Wprowadzenie do programowania w Python – Instrukcje sterujące i struktury danych

Zestaw fiszek pojęciowych obejmujący instrukcje sterujące, obsługę błędów oraz podstawowe i zaawansowane struktury danych w języku Python.

Instrukcje sterujące

Konstrukcje języka programowania (np. if, for, while, try), które kontrolują przepływ wykonania programu, umożliwiając podejmowanie decyzji, tworzenie pętli i dynamiczne sterowanie logiką.

Instrukcja if

Instrukcja warunkowa wykonująca przypisany blok kodu tylko wtedy, gdy zadany warunek logiczny zwraca wartość True.

Klauzula elif

Rozgałęzienie wielokrotne (skrót od „else if”), które pozwala przetestować kolejny warunek logiczny w sytuacji, gdy poprzedzający blok if lub elif zwrócił wartość False.

Klauzula else

Opcjonalny blok kodu wykonywany w instrukcji warunkowej, gdy żaden wcześniejszy warunek nie został spełniony, lub w pętli for/while, gdy zakończyła się ona naturalnie bez wywołania instrukcji break.

Operator warunkowy (ternary operator)

Jednolinijkowa, skrócona forma instrukcji warunkowej o składni: wynik = wartosc_if_true if warunek else wartosc_if_false.

Pętla while

Pętla wykonująca blok instrukcji tak długo, jak długo podany warunek logiczny pozostaje prawdziwy (True).

Pętla for

Pętla służąca do sekwencyjnego iterowania po elementach dowolnej sekwencji, takiej jak lista, krotka, słownik czy łańcuch znaków.

Funkcja range()

Wbudowana funkcja generująca sekwencję liczb całkowitych w zadanym zakresie, powszechnie wykorzystywana do kontrolowania liczby powtórzeń pętli for.

Instrukcja break

Polecenie sterujące, które natychmiastowo przerywa wykonywanie pętli i opuszcza jej ciało.

Instrukcja continue

Polecenie sterujące pomijające resztę instrukcji w bieżącej iteracji pętli i przechodzące bezpośrednio do kolejnej iteracji.

Instrukcja try/except

Konstrukcja służąca do obsługi wyjątków, która przechwytuje potencjalne błędy wykonania i wykonuje kod awaryjny zamiast przerywać działanie programu.

Struktury danych

Sposoby organizowania i przechowywania danych w pamięci komputera ułatwiające manipulację danymi; dzielą się na wbudowane (np. listy, krotki) oraz abstrakcyjne (np. stosy, kolejki, drzewa).

Lista (list)

Dynamiczna, uporządkowana i mutowalna (modyfikowalna w miejscu) kolekcja elementów dowolnego typu, indeksowana od wartości $0$.

Slicing (wycinanie)

Operacja wycinania fragmentu uporządkowanej sekwencji za pomocą indeksów w postaci [start:stop], gdzie indeks stop nie wchodzi w skład wynikowego przedziału.

Funkcja enumerate()

Funkcja wbudowana umożliwiająca jednoczesne pobieranie indeksu oraz wartości elementu sekwencji podczas iteracji w pętli.

List comprehension

Zwięzła składnia tworzenia nowych list na podstawie istniejących sekwencji i opcjonalnych warunków filtrujących.

Krotka (tuple)

Niemodyfikowalna (niemutowalna), uporządkowana sekwencja elementów definiowana w nawiasach okrągłych; lżejsza i szybsza od listy oraz mogąca pełnić rolę klucza w słowniku.

Rozpakowywanie krotek (tuple unpacking)

Przypisanie poszczególnych elementów krotki bezpośrednio do odrębnych zmiennych (np. a, b, c = (10, 20, 30)).

Rozpakowanie gwiazdkowe (*)

Składnia z użyciem gwiazdki pozwalająca zebrać zmienną liczbę nadmiarowych elementów krotki do pojedynczej listy (np. head, *rest = (5, 2, 3, 4)).

Zbiór (set)

Nieuporządkowana kolekcja unikalnych elementów, automatycznie usuwająca powtórzenia i oferująca operacje na zbiorach, takie jak union() (|) oraz intersection() (&).

Słownik (dict)

Kolekcja par typu klucz-wartość, w której klucze muszą być unikalne i niemutowalne, gwarantująca szybki dostęp do wartości o złożoności czasowej $O(1)$.

Metoda get() w słowniku

Metoda pobierająca wartość dla danego klucza, która w razie jego braku zwraca wartość domyślną zamiast wywoływać błąd KeyError.

Stos (stack)

Abstrakcyjna struktura danych typu LIFO (Last In, First Out), w której ostatni dodany element jest usuwany jako pierwszy; obsługuje operacje push, pop oraz peek.

Kolejka (queue)

Liniowa struktura danych działająca w modelu FIFO (First In, First Out), w której elementy są dodawane na końcu (enqueue) i usuwane z początku (dequeue).

collections.deque

Kolejka dwustronna (double-ended queue) zoptymalizowana pod kątem szybkiego dodawania i usuwania elementów z obu końców ze złożonością czasową $O(1)$.

Drzewo (tree)

Hierarchiczna struktura danych składająca się z powiązanych węzłów (nodes), w której każdy węzeł może posiadać dowolną liczbę węzłów-dzieci.

Korzeń (root)

Początkowy, najwyższy węzeł w hierarchii drzewa, który nie posiada żadnego rodzica.

Liść (leaf)

Węzeł w strukturze drzewa, który nie posiada żadnych węzłów potomnych (dzieci).