So prüfen Sie, ob eine Liste in Python nur eindeutige Elemente enthält

Einführung

In diesem Lab lernen Sie, wie Sie in Python prüfen können, ob eine Liste nur eindeutige Elemente enthält. Das Lab konzentriert sich auf die Verwendung von Python-Sets (Mengen), um eindeutige Elemente in einer Liste zu definieren und zu identifizieren.

Das Lab führt Sie durch die Erstellung eines Python-Skripts namens unique_elements.py, um zu zeigen, wie Sets funktionieren. Sie erstellen eine Liste mit doppelten Elementen, wandeln sie in ein Set um, um die Duplikate zu entfernen, und geben dann sowohl die ursprüngliche Liste als auch das resultierende Set mit den eindeutigen Elementen aus. Durch den Vergleich der ursprünglichen Liste mit dem Set verstehen Sie, wie Sets zur Identifizierung und Extraktion eindeutiger Elemente verwendet werden können.

Skills Graph

Definition von eindeutigen Elementen

In diesem Schritt lernen Sie, wie Sie eindeutige Elemente mit Python-Sets (Mengen) definieren können. Sets sind eine grundlegende Datenstruktur in Python, die nur eindeutige, ungeordnete Elemente speichert. Das bedeutet, dass wenn Sie versuchen, ein doppeltes Element zu einem Set hinzuzufügen, es einfach ignoriert wird. Das Verständnis von Sets ist für Aufgaben wie das Entfernen von Duplikaten aus einer Liste oder das Prüfen auf die Existenz eines Elements in einer Sammlung von entscheidender Bedeutung.

Beginnen wir damit, ein Python-Skript zu erstellen, um zu zeigen, wie Sets funktionieren.

1. Öffnen Sie Ihre WebIDE. Auf der linken Seite sollten Sie den Dateiexplorer und auf der rechten Seite einen Texteditor sehen.

2. Navigieren Sie im Dateiexplorer zu Ihrem Projektverzeichnis: /home/labex/project.

3. Erstellen Sie eine neue Datei namens unique_elements.py, indem Sie im Dateiexplorer mit der rechten Maustaste klicken und "Neue Datei" auswählen.

4. Öffnen Sie unique_elements.py im Editor und fügen Sie den folgenden Code hinzu:

## Create a list with duplicate elements
my_list = [1, 2, 2, 3, 4, 4, 5]

## Convert the list to a set to remove duplicates
my_set = set(my_list)

## Print the original list and the set
print("Original List:", my_list)
print("Set of Unique Elements:", my_set)

Dieses Skript erstellt zunächst eine Liste namens my_list, die doppelte Elemente enthält. Anschließend wird diese Liste in ein Set namens my_set umgewandelt. Die set()-Funktion entfernt automatisch alle doppelten Elemente und lässt nur die eindeutigen Werte übrig. Schließlich gibt das Skript sowohl die ursprüngliche Liste als auch das Set mit den eindeutigen Elementen aus.

5. Speichern Sie die Datei unique_elements.py.

6. Führen Sie nun das Skript mit dem folgenden Befehl im Terminal aus:

python unique_elements.py

Sie sollten die folgende Ausgabe sehen:

Original List: [1, 2, 2, 3, 4, 4, 5]
Set of Unique Elements: {1, 2, 3, 4, 5}

Wie Sie sehen können, enthält das Set my_set nur die eindeutigen Elemente aus der ursprünglichen Liste my_list. Die Reihenfolge der Elemente im Set kann von der ursprünglichen Liste abweichen, da Sets ungeordnet sind.

Dieses Beispiel zeigt die grundlegende Verwendung von Sets zur Definition von eindeutigen Elementen in Python. In den nächsten Schritten werden Sie fortgeschrittene Operationen mit Sets erkunden.

Vergleich von len() mit len(set())

In diesem Schritt lernen Sie, wie Sie die len()-Funktion verwenden können, um die Anzahl der Elemente in einer Liste zu bestimmen und sie mit der Anzahl der eindeutigen Elemente in einem Set (Menge) zu vergleichen, das aus derselben Liste erstellt wurde. Dies ist eine nützliche Technik, um die Anzahl der doppelten Elemente in einer Liste zu ermitteln.

Die len()-Funktion gibt die Anzahl der Elemente in einem Objekt zurück. Wenn sie auf eine Liste angewendet wird, gibt sie die Gesamtzahl der Elemente zurück, einschließlich Duplikate. Wenn sie auf ein Set angewendet wird, gibt sie die Anzahl der eindeutigen Elemente zurück.

Lassen Sie uns das Python-Skript aus dem vorherigen Schritt ändern, um die Längen der ursprünglichen Liste und des Sets mit den eindeutigen Elementen zu vergleichen.

1. Öffnen Sie die Datei unique_elements.py in Ihrer WebIDE, die Sie im vorherigen Schritt erstellt haben. Sie sollte sich in /home/labex/project befinden.

2. Ändern Sie die Datei unique_elements.py, um den folgenden Code hinzuzufügen:

## Create a list with duplicate elements
my_list = [1, 2, 2, 3, 4, 4, 5]

## Convert the list to a set to remove duplicates
my_set = set(my_list)

## Print the length of the original list and the set
print("Length of Original List:", len(my_list))
print("Length of Set of Unique Elements:", len(my_set))

## Calculate the number of duplicate elements
num_duplicates = len(my_list) - len(my_set)
print("Number of Duplicate Elements:", num_duplicates)

In diesem Skript haben wir Code hinzugefügt, um die Längen sowohl der ursprünglichen Liste als auch des Sets mit den eindeutigen Elementen zu berechnen und auszugeben. Anschließend berechnen wir die Anzahl der doppelten Elemente, indem wir die Länge des Sets von der Länge der Liste subtrahieren.

3. Speichern Sie die Datei unique_elements.py.

4. Führen Sie das Skript mit dem folgenden Befehl im Terminal aus:

python unique_elements.py

Sie sollten die folgende Ausgabe sehen:

Length of Original List: 7
Length of Set of Unique Elements: 5
Number of Duplicate Elements: 2

Diese Ausgabe zeigt, dass die ursprüngliche Liste 7 Elemente hat, während das Set mit den eindeutigen Elementen 5 Elemente hat. Die Differenz zwischen diesen Längen (7 - 5 = 2) zeigt an, dass es 2 doppelte Elemente in der ursprünglichen Liste gibt.

Dieses Beispiel zeigt, wie Sie die len()-Funktion in Verbindung mit Sets verwenden können, um doppelte Elemente in einer Liste zu identifizieren und zu quantifizieren.

Prüfung durch Konvertierung in ein Set

In diesem Schritt lernen Sie, wie Sie prüfen können, ob eine Liste nur eindeutige Elemente enthält, indem Sie sie in ein Set (Menge) umwandeln und die Längen vergleichen. Dies ist eine kompakte und effiziente Methode, um festzustellen, ob es in einer Liste doppelte Elemente gibt.

Die Kernidee ist, dass wenn eine Liste doppelte Elemente enthält, die Anzahl der Elemente bei der Umwandlung in ein Set reduziert wird, da Sets nur eindeutige Werte speichern. Wenn die Länge der ursprünglichen Liste gleich der Länge des daraus erstellten Sets ist, dann enthält die Liste nur eindeutige Elemente.

Lassen Sie uns das Python-Skript aus den vorherigen Schritten ändern, um zu prüfen, ob eine Liste nur eindeutige Elemente enthält, indem wir die Set-Konvertierung verwenden.

1. Öffnen Sie die Datei unique_elements.py in Ihrer WebIDE, die Sie in den vorherigen Schritten erstellt haben. Sie sollte sich in /home/labex/project befinden.

2. Ändern Sie die Datei unique_elements.py, um den folgenden Code hinzuzufügen:

## Create a list with or without duplicate elements
my_list = [1, 2, 3, 4, 5]  ## Example with unique elements
## my_list = [1, 2, 2, 3, 4, 5]  ## Example with duplicate elements

## Convert the list to a set
my_set = set(my_list)

## Check if the list contains only unique elements
if len(my_list) == len(my_set):
    print("The list contains only unique elements.")
else:
    print("The list contains duplicate elements.")

In diesem Skript definieren wir zunächst eine Liste my_list. Sie können wählen, ob Sie das Beispiel mit eindeutigen Elementen oder das Beispiel mit doppelten Elementen verwenden möchten, indem Sie die entsprechenden Zeilen auskommentieren oder einkommentieren. Dann wandeln wir die Liste in ein Set um und vergleichen die Längen der Liste und des Sets. Wenn die Längen gleich sind, geben wir eine Nachricht aus, die anzeigt, dass die Liste nur eindeutige Elemente enthält; andernfalls geben wir eine Nachricht aus, die anzeigt, dass die Liste doppelte Elemente enthält.

3. Speichern Sie die Datei unique_elements.py.

4. Führen Sie das Skript mit dem folgenden Befehl im Terminal aus:

python unique_elements.py

Wenn Sie das Beispiel mit eindeutigen Elementen verwenden (my_list = [1, 2, 3, 4, 5]), sollten Sie die folgende Ausgabe sehen:

The list contains only unique elements.

Wenn Sie das Beispiel mit doppelten Elementen verwenden (my_list = [1, 2, 2, 3, 4, 5]), sollten Sie die folgende Ausgabe sehen:

The list contains duplicate elements.

Dieses Beispiel zeigt, wie Sie die Set-Konvertierung verwenden können, um effizient zu prüfen, ob eine Liste nur eindeutige Elemente enthält. Diese Technik wird oft in Datenverarbeitungs- und Validierungsaufgaben eingesetzt.

Zusammenfassung

In diesem Lab haben Sie gelernt, wie Sie eindeutige Elemente mit Python-Sets (Mengen) definieren können. Das Lab beinhaltete die Erstellung eines Python-Skripts namens unique_elements.py, um zu zeigen, wie Sets funktionieren. Sie haben eine Liste mit doppelten Elementen erstellt und diese dann mit der set()-Funktion in ein Set umgewandelt. Diese Funktion entfernt automatisch alle doppelten Elemente und lässt nur die eindeutigen Werte übrig.

Das Skript hat dann sowohl die ursprüngliche Liste als auch das Set mit den eindeutigen Elementen ausgegeben, um zu zeigen, wie Sets verwendet werden können, um eindeutige Werte aus einer Liste zu extrahieren. Sie haben bemerkt, dass die Reihenfolge der Elemente im Set von der ursprünglichen Liste abweichen kann, da Sets ungeordnet sind.