Python: Liste (Soluzioni)

Nota

In alcune soluzioni uso il carattere \ alla fine di una riga di codice.

Usato in questo modo, \ spiega a Python che il comando continua alla riga successiva. Se non usassi \, Python potrebbe pensare che il comando finisca li’ e quindi che sia sintatticamente sbagliato – dando errore.

Potete tranquillamente ignorare questi \.

Operazioni

1. Soluzione:

   lista = []
   print lista, len(lista)         # controllo
   

2. Soluzione:

   lista = range(5)
   print lista, len(lista)         # controllo
   print len(lista)
   

3. Soluzione:

   lista = [0] * 100
   print lista, len(lista)         # controllo
   

4. Soluzione:

   lista_1 = range(10)
   lista_2 = range(10, 20)
   
   lista_completa = lista_1 + lista_2
   print lista_completa
   
   print lista_completa == range(20)   # Ture
   

5. Soluzione:

   lista = ["sono", "una", "lista"]
   print lista, len(lista)         # controllo
   
   print len(lista[0])
   print len(lista[1])
   print len(lista[2])
   

6. Soluzione:

   lista = [0.0, "b", [3], [4, 5]]
   
   print len(lista)                # 4
   
   print type(lista[0])            # float
   
   print lista[1], len(lista[1])   # "b", 1
   
   print lista[2], len(lista[2])   # [3], 1
   
   print lista[-1], len(lista[-1]) # [4, 5], 2
   
   print "b" in lista              # True
   
   print 4 in lista                # False
   print 4 in lista[-1]            # True
   

7. Soluzione: la prima e’ una lista di interi, la seconda una lista di stringhe, mentre la terza e’ una stringa!:

   print type(lista_1)             # list
   print type(lista_2)             # list
   print type(lista_3)             # str
   

8. Soluzioni:

   # una lista vuota
   lista = []
   print len(lista)                # 0
   del lista
   
   
   # sintassi non valida, Python da' errore
   lista = [}
   
   
   # una lista che contiene una lista vuota
   lista = [[]]
   print len(lista)                # 1
   print len(lista[0])             # 0
   del lista
   
   
   # non funziona perche' lista non e' definita!
   lista.append(0)
   
   
   # questa invece funziona
   lista = []
   lista.append(0)
   print lista                     # [0]
   del lista
   
   
   # non funziona perche' mancano le virgole!
   lista = [1 2 3]
   
   
   # da' errore perche' la lista ha solo 3 elementi!
   lista = range(3)
   print lista[3]
   
   
   # estrae l'ultimo elemento
   lista = range(3)
   print lista[-1]
   del lista
   
   
   # estrae i primi due elementi (lista[2], il terzo,
   # e' escluso)
   lista = range(3)
   sottolista = lista[0:2]
   print lista
   del lista
   
   
   # estrare tutti gli elementi (lista[3], che 'non
   # esiste', e' escluso)
   lista = range(3)
   sottolista = lista[0:3]
   print lista
   del lista
   
   
   # estrae i primi due elementi (lista[-1], il terzo,
   # e' escluso)
   lista = range(3)
   sottolista = lista[0:-1]
   print lista
   del lista
   
   
   # inserisce in terza posizione la stringa "due"
   lista = range(3)
   lista[2] = "due"
   print lista
   del lista
   
   
   # non funziona: la lista contiene solo tre elementi,
   # quindi non ha una quarta posizione, e Python da'
   # errore
   lista = range(3)
   lista[3] = "tre"
   
   
   # inserisce in terza posizione la stringa "tre"
   lista = range(3)
   lista[-1] = "tre"
   print lista
   del lista
   
   
   # l'indice deve essere un intero, Python da' errore
   lista = range(3)
   lista[1.2] = "uno virgola due"
   
   
   # sostituisce il secondo elemento di lista (cioe' 1)
   # con una lista di due stringhe; e' perfettamente
   # legale: le liste *possono* contenere altre stringhe
   lista = range(3)
   lista[1] = ["testo-1", "testo-2"]
   print lista
   del lista
   

9. Soluzione:

   matrice = [
       [1, 2, 3],
       [4, 5, 6],
       [7, 8, 9],
   ]
   
   prima_riga = matrice[0]
   print prima_riga
   
   secondo_elemento_prima_riga = prima_riga[1]
   # oppure
   secondo_elemento_prima_riga = matrice[0][1]
   print secondo_elemento_prima_riga
   
   somma_prima_riga = matrice[0][0] + matrice[0][1] + matrice[0][2]
   print somma_prima_riga
   
   seconda_colonna = [matrice[0][1], matrice[1][1], matrice[2][1]]
   print seconda_colonna
   
   diagonale = [matrice[0][0], matrice[1][1], matrice[2][2]]
   print diagonale
   
   tre_righe_assieme = matrice[0] + matrice[1] + matrice[2]
   print tre_righe_assieme
   

Metodi

1. Prima dichiaro una lista qualunque, ad esempio quella vuota:

   lista = []
   

   poi aggiungo i vari elementi richiesti con append():

   lista.append(0)
   lista.append("testo")
   lista.append([0, 1, 2, 3])
   

2. Soluzione:

   # aggiunge un 3 alla fine della lista
   lista = range(3)
   lista.append(3)
   print lista
   del lista
   
   # aggiunge una lista con un 3 dentro alla fine della lista
   lista = range(3)
   lista.append([3])
   print lista
   del lista
   
   # aggiunge un 3 (il solo elemento contenuto nella lista [3]) alla
   # fine della lista
   lista = range(3)
   lista.extend([3])
   print lista
   del lista
   
   # non funziona: extend() estende una lista con i contenuti
   # di un'altra lista, ma qui 3 *non* e' una lista! Python da'
   # errore
   lista = range(3)
   lista.extend(3)
   
   # sostituisce l'elemento in posizione 0, il primo, con il
   # valore 3
   lista = range(3)
   lista.insert(0, 3)
   print lista
   del lista
   
   # inserisce un 3 alla fine di lista
   lista = range(3)
   lista.insert(3, 3)
   print lista
   del lista
   
   # inserisce la lista [3] alla fine di lista
   lista = range(3)
   lista.insert(3, [3])
   print lista
   del lista
   
   # non funziona: il primo argomento di insert() deve essere
   # un intero, qui gli stiamo dando una lista! Python da' errore
   lista = range(3)
   lista.insert([3], 3)
   

3. Soluzione:

   lista = []
   lista.append(range(10))
   lista.append(range(10, 20))
   print lista
   

   Qui uso append(), che inserisce un elemento alla fine di lista. In questo caso inserisco due liste, cioe’ i risultati di range(10) e range(10, 20).

   E’ chiaro che len(lista) e’ 2, visto che ho inserito solo due elementi.

   Invece:

   lista = []
   lista.extend(range(10))
   lista.extend(range(10, 20))
   print lista
   

   fa uso di extend(), che “estende” una lista con un’altra lista. Qui la lista finale ha 20 elementi, come si evince con:

   print len(lista)
   

4. Soluzione:

   lista = [0, 0, 0, 0]
   lista.remove(0)
   print lista
   

   solo la prima ripetizione di 0 viene rimossa!

5. Soluzione:

   lista = [1, 2, 3, 4, 5]
   
   # inverte l'ordine degli elementi di lista
   lista.reverse()
   print lista
   
   # ordina gli elementi di lista
   lista.sort()
   print lista
   

   Il risultato e’ che dopo le due operazioni lista torna al suo valore iniziale.

   Invece questo:

   lista = [1, 2, 3, 4, 5]
   lista.reverse().sort()
   

   non si puo’ fare. Il risultato di lista.reverse() e’ None:

   lista = [1, 2, 3, 4, 5]
   risultato = lista.reverse()
   print risultato
   

   che certamente non e’ una lista, e quindi non ci posso fare sopra sort(). Python dara’ errore.

6. Sono tentato di scrivere:

   lista = range(10)
   lista_inversa = lista.reverse()
   
   print lista                         # modificata!
   print lista_inversa                 # None!
   

   ma questa cosa non funziona: reverse() modifica lista e restituisce None! Perdipiu’ questo codice modifica lista direttamente, ed io non voglio.

   Quindi prima faccio una copia di lista, e poi ordino quella:

   lista = range(10)
   lista_inversa = lista[:]            # *non* lista_inversa = lista
   lista_inversa.reverse()
   print lista                         # invariata
   print lista_inversa                 # invertita
   

   Invece questo codice:

   lista = range(10)
   lista_inversa = lista
   lista_inversa.reverse()
   print lista                         # modificata!
   print lista_inversa                 # invertita
   

   non funziona come vorrei: quello che succede e’ che lista_inversa contiene non una copia di lista, ma un riferimento allo stesso oggetto riferito da lista.

   Quindi quando inverto lista_inversa finisco per invertire anche lista.

7. Come sopra:

   frammenti = [
       "KSYK",
       "SVALVV"
       "GVTGI",
       "VGSSLAEVLKLPD",
   ]
   frammenti_ordinati = frammenti.sort()
   

   non funziona: sort() ordina lista e restituisce None! Quindi sono costretto a fare prima una copia di frammenti, e poi ad ordinare quella:

   frammenti_ordinati = frammenti[:]
   frammenti_ordinati.sort()
   print frammenti                     # invariata
   print frammenti_ordinati            # ordinata
   

8. Soluzione:

   lista = []
   lista.append(lista)
   
   print lista
   

   crea una lista che contiene se’ stessa; lista e’ una struttura che in gergo viene detta ricorsiva.

   lista e’ chiaramente infinita (in termini di annidamento), visto che posso farci cose come queste:

   print lista
   print lista[0]
   print lista[0][0]
   print lista[0][0][0]
   print lista[0][0][0][0]
   # ...
   

   Visto che lista ha profondita’ infinita, Python quando la stampa usa un’ellissi ... per indicare che c’e’ una quantita’ infinita di liste dentro a lista (ed ovviamente non puo’ stamparle tutte).

   Non vedremo altre strutture ricorsive nel corso.

Metodi Stringhe-Liste

1. Soluzione:

   testo = """The Wellcome Trust Sanger Institute
   is a world leader in genome research.""""
   
   parole = testo.split()
   print len(parole)
   
   
   righe = testo.split("\n")
   
   prima_riga = righe[0]
   print "la prima riga e':", prima_riga
   
   seconda_riga = righe[1]
   print "la seconda riga e':", seconda_riga
   
   
   print "la prima parola della seconda riga e':", seconda_riga.split()[0]
   

2. Soluzione:

   tabella = [
       "protein | database | domain | start | end",
       "YNL275W | Pfam | PF00955 | 236 | 498",
       "YHR065C | SMART | SM00490 | 335 | 416",
       "YKL053C-A | Pfam | PF05254 | 5 | 72",
       "YOR349W | PANTHER | 353 | 414",
   ]
   
   prima_riga = tabella[0]
   titoli_colonne_quasi = prima_riga.split("|")
   print titoli_colonne_quasi
   # ["protein ", " database ", ...]
   
   # purtroppo qui i titoli delle colonne contengono spazi superflui
   # per evitarli posso cambiare il delimitatore che do a split()
   
   titoli_colonne = prima_riga.split(" | ")
   print titoli_colonne
   # ["protein", "database", ...]
   

   Volendo si puo’ usare anche strip() assieme ad una list comprehension su titoli_colonne_quasi, ma (come appena dimostrato) non e’ necessario.

3. Soluzione:

   parole = ["parola_1", "parola_2", "parola_3"]
   
   print " ".join(parole)
   
   print ",".join(parole)
   
   print " e ".join(parole)
   
   print "".join(parole)
   
   backslash = r"\"
   print backslash.join(parole)
   

4. Soluzione:

   versi = [
       "Taci. Su le soglie"
       "del bosco non odo"
       "parole che dici"
       "umane; ma odo"
       "parole piu' nuove"
       "che parlano gocciole e foglie"
       "lontane."
   ]
   
   poesia = "\n".join(versi)
   

List Comprehension

1. Soluzioni:

   1. Soluzione:

      lista_piu_tre = [numero + 3 for numero in lista]
      
      print lista_piu_tre             # controllo
      

   2. Soluzione:

      lista_dispari = [numero for numero in lista
                       if (numero % 2 == 1)]
      

   3. Soluzione:

      lista_opposti = [-numero for numero in lista]
      

   4. Soluzione:

      lista_inversi = [1.0 / numero for numero in lista
                       if numero != 0]
      

   5. Soluzione:

      primo_e_ultimo = [lista[0], lista[-1]]
      

   6. Soluzione:

      dal_secondo_al_penultimo = lista[1:-1]
      

   7. Soluzione:

      lista_dispari = [numero for numero in lista
                       if (numero % 2 == 1)]
      quanti_dispari = len(lista_dispari)
      print quanti_dispari
      

      oppure abbreviando:

      quanti_dispari = len([numero for numero in lista
                            if (numero % 2 == 1)])
      

   8. Soluzione:

      lista_divisi_per_5 = [float(numero) / 5
                            for numero in lista]
      

   9. Soluzione:

      lista_multipli_5_divisi = [float(numero) / 5.0)
                                 for numero in lista
                                 if (numero % 5 == 0)]
      

   10. Soluzione:

       lista_di_stringhe = [str(numero) for numero in lista]
       

   11. Soluzione:

       # Come sopra, ma iterando su `lista_di_stringhe`
       # piuttosto che direttamente su `lista`
       quanti_dispari = len([stringa for stringa in lista_di_stringhe
                             if (int(stringa) % 5 == 0)])
       

   12. Soluzione:

       testo = " ".join([str(numero) for numero in lista])
       

       Occhio che se dimentico di fare str(numero), join() si rifiuta di funzionare.

2. Soluzioni:

   1. # andata
      lista_1 = [1, 2, 3]
      lista_2 = [str(x) for x in lista_1]
      
      # ritorno
      lista_2 = ["1", "2", "3"]
      lista_1 = [int(x) for x in lista_2]
      

   2. # andata
      lista_1 = ["nome", "cognome", "eta'"]
      lista_2 = [[x] for x in lista_1]
      
      # ritorno
      lista_2 = [["nome"], ["cognome"], ["eta'"]]
      lista_1 = [l[0] for l in lista_2]
      

   3. # andata
      lista_1 = ["ACTC", "TTTGGG", "CT"]
      lista_2 = [[x.lower(), len(x)] for x in lista_1]
      
      # ritorno
      lista_2 = [["actc", 4], ["tttgggcc", 6], ["ct", 2]]
      lista_1 = [l[0].upper() for l in lista_2]
      

3. Soluzione:

   1. [x for x in lista]: crea una copia di lista.
   2. [y for y in lista]: crea una copia di lista (identico a sopra).
   3. [y for x in lista]: invalida. (Se x rappresenta l’elemento della lista, cos’e’ y?)
   4. ["x" for x in lista]: crea una lista piena di stringhe "x" lunga quanto lista. Il risultato sara’: ["x", "x", ..., "x"].
   5. [str(x) for x in lista]: per ogni intero x in lista, lo converte in stringa con str(x) e mette il risultato nella lista che sta creando. Il risultato sara’: ["0", "1", ..., "9"].
   6. [x for str(x) in lista]: invalida: la trasformazione str(...) e’ nel posto sbagliato!
   7. [x + 1 for x in lista]: per ogni intero x in lista, aggiunge uno con x + 1 e mette il risultato nella lista che sta creando. Il risultato sara’: [1, 2, ..., 10].
   8. [x + 1 for x in lista if x == 2]: per ogni intero x in lista controlla se vale 2. Se lo e’ mette x + 1 nella lista che sta creando, altrimento lo scarta. Il risultato sara’: [3].

4. Soluzione:

   dna = open("data/dna-fasta/fasta.1").readlines()
   print " ".join(dna)
   
   
   # Rimuovo l'intestazione: due alternative
   dna_no_intestazione = [riga for riga in dna
                          if not riga[0].startswith(">")]
   dna_no_intestazione = [riga for riga in dna
                          if riga[0] != ">"]
   
   
   # Si', ci sono caratteri di a capo o spazi
   print ["\n" in riga for riga in dna_no_intestazione]
   print [" " in riga for riga in dna_no_intestazione]
   
   # Rimuovo i caratteri a capo da tutte le righe
   dna_solo_seq = [riga.strip() for riga in dna_no_intestazione]
   
   # Ricontrollo per sicurezza: non ci sono caratteri
   # di a capo ne' spazi
   print ["\n" in riga for riga in dna_solo_seq]
   print [" " in riga for riga in dna_solo_seq]
   
   
   # Concateno tutte le righe di dna_solo_seq
   sequenza = "".join(dna_solo_seq)
   
   
   # Calcolo il numero di "C" e "G"
   num_c = sequenza.count("C")
   num_g = sequenza.count("G")
   
   
   # Calcolo il GC-content, facendo attenzione da usare
   # dei float per evitare errori di approssimazione
   gc_content = float(num_c + num_g) / len(sequenza)
   

5. Soluzione:

   risultato_cdhit = """\
   >Cluster 0
   0 >YLR106C at 100.00%
   >Cluster 50
   0 >YPL082C at 100.00%
   >Cluster 54
   0 >YHL009W-A at 90.80%
   1 >YHL009W-B at 100.00%
   2 >YJL113W at 98.77%
   3 >YJL114W at 97.35%
   >Cluster 52
   0 >YBR208C at 100.00%
   """
   
   righe = risultato_cdhit.split("\n")
   

   Per ottenere i nomi dei cluster, devo tenere solo le righe che cominciano per ">", e per ciascuna di queste fare lo split() in modo da poter ottenere il secondo elemento (che e’ il nome del cluster):

   nomi_cluster = [riga.split()[1] for riga in righe
                   if riga.startswith(">")]
   

   Per ottenere i nomi delle proteine, devo tenere solo le righe che non cominciano per ">", e per ciascuna di queste fare lo split() e tenere il secondo elemento (avendo cura di rimuovere il ">" dal nome della proteina):

   proteine = [riga.split()[1].lstrip(">") for riga in righe
               if not riga.startswith(">")]
   

   Per ottenere le coppie proteina-percentuale, come nel caso precedente, tengo solo le righe che non cominciano per ">". Su ciascuna di queste faccio split() e tengo il nome della proteina (secondo elemento) e la percentuale (ultimo elemento):

   coppie_proteina_percentuale = \
       [[riga.split()[1].lstrip(">"), riga.split()[-1].rstrip("%")]
        for riga in righe if not riga.startswith(">")]
   

   Versione annotata:

   coppie_proteina_percentuale = \
       [[riga.split()[1].lstrip(">"), riga.split()[-1].rstrip("%")]
   #     ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
   #       nome proteina, come sopra            percentuale
   #    ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
   #                     coppia proteina-percentuale
        for riga in righe if not riga.startswith(">")]
   

6. Soluzione:

   righe = open("data/prot-pdb/1A3A.pdb").readlines()
   
   
   # ~~~~ prima parte ~~~~
   
   # Estraggo tutte le righe SEQRES
   righe_seqres = [riga for riga in righe
                   if riga.startswith("SEQRES")]
   print len(righe_seqres)                     # 48
   
   # Estraggo i nomi delle catene
   catene = [riga.split()[2] for riga in righe_seqres]
   print catene
   
   # Estraggo da righe_seqres quelle relative alla catena B
   righe_seqres_b = [riga for riga in righe_seqres
                     if riga.split()[2] == "B"]
   print len(righe_seqres_b)                   # 12
   
   # Estraggo le sequenze da ciascuna riga di righe_seqres_b,
   # poi concateno per ottenere il risultato voluto.
   sequenze_parziali_B = [" ".join(riga.split()[4:])
                          for riga in righe_seqres_b]
   sequenza_B = "".join(sequenze_parziali_B)
   
   
   # ~~~~ seconda parte ~~~~
   
   # Estraggo tutte le righe HELIX
   righe_helix = [riga for riga in righe
                  if riga.startswith("HELIX")]
   print len(righe_helix)                      # 30
   
   # Estraggo dalle righe le posizioni di ciascuna elica
   eliche_inizio_fine = [[int(riga.split()[5]), int(riga.split()[8])]
   #                      ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^  ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
   #                           inizio elica         fine elica
                         for riga in righe_helix]
   
   # In un secondo passaggio (per comodita') calcolo
   # il risultato voluto
   info_eliche = [coppia + [coppia[1] - coppia[0] + 1]
   #              ^^^^^^   ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
   #           [inizio, fine]       lunghezza
                  for coppia in eliche_inizio_fine]
   

7. Soluzione:

   matrice = [range(0,3), range(3,6), range(6,9)]
   
   
   # estraggo la prima riga
   prima_riga = matrice[0]
   
   
   # estraggo la prima colonna
   prima_colonna = [matrice[0][i] for i in range(3)]
   
   
   # inverto l'ordine delle righe
   sottosopra = matrice[:]
   sottosopra.reverse()
   # oppure
   sottosopra = [matrice[2-i] for i in range(3)]
   
   
   # inverto l'ordine delle colonne
   palindromo = []
   # appendo la prima riga di matrice invertita
   palindromo.append([matrice[0][2-i] for i in range(3)])
   # appendo la seconda riga di matrice invertita
   palindromo.append([matrice[1][2-i] for i in range(3)])
   # appendo la terza riga di matrice invertita
   palindromo.append([matrice[2][2-i] for i in range(3)])
   
   # oppure in un solo passaggio -- ma e' complicato e potete ignorarlo!!!
   palindromo = [[riga[2-i] for i in range(3)]
                  for riga in matrice]
   
   
   # ricreo matrice con una sola list comprehension
   matrice_di_nuovo = [range(i, i+3) for i in range(9)
                       if i % 3 == 0]
   

8. Soluzioni:

   lista = range(100)
   
   lista_quadrati = [numero**2 for numero in numeri]
   
   lista_differenze_quadrati = \
       [lista_quadrati[i+1] - lista_quadrati[i]
        for i in range(len(lista_quadrati) - 1)]