — ряд чисел от конкретного начала до определенного конца. Например, диапазон [1, 10] включает целые числа от одного до десяти.

Пример:

sum_numbers_from_range(5, 7)  # 5 + 6 + 7 = 18
sum_numbers_from_range(1, 2)  # 1 + 2 = 3

# [1, 1] диапазон с одинаковым началом и концом — тоже диапазон
# Он включает одно число — саму границу диапазона
sum_numbers_from_range(1, 1)      # 1
sum_numbers_from_range(100, 100)  # 100

Чтобы реализовать такой код, понадобится цикл, так как сложение чисел — это итеративный процесс, то есть повторяется для каждого числа. Количество итераций зависит от размера диапазона.

Посмотрите код ниже:

def sum_numbers_from_range(start, finish):
    # Технически можно менять start
    # Но входные аргументы нужно оставлять в исходном значении
    # Это сделает код проще для анализа
    i = start
    sum = 0  # Инициализация суммы
    while i <= finish:  # Двигаемся до конца диапазона
        sum = sum + i   # Считаем сумму для каждого числа
        i = i + 1       # Переходим к следующему числу в диапазоне
    # Возвращаем получившийся результат
    return sum

Структура цикла здесь стандартная: есть счетчик, который инициализируется начальным значением диапазона, цикл с условием остановки при достижении конца диапазона и изменение счетчика в конце тела цикла. Количество итераций в таком цикле равно finish - start + 1. Для диапазона [5, 7] — это 7 - 5 + 1, то есть три итерации.

Главные отличия от обычной обработки — логика вычислений результата. В задачах на агрегацию всегда есть переменная, которая хранит внутри себя результат работы цикла. В коде выше это sum. Она изменяется на каждой итерации цикла — прибавляется следующее число в диапазоне: sum = sum + i.

Этот процесс выглядит так:

# Для вызова sum_numbers_from_range(2, 5)
sum = 0
sum = sum + 2  # 2
sum = sum + 3  # 5
sum = sum + 4  # 9
sum = sum + 5  # 14
# 14 – результат сложения чисел в диапазоне [2, 5]

У переменной sum есть начальное значение — с него начинается любая повторяющаяся операция. В примере выше — это 0.

В математике есть понятие нейтральный элемент, и у каждой операции он свой. Операция с этим элементом не изменяет то значение, над которым работает. Например, в сложении любое число плюс ноль дает само число. При вычитании — то же самое. У конкатенации тоже есть нейтральный элемент — это пустая строка: '' + 'one' будет 'one'.

Задание

Реализуйте функцию multiply_numbers_from_range(), которая перемножает числа в указанном диапазоне включая границы диапазона. Пример вызова:

multiply_numbers_from_range(1, 5)  # 1 * 2 * 3 * 4 * 5 = 120
multiply_numbers_from_range(2, 3)  # 2 * 3 = 6
multiply_numbers_from_range(6, 6)  # 6
Упражнение не проходит проверку — что делать? 😶

Если вы зашли в тупик, то самое время задать вопрос в «Обсуждениях». Как правильно задать вопрос:

  • Обязательно приложите вывод тестов, без него практически невозможно понять что не так, даже если вы покажете свой код. Программисты плохо исполняют код в голове, но по полученной ошибке почти всегда понятно, куда смотреть.
В моей среде код работает, а здесь нет 🤨

Тесты устроены таким образом, что они проверяют решение разными способами и на разных данных. Часто решение работает с одними входными данными, но не работает с другими. Чтобы разобраться с этим моментом, изучите вкладку «Тесты» и внимательно посмотрите на вывод ошибок, в котором есть подсказки.

Мой код отличается от решения учителя 🤔

Это нормально 🙆, в программировании одну задачу можно выполнить множеством способов. Если ваш код прошел проверку, то он соответствует условиям задачи.

В редких случаях бывает, что решение подогнано под тесты, но это видно сразу.

Прочитал урок — ничего не понятно 🙄

Создавать обучающие материалы, понятные для всех без исключения, довольно сложно. Мы очень стараемся, но всегда есть что улучшать. Если вы встретили материал, который вам непонятен, опишите проблему в «Обсуждениях». Идеально, если вы сформулируете непонятные моменты в виде вопросов. Обычно нам нужно несколько дней для внесения правок.

Кстати, вы тоже можете участвовать в улучшении курсов: внизу есть ссылка на исходный код уроков, который можно править прямо из браузера.

Нашли ошибку? Есть что добавить? Пулреквесты приветствуются https://github.com/hexlet-basics
Если вы столкнулись с трудностями и не знаете, что делать, задайте вопрос в нашем большом и дружном сообществе