Generare array con valori predefiniti

In questa lezione vedremo come generare array con valori predefiniti, che è una parte fondamentale della programmazione con NumPy. NumPy infatti fornisce diverse funzioni per creare array con valori predefiniti, che possono essere utilizzate per inizializzare array con valori specifici, come zeri, uni, valori casuali o valori sequenziali.

Perchè è importante saper generare array con valori predefiniti?

La generazione di array con valori predefiniti è una funzionalità fondamentale nella programmazione con NumPy, poiché fornisce un modo efficiente per creare e inizializzare array con valori specifici. Questa capacità è dunque essenziale in numerose applicazioni scientifiche, ingegneristiche e computazionali, dove spesso si lavora con grandi quantità di dati e si eseguono calcoli complessi.

Utilizzare valori predefiniti per inizializzare gli array permette di risparmiare tempo e risorse computazionali, poiché evita la necessità di assegnare manualmente valori agli elementi dell’array uno per uno. Inoltre, fornisce un modo coerente e standardizzato per inizializzare gli array, garantendo che i dati siano correttamente formattati e pronti per l’elaborazione.

Questo è particolarmente importante in contesti come l’analisi dei dati, il machine learning, la simulazione numerica e molte altre aree in cui NumPy è ampiamente utilizzato. La capacità di generare array con valori predefiniti consente quindi ai ricercatori, agli

Continua la lettura su: https://www.codingcreativo.it/generare-array-con-valori-predefiniti/ Autore del post: Cristina Parma Fonte:

Articoli Correlati

Bubble Sort Python

L’algoritmo bubble sort in Python è l’argomento di questa lezione. Il bubble sort è un algoritmo di ordinamento molto semplice da implementare, ma dobbiamo dire che è anche poco efficiente.

Infatti il bubble sort è utilizzato principalmente in ambito didattico per far apprendere le logiche e le basi della programmazione.

Il funzionamento del bubble sort è questo:

Si confrontano gli elementi vicini tra di loro, portando l’elemento maggiore in ultima posizione durante la prima “passata” (eseguendo n-1 confronti), poi il secondo massimo in penultima posizione e così via finché l’array non è ordinato.

Quindi ad ogni passaggio si inserisce nell’elenco il valore successivo più grande al posto giusto.

La complessità dell’algoritmo è O(n2), sia nel caso peggiore, sia nel caso migliore.

Implementazione bubble sort in Python

Implementiamo la soluzione all’algortimo bubble sort in Python in maniera diversa rispetto agli altri linguaggi di programmazione. Questo perchè per lo scambio delle variabili in Python non è necessaria una variabile di appoggio temporanea.

In questa guida tratto l’argomento dello scambio delle variabili. Come scambiare il valore delle variabili

Dunque non sarà necessaria questa operazione:

temp = a;
a = b;
b = temp;

Ma basterà semplicemente scrivere:

a,b = b,a

Questa procedura, detta assegnazione simultanea, mi consente di snellire l’algoritmo bubble sort in Python.

def bubbleSort(array):
for j in range(0, len(array)-1):
for i in range(0, len(array)-1):
if array[i] >array[i+1]:
array[i], array[i+1] = array[i+1], array[i]

array_numbers = [54,26,93,17,77,31,44,55,20]
bubbleSort(array_numbers)

print(array_numbers)

L’algoritmo è molto semplice, basandosi sul confronto di elementi adiacenti.

Ma se l’algoritmo fosse ordinato? In ogni caso dovrei ripetere il ciclo esterno sempre n-1 volte. Possiamo pensare allora a fare delle ottimizzazioni all’algoritmo proposto.

Ottimizzazione bubble sort in Python – ordinamento per scambio con sentinella

Possiamo pensare di interrompere il ciclo for esterno, con un break, se al termine del primo ciclo interno non si è fatto alcuno scambio. Per questo scopo utilizziamo una variabile di appoggio chiamata flag, che inizializziamo a 0. Dopo, cambiamo il valore di questa variabile se nel ciclo interno si effettua almeno uno scambio. In alternativa a 0 ed 1 posso usare una variabile booleana.

Ecco il codice di esempio:

def bubbleSort(array):
for j in range(0, len(array)-1):
flag = False
for i in range(0, len(array)-1):
if array[i] >array[i+1]:
array[i], array[i+1] = array[i+1], array[i]
flag = True
if not(flag):
break

array_numbers = [54,26,93,17,77,31,44,55,20]
bubbleSort(array_numbers)

print(array_numbers)

Seconda ottimizzazione dell’algoritmo bubble sort in Python

Possiamo ottimizzare l’algoritmo bubble sort riflettendo sul fatto che ad ogni incremento di j, almeno gli ultimi j+1 elementi sono già stati ordinati. Questo in considerazione del fatto che ad ogni iterazione, l’elemento più grande è stato spostato verso destra.

Quindi ad ogni iterazione accorciamo il ciclo dei confronti. Infatti all’n-esima iterazione si può fare a meno di toccare gli ultimi n-1 elementi che ormai sono nella loro posizione definitiva. Dunque decrementiamo n di uno ad ogni iterazione (- -n), in modo da diminuire di 1, di volta in volta, il numero dei confronti effettuati.

Ecco dunque il codice completo dell’algoritmo ottimizzato:

def bubbleSort(array):
len_array = len(array)
for j in range(0, len_array-1):
flag = False
for i in range(0, len_array-1):
if array[i] >array[i+1]:
array[i], array[i+1] = array[i+1], array[i]
flag = True
len_array = len_array – 1
if not(flag):
break

array_numbers = [54,26,93,17,77,31,44,55,20]
bubbleSort(array_numbers)

Terza ottimizzazione dell’algoritmo bubble sort in Python

Un’ulteriore ottimizzazione all’algoritmo bubble sort in Python può essere sviluppata in considerazione del fatto che il ciclo interno si interrompe proprio dove è avvenuto lo scambio. Quindi, dopo ogni iterazione più elementi si trovano nella posizione definitiva e si può evitare di ordinarli nuovamente.

Occorre memorizzare la posizione ( i+1) dell’ultimo scambio effettuato in una variabile che chiameremo ad esempio pos. Dopo assegniamo alla lunghezza dell’array il valore di pos.

Ecco una possibile implementazione dell’algoritmo ottimizzato:

def bubbleSort(array):
len_array = len(array)
for j in range(0, len_array-1):
flag = False
for i in range(0, len_array-1):
if array[i] >array[i+1]:
array[i], array[i+1] = array[i+1], array[i]
flag = True
pos = i + 1
if not(flag):
break
else:
len_array = pos

print(i,j)

array_numbers = [54,26,93,17,77,31,44,55,20]
bubbleSort(array_numbers)

print(array_numbers)

Conclusioni

In questa lezione ho realizzato alcune implementazioni dell’algoritmo bubble sort in Python, cercando di ottimizzare un algoritmo semplice da implementare, ma lento. Nelle prossime lezioni spiegherò altri algoritmi di ordinamento.

Alcuni link utili

Indice tutorial sul linguaggio Python

1 – Introduzione al linguaggio Python

2 – Le variabili

3 – Operatori aritmetici e di assegnazione

4 – Stringhe

5 – Casting

6 – Input e print

7 – Primi esercizi in Python

8 – Errori in Python

9 – Script Python

10 – Scambio di variabili

11 – Modulo math

Vuoi rimanere aggiornato sulle nuove tecnologie per la Didattica e ricevere suggerimenti per attività da fare in classe?

Sei un docente?

soloscuola.it la prima piattaforma
No Profit gestita dai

Volontari Per la Didattica
per il mondo della Scuola. 

 

Tutti i servizi sono gratuiti. 

Associazione di Volontariato Koinokalo Aps

Ente del Terzo Settore iscritta dal 2014
Tutte le attività sono finanziate con il 5X1000