單元專案

0x01內容導圖

0x02九宮算術

• 問題描述：將1-9填入3*3的矩陣，滿足行、列、對角線和都相等，可擴充套件為n*n的矩陣(n為奇數)
• 由來：河圖洛書中的洛書

• 《射鵰英雄傳》中黃蓉口訣：戴9履1，左3右7，2、4為肩，6、8為足，5坐中間

• 填數規則：

  • 規則1：最大數位於中間行最後列
  • 規則2：行+1，列+1，未填則填數
  • 規則3：否則退回原處，列減1，填數

• 實現分析

  • 搭建程式框架
    • 初始化二維列表
    • 填數
    • 顯示
  • 初始化：列表推導式，深拷貝

• 顯示：二維列表，多重迴圈
• 填數流程圖

• 完整程式碼

def init():
    n = int(input())
    grid = [[0]*3 for j in range(n)]
    return grid

def fill(grid):
    n = len(grid)
    r, c = n // 2, n - 1
    for i in range(n*n, 0, -1):
        grid[r][c] = i
        r = (r + 1) % n
        c = (c + 1) % n
        if grid[r][c] != 0:
            r, c = r - 1, c - 2

def disp(grid):
    n = len(grid)
    for i in range(n):
        for j in range(n):
            print("{:3}".format(grid[i][j]), end="")
        print()

def run():
    grid = init()
    fill(grid)
    disp(grid)

if __name__ == "__main__":
    run()
 

0x03約瑟夫環

• 問題描述：n個小孩圍成一圈，從第1個小孩開始報數，報到m的倍數離開，直到最後一個。求最後小孩的編號。

• 由來：據說著名猶太曆史學家Josephus有過以下的故事：在羅馬人佔領喬塔帕特後，39 個猶太人與Josephus及他的朋友躲到一個洞中，39個猶太人決定寧願死也不要被敵人抓到，於是決定了一個自殺方式，41個人排成一個圓圈，由第1個人開始報數，每報數到第3人該人就必須自殺，然後再由下一個重新報數，直到所有人都自殺身亡為止。

• 常見問題求解：

  • 剩下n人的編號
  • 求離隊順序

• 實現分析：

  • 搭建執行框架
    • 初始化列表
    • 求解
    • 獲得獲勝編號
  • 初始化：列表推導式
  • 獲得獲勝編號：列表推導式
  • 求解：圍成一圈、迴圈設計

• 完整程式碼

def init():
    n, m = map(int, input().split())
    kids = [i for i in range(1, n+1)]
    return kids, m

def solve(kids, m):
    n = r = len(kids)
    count, index = 0, -1
    while r > 1:
        index = (index + 1) % n
        if kids[index] == 0: continue
        count += 1
        if count == m:
            kids[index] = 0
            r -= 1
            count = 0
    return getwinner(kids)

def getwinner(kids):
    ls = [i for i in kids if i != 0]
    return ls[0]

def run():
    kids, m = init()
    winner = solve(kids, m)
    print(winner)

if __name__ == "__main__":
    run()
 

0x04單詞統計

• Google公司開發的流行分散式計算框架

• map過程：建立對映

• 分組過程：按鍵進行分組

• reduce過程：合併過程

• 過程分析

  • 包含單詞的文字或檔案
  • map：(hello, 1), (this, 1), (is 1), (a, 1), (pen 1), (this, 1), (is, 1), (world, 1), (hello, 1)...
  • 分組：{hello:[1, 1], this:[1, 1], is: [1, 1], pen:[1]...
  • reduce: (hello, 2), (this, 2), (is, 2), (pen, 1)...
  • 程式碼實現

  def split_words(text):				#拆分單詞，返回單詞列表
      import re
      p = re.compile(r"\b\w+\b")
      words = re.findall(p, text)
      return words
  
  def word_map(word):					#為單詞建立詞頻條目
      return (word, 1) 
  
  def partition(wordmap):				#按鍵分組
      dic = {}
      for item in wordmap:
          key, value = item[0], item[1]
          ls = dic.get(key, [])
          ls.append(value)
          dic[key] = ls
      return dic.items()
  
  def reduce_words(item):				#合併，此處就是統計過程
      return (item[0], sum(item[1]))
  
  def init_data():
      s = "this is a pen.this is a dog.it is lovely."
      return split_words(s)
  
  def handle_data(data):
      m = [word_map(w) for w in data]					#map
      items = partition(m)
      return [reduce_words(item) for item in items]	#reduce
  
  def run():    
      data = init_data()   
      result = handle_data(data)
      print(result)
  
  if __name__ == "__main__":
      run()
  

  案例擴充套件：

  1. 成績統計，等級統計
  2. 倒排索引

0x05小結

• 熟悉組合型別的使用場合
• 熟練掌握組合型別常用操作並能靈活應用
• 理解MapReduce原理，理解函式抽象