BÀI 17 - DỮ LIỆU MẢNG MỘT CHIỀU VÀ HAI CHIỀU

MỞ ĐẦU

Câu 1: Em được giao nhiệm vụ thiết lập và lưu trữ một danh sách các địa điểm là nơi các bạn trong lớp sẽ thường xuyên đến để tham quan và trải nghiệm thực tế. Mỗi địa điểm như vậy cần nhiều thông tin, nhưng thông tin quan trọng nhất là toạ độ (x. y) của thông tin đó trên bàn đồ. Em sẽ dụng cầu trúc dữ liệu gì để mô tả danh sách các địa điểm này?

Trả lời:

Em sẽ dụng cầu trúc dữ liệu 2 chiều để mô tả danh sách các địa điểm này.

1. CẤU TRÚC DỮ LIỆU MẢNG MỘT CHIỀU

Hoạt động 1. Tìm hiểu cấu trúc dữ liệu mảng một chiều trong Python

Câu 1: Thực hiện các thao tác sau, quan sát, trao đổi và thảo luận, từ đó nhận biết về cấu trúc dữ liệu mảng một chiều trong Python.

Trả lời:

Cấu trúc dữ liệu màng một chiều trong Python có thể biểu diễn bằng kiểu dữ liệu canh sách (list) với chức năng truy cập dễ dàng từng phần tử theo chỉ số, truy cập theo vùng chỉ số. Toán từ in và lệnh for .. in sẽ hỗ trợ duyệt từng phản từ của mảng.

Câu hỏi

Câu 1: Sử dụng hàm sum() tính tổng các số của một dãy. Hãy viết câu lệnh tính giá trị trung bình của dãy số A cho trước.

Trả lời:

tb = sum(A) / len(A)

print(tb)

Câu 2: Có thể duyệt các phần tử của mảng theo chiều ngược lại, từ cuối về đầu, được không?

Trả lời:

• Có thể duyệt các phần tử của mảng theo chiều ngược lại từ cuối về đầu bằng cách sử dụng các vòng lặp hoặc hàm đệ quy để duyệt các phần tử của mảng từ vị trí cuối cùng về đầu.
• Ví dụ, trong ngôn ngữ lập trình C, chúng ta có thể sử dụng vòng lặp for để duyệt các phần tử của mảng theo chiều ngược lại từ vị trí cuối cùng đến đầu mảng bằng cách khởi tạo biến đếm i bằng độ dài của mảng trừ đi 1 và sử dụng điều kiện i >= 0 để kiểm tra xem vị trí hiện tại có nằm trong mảng hay không, sau đó giảm giá trị của i sau mỗi lần lặp.
• Trong Python chúng ta có thể sử dụng hàm reverse() để đảo ngược thứ tự các phần tử trong mảng, sử dụng vòng lặp for kết hợp với chỉ số đếm để duyệt từ vị trí cuối cùng đến đầu mảng hoặc sử dụng hàm reversed() để tạo một danh sách mới với các phần tử đã được đảo ngược.

2. CẤU TRÚC DỮ LIỆU MẢNG HAI CHIỀU

Hoạt động 2. Mô hình danh sách trong danh sách Python

Câu 1: Thực hiện các lệnh sau, sau sát, trao đổi và thảo luận, từ đó nhận biết về mô hình danh sách trong Python.

Trả lời:

Python hỗ trợ mô hình dữ liệu danh sách trong danh sách, tức là mỗi phần tử của danh sách là một đối tượng dạng danh sách khác.

Câu hỏi

Câu 1: Thiết lập mảng bao gồm dữ liệu là toạ độ các điểm trên mặt phẳng, mỗi điểm p được cho bởi hai toạ độ (px, py).

Trả lời:

Ta có thể sử dụng kiểu dữ liệu danh sách (list) trong Python để lưu trữ các điểm trên mặt phẳng. Mỗi điểm sẽ được biểu diễn bằng một danh sách chứa hai phần tử là toạ độ px và py.

Ví dụ, để tạo một mảng bao gồm 3 điểm A(1,2), B(3,4), và C(5,6), bạn có thể sử dụng mã như sau:

p = [[1, 2], [3, 4], [5, 6]]

Câu 2: Thiết lập màng bao gồm dãy các thông tin là danh sách học sinh và thông tin 3 điểm thi của học sinh tương ứng các bải thi số 1, 2, 3. Viết đoạn lệnh nhập bộ dữ liệu trên và chương trình in ra danh sách học sinh cùng với điểm trung bình của các bài thi.

Trả lời:

Để lưu trữ danh sách học sinh và thông tin điểm thi của họ, bạn có thể sử dụng một danh sách chứa nhiều danh sách con. Mỗi danh sách con sẽ chứa tên học sinh (dạng chuỗi) và ba điểm số (dạng số) của họ tương ứng với ba bài thi.

Ví dụ, để tạo một mảng danh sách học sinh với thông tin điểm số, ta có thể sử dụng mã như sau:

# Nhập danh sách học sinh và điểm số

students = []

n = int(input("Nhập số lượng học sinh: "))

for i in range(n):

  name = input(f"Nhập tên học sinh thứ {i+1}: ")

  mark1 = float(input(f"Nhập điểm bài thi 1 của {name}: "))

  mark2 = float(input(f"Nhập điểm bài thi 2 của {name}: "))

  mark3 = float(input(f"Nhập điểm bài thi 3 của {name}: "))

  students.append([name, mark1, mark2, mark3])

# Tính điểm trung bình và in ra danh sách học sinh và điểm trung bình của họ

for student in students:

  name = student[0]

  mark1 = student[1]

  mark2 = student[2]

  mark3 = student[3]

  avg_mark = (mark1 + mark2 + mark3) / 3

  print(f"Học sinh {name} có điểm trung bình là {avg_mark}")

Hoạt động 3. Mô hình mảng hai chiều của Python

Câu 1: Đọc, trao đổi, thảo luận về cấu trúc dữ liệu mảng hai chiều trong Python.

Trả lời:

Trong tin học, một cấu trúc dữ liệu hai chiều được hiểu là một bảng hay còn gọi là ma trận, bao gồm các hàng và cột dữ liệu. Bảng có thể có kích thước vuông n x n hoặc kích thước bất kì m x n.

Câu hỏi

Câu 1: Câu lệnh sau sẽ tạo dữ liệu thuộc thể loại gì?

temp = [1 , 2, 3, 4]

A= [temp, temp]

Trả lời:

• Câu lệnh trên sẽ tạo ra một dữ liệu thuộc thể loại List (danh sách) trong Python, với tên biến A là một danh sách chứa hai phần tử. Mỗi phần tử của danh sách A là một tham chiếu đến đối tượng danh sách temp, được tạo ra trước đó.
• Vì vậy, A sẽ chứa hai tham chiếu đến cùng một danh sách temp, với giá trị của temp là [1, 2, 3, 4]. Nếu giá trị của danh sách temp thay đổi, thì giá trị của các phần tử trong danh sách A cũng sẽ thay đổi theo.

Câu 2: Nếu A là bảng (ma trận) kích thước m X N thì đoạn chương trình sau sẽ in ra thông tin gì trên màn hình?

for i in range(m):

    for j in range(n):

     print(A[i][j],end=” “)

    print()

Trả lời:

Nếu A là một ma trận kích thước m x n, đoạn chương trình trên sẽ in ra giá trị của từng phần tử trong ma trận A, mỗi dòng một.

Cụ thể, với mỗi giá trị của i trong khoảng từ 0 đến m - 1, vòng lặp đầu tiên sẽ lặp qua từng phần tử trong hàng thứ i của ma trận A. Với mỗi giá trị của j trong khoảng từ 0 đến n-1, vòng lặp thứ hai sẽ in ra giá trị của phần tử tại vị trí (i,j) trong ma trận A bằng lệnh print(A[i][j],end=" "), kết thúc bằng một khoảng trắng.

Sau khi in hết các phần tử trong hàng thứ i, lệnh print() trong vòng lặp đầu tiên sẽ xuống dòng, chuyển sang in hàng tiếp theo của ma trận A. Như vậy, tổng hợp lại, đoạn chương trình sẽ in ra ma trận A dưới dạng bảng trên màn hình.

LUYỆN TẬP

Câu 1: Giả sử số đo chiều cao các bạn trong lớp được cho trong dãy số A. Hãy viết đoạn chương trình tính:

• Số đo chiều cao trung bình của cả lớp.
• Số bạn có chiều cao lớn hơn chiều cao trung bình của cả lớp.

Trả lời:

A = [170, 175, 160, 180, 165] # ví dụ dãy số đo chiều cao của lớp

n = len(A) # số lượng học sinh trong lớp

tong_chieu_cao = sum(A) # tổng số đo chiều cao của cả lớp

trung_binh_chieu_cao = tong_chieu_cao/n # số đo chiều cao trung bình của cả lớp

so_hs_tren_tb = 0 # số học sinh có chiều cao lớn hơn chiều cao trung bình của cả lớp

for i in range(n):

  if A[i] > trung_binh_chieu_cao:

   so_hs_tren_tb += 1

print("Số đo chiều cao trung bình của cả lớp là:", trung_binh_chieu_cao)

print("Số bạn có chiều cao lớn hơn chiều cao trung bình của cả lớp là:", so_hs_tren_tb)

Câu 2: Viết chương trình nhập từ bàn phím số tự nhiên m, sau đó lần lượt nhập m dòng, mỗi dòng bao gồm n số cách nhau bởi dấu cách, đưa dữ liệu đã nhập vào ma trận A, sau đó in ma trận A ra màn hình.

Trả lời:

m = int(input("Nhập số hàng của ma trận: "))

n = int(input("Nhập số cột của ma trận: "))

A = []

for i in range(m):

  # Nhập một dòng gồm n số nguyên cách nhau bởi dấu cách

  row = list(map(int, input(f"Nhập dòng {i+1}: ").split()))

  A.append(row)

# In ma trận A ra màn hình

for i in range(m):

  for j in range(n):

   print(A[i][j], end=" ")

  print()

VẬN DỤNG

Câu 1: Viết hàm số UnitMatrix(n) với n là số tự nhiên cho trước, hàm trả lại giá trị là ma trận bậc n như Hình 17.1.

Trả lời:

def UnitMatrix(n):

 matrix = []

 for i in range(n):

  row = []

  for j in range(n):

   if i == j:

    row.append(1)

   else:

    row.append(0)

  matrix.append(row)

 return matrix

Câu 2: Viết chương trình cho phép người dùng nhập từ bàn phim một dãy số tự nhiên, hãy đếm với mỗi giá trị của dây có bao nhiêu số lặp lại. Ví dụ nếu dãy ban đầu là:

0 1 5 7 0 2 5 1 1 2

thì chương trình cần thông báo như Hình 17.2.

Trả lời:

numbers = list(map(int, input("Nhập dãy số: ").split()))

count = {}

for number in numbers:

  if number in count:

   count[number] += 1

  else:

   count[number] = 1

for number in count:

   print(f"Số {number} lặp lại {count[number]} lần")

Câu 3: Em ghi số tiền điện gia đình em theo từng tháng vào một danh sách gồm 12 số. Mỗi năm lại ghi lại số tiền điện vào một danh sách và ghép với danh sách các năm trước. Như vậy em thu được một bảng kích thước n x 12, trong đó hàng thứ k là số tiễn điện của nãm thứ k, cột tương ứng số tiền điện theo tháng.

1. a) Thiết lập mảng mới tính số tiền điện trung bình của các năm, mối năm ghi một số.
2. b) Tính số tiền điện trung bình của tất cả các năm đã được ghi dữ liệu trong bảng.

Trả lời:

#Tạo mảng 2 chiều lưu trữ số tiền điện của gia đình

electricity_bills = [

 [100, 120, 130, 110, 90, 80, 70, 60, 50, 70, 80, 90],

 [110, 130, 140, 120, 100, 90, 80, 70, 60, 80, 90, 100],

 [120, 140, 150, 130, 110, 100, 90, 80, 70, 90, 100, 110],

 [130, 150, 160, 140, 120, 110, 100, 90, 80, 100, 110, 120]

]

# Tính số tiền điện trung bình của từng năm và in kết quả

for i in range(len(electricity_bills)):

 year_total = sum(electricity_bills[i])

 year_average = year_total / len(electricity_bills[i])

 print(f"Average electricity bill for year {i+1}: {year_average}")

# Tính số tiền điện trung bình của tất cả các năm và in kết quả

total = 0

count = 0

for row in electricity_bills:

 total += sum(row)

 count += len(row)

overall_average = total / count

print(f"Overall average electricity bill: {overall_average}")