Departamento de Ciência da Computação Python 3.x Tipo de Dados String. Introdução à Ciência da Computação. Prof. Edison Ishikawa

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1 Python 3.x Tipo de Dados String Introdução à Ciência da Computação Prof. Edison Ishikawa

2 Sumário String - um tipo de dado composto (objeto) Trabalhando como uma coisa única Trabalhando com suas partes Tamanho da string Percorrendo a string Fatiando a string Comparando strings Strings são imutáveis Uma função find (encontrar) Operações com strings Iterando e contando O módulo string Classificação de caracteres

3 Dado composto Até agora foram vistos 3 tipos diferentes de dados: int, float e string string: qualitativamente difere dos outros dois, pois são feitas de pedaços menores caracteres Tipos que consistem de pedaços menores são chamados tipos de dados compostos Dependendo do que se queira fazer, pode-se tratar um tipo de dado composto como uma coisa única, ou pode ser útil acessar suas partes

4 Classes e Objetos Programação Orientada a Objetos (POO) facilita a escrita e manutenção dos programas Classe Definição de um novo tipo de dados que associa dados e operações em uma só estrutura Objeto É uma instância de uma classe Pode ser entendido como uma variável de um tipo de classe : Classe: Pessoa Objeto: João, Maria etc

5 Classes e Objetos - Métodos No nosso exemplo a Classe Pessoa pode possuir os seguintes atributos: Nome Idade Em POO uma operação em um atributo de um objeto é feito por uma operação denominada método Por exemplo: Aumentar a idade do objeto Pessoa Criamos um método (função) que incrementa o atributo idade do objeto Pessoa Inc_idade( ) idade += 1

6 Classes, Objetos e Métodos class Pessoa: def init (self, nome): self.nome=nome def idade(self, idade_atual): self.idade = idade_atual def le_idade(self): return self.idade Para acessar um método usamos a notação. (ponto) def le_nome(self): return self.nome gente1 = Pessoa("João") gente1.idade(21) gente2 = Pessoa("Maria") Gente2.idade(18) print(gente1.le_nome(), " tem ", gente1.le_idade(), anos. ) print(gente2.le_nome(), " tem ", gente2.le_idade(), anos. ) João tem 21 anos. Maria tem 18 anos.

7 Trabalhando como uma coisa única Toda string é um objeto, como o exemplo gente1 e gente 2 do slide anterior, ou seja: Tem seus atributos e Ex Pessoa: gente1.idade(21) Seus próprios métodos. Ex Pessoa: gente2.le_nome() O que acontece com minha_string? objeto string >>> minha_string = Hello, World! >>> tudo_maiusculo = minha_string.upper() >>> tudo_maiusculo HELLO, WORLD! Se quiser aprender mais sobre POO faça um curso de POO no CIC!

8 Trabalhando como uma coisa única Existem outro métodos como lower, capitalize e swapcase que fazem outras coisas interessantes Para ver quais métodos estão disponíveis, consulte a documentação do Help, procurando por métodos para strings e leia a documentação do Python Ou se estiver com preguiça, simplesmente digite o seguinte código

9 Trabalhando como uma coisa única Quando se digita o nome do método, mais ajuda aparece como os parâmetros do método

10 Trabalhando com partes da string O operador de indexação (Python usa colchetes para delimitar o índice) seleciona um único caractere que é uma substring de uma string Entretanto, é importante notar que letra[1] refere-se à letra número 1 da string e não à primeira letra (de fato é a segunda) A expressão fruta[1] seleciona o caractere número 1 de fruta : >>>fruta = banana >>>letra = fruta[1] >>>print(letra) a índice A variável letra armazena o resultado da expressão

11 Trabalhando com partes da string Índice (index) É a expressão entre colchetes [ ] Especifica um membro de uma coleção ordenada Neste caso, a coleção de caracteres em uma string Indica que membro da coleção você quer Pode ser qualquer expressão inteira >>>fruta = banana >>>list(enumerate(furta)) [(0, 'b'), (1, 'a'), (2, 'n'), (3, 'a'), (4, 'n'), (5, 'a')] Note que o índice retorna uma string Python não tem um tipo especial para caracter. Caracter é apenas uma string de comprimento 1

12 Tamanho (length) Já que começamos a contar do zero, as seis letras são numeradas de 0 a 5. >>>fruta = banana >>>tamanho = len(fruta) >>>ultima = fruta[tamanho] Traceback (most recent call last): File "<pyshell#3>", line 1, in <module> ultima = fruta[tamanho] IndexError: string index out of range Qual foi o erro!

13 Tamanho (length) Para pegar o último caractere, temos que subtrair 1 de comprimento: A contagem começa do zero! >>>fruta= banana >>>tamanho = len(fruta) >>>ultima = fruta[tamanho 1] Como alternativa, podemos usar índices negativos, os quais contam de trás pra frente os elementos da string. A expressão fruta[-1] resulta a última letra, fruta[-2] resulta a penúltima (a segunda de trás para frente), e assim por diante.

14 Percorrendo a string toda É muito comum se percorrer a string toda, caracter a caracter, para fazer alguma coisa: Contar, Achar, etc. E a gente, normalmente, inicia do começo! Seleciona cada caracter Faz operações com cada caracter E faz isto até o fim Este padrão de processamento é conhecido como traversal Uma maneira de fazer um traversal (muito ruim por sinal) é codificar um traversal com o comando while i = 0 while i < len(fruta): letra = frita[ i ] print(letra) i += 1

15 Percorrendo a string toda Este loop atravessa a string e mostra cada letra em uma linha Usa i como índice, o que não torna o código mais legível A condição do loop é i < len(fruta) Logo, quando i é igual ao comprimento da string a codição fica falsa e o corpo do loop não é mais executado O último caracter acessado é um índice len(fruta) -1, que é o último caracter da string Só que este código é muito mais longo do que o necessário e não é muito claro i = 0 while i < len(fruta): letra = frita[ i ] print(letra) i += 1

16 Percorrendo a string toda É muito mais fácil e claro usar o loop for fruta = banana for letra in fruta: print(letra) A cada iteração do loop for o próximo caracter da string é atribuída à variavel letra O loop continua até a última letra Perceberam a expressividade, o poder de comunicar o que se quer fazer do loop for em comparação com o loop while

17 Percorrendo a string toda Podemos também utilizar concatenação e um loop for para produzir uma série de nomes listados em ordem alfabética: prefixos = "JKLMN" sufixo = "ack" for letra in prefixos: print (letra + sufixo) Saída Jack Kack Lack Mack Nack

18 Fatiando strings

19 Fatiando strings Um segmento de uma string é chamado de uma fatia. Selecionar uma fatia é similar a selecionar um caractere: >>> disciplina = "Introdução à Ciência da Computação" >>> print(disciplina[0:10]) Introdução >>> print(disciplina[11:12]) à >>>print(disciplina[13:20]) Ciência >>>print(disciplina[21:33]) da Computação

20 Fatiando strings Este comportamento não é intuitivo. Faz mais sentido imaginar que os índices apontam para os intervalos entre os caracteres: Se o primeiro índice for omitido (antes dos dois pontos : ), a fatia começa no início da string. Se o segundo for omitido, a fatia vai até o fim da string: >>> fruta = "banana" >>> fruta[:3] ban >>> fruta[3:] ana

21 Comparação de strings O operador de comparação funciona com strings. Para ver se duas strings são iguais: if palavra == "banana": print ("Sim, nós não temos bananas!") Outras operações de comparação são úteis para colocar palavras em ordem alfabética: if palavra < "banana": print ("Sua palavra," + palavra + ", vem antes de banana.") elif palavra > "banana": print ("Sua palavra," + palavra + ", vem depois de banana.") else: print ("Sim, sua palavra é banana!")

22 Strings são imutáveis É tentador usar o operador [ ] no lado esquerdo de uma expressão de atribuição, com a intenção de alterar um caractere em uma string: saudacao = "Alô, mundo!" saudacao[0] = E # ERRO! print (saudacao) Em vez de produzir a saída Elô, Mundo!, este código produz o erro em tempo de execução (runtime error): TypeError: object doesn t support item assignment (ErroDeTipo: objeto não dá suporte à atribuição de item.)

23 Strings são imutáveis Strings são imutáveis, o que significa que você não pode mudar uma string que já existe. O melhor que se pode fazer é criar uma nova string que seja uma variação da original: saudacao = "Alô, mundo!" novasaudacao = E + saudação[1:] print (novasaudacao) A solução aqui é concatenar uma nova primeira letra com uma fatia de saudacao. Esta operação não tem nenhum efeito sobre a string original.

24 Operadores in and not in O operado in testa se a string pertence a outra string >>> p in apple True >>> i in apple False >>> ap in apple True >>> pa in apple False >>> a in a True >>> apple in apple True Obs: uma string é substring de si mesma.

25 Operadores in and not in O operador not in retorna o oposto lógico de in: >>> x not in apple True

26 Operadores in and not in Combinando o operador in com concatenação de string usando +, pode-se escrever uma função que remove todas as vogais da string def remove_vogais(frase): vogais = aeiou string_sem_vogal = for letra in frase: if letra.lower() not in vogais: string_sm_vogal += letra return string_sem_vogal Para remover vogais Maiúculas e Minúsculas

27 A função find( ) def find(str, ch): indice = 0 while indice < len(str): if str[indice] == ch: return indice indice = indice + 1 return -1 find (encontrar) pode ser entendida como o oposto do operador []. Em vez de pegar um índice e extrair o caractere correspondente, ela pega um caractere e encontra em qual índice aquele caractere aparece. Se o caractere não é encontrado, a função sai do loop e retorna -1.

28 A função find( ) def find(str, ch): indice = 0 while indice < len(str): if str[indice] == ch: return indice indice = indice + 1 return -1 Este é o primeiro exemplo que vemos de uma instrução return dentro de um loop. Se str[indice] == ch, a função retorna imediatamente, abandonando o loop prematuramente. Tal padrão de computação é às vezes chamado de travessia eureka, porque tão logo o programa encontra o que está procurando, ele pode gritar Eureka! e parar de procurar.

29 Iterando e contando Este programa conta o número de vezes que a letra a aparece em uma string fruta = "banana" contador = 0 for letra in fruta: if letra == a contador = contador + 1 print (contador) Demonstra o padrão de computação chamado de contador. A variável contador é inicializada em 0 e então incrementada cada vez que um a é encontrado. (Incrementar é o mesmo que aumentar em um; é o oposto de decrementar) Quando se sai do loop, contador guarda o resultado - o número total de a s

30 O módulo string O módulo string contém funções úteis que manipulam strings. Conforme é usual, nós temos que importar o módulo antes que possamos utilizá-lo: O módulo string inclui uma função chamada find que faz a mesma coisa que a função que escrevemos. Para chamá-la, usamos a notação de ponto: >>> import string >>> fruta = "banana" >>> indice = string.find(fruta, "a") >>> print (indice) 1 Este exemplo demonstra um dos benefícios dos módulos - eles ajudam a evitar colisões entre nomes de funções nativas e nomes de funções definidas pelo usuário. Usando a notação de ponto podemos especificar que versão de find nós queremos.

31 O módulo string De fato, string.find é mais generalizada que a nossa versão. Primeiramente, ela pode encontrar substrings, não apenas caracteres: >>> string.find("banana", "na") 2 Além disso, ela pode receber um argumento adicional que especifica o índice pelo qual ela deve começar sua procura: >>> string.find("banana", "na", 3) 4 Ou ela pode receber dois argumentos adicionais que especificam o intervalo de índices: >>> string.find("bob", "b", 1, 2) -1 a busca falha porque a letra b não aparece no intervalo entre 1 e 2 (não incluindo o 2) do índice.

32 Classificação de caracteres Muitas vezes é útil examinar um caractere e testar se ele é maiúsculo ou minúsculo, ou se ele é um caractere ou um dígito. O módulo string oferece várias constantes que são úteis para esses propósitos. Por exemplo, string.lowercase contém todas as letras que o sistema considera como sendo minúsculas e string.uppercase contém todas as letras maiúsculas. >>> print(string.ascii_letters) abcdefghijklmnopqrstuvwxyzabcdefghijklmnopqrstuvwxyz >>> print(string.ascii_uppercase) ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ >>>print(string.ascii_lowercase) abcdefghijklmnopqrstuvwxyz >>> print(string.digits)

33 O método split Método muito útil que separa uma string com muitas palavras em uma lista de palavras individuais, removendo todos os espaços em branco entre elas >>> frase = "Quem a paca cara compra, paca cara pagará." >>> palavras = frase.split() >>> palavras ['Quem', 'a', 'paca', 'cara', 'compra,', 'paca', 'cara', 'pagará.'] Note que não retirou a pontuação!

34 Limpando a string Exercício 1 Frequentemente mainpulamos strings com símbolos de pontuação (.,;!?@#$% &...) ou formatação (\t ou \n). No entanto, se nosso programa conta a frequência das palavras ou confere a sua pronúncia, é melhor filtrar estes caracteres. Faça um programa que filtre a string, tirando todos os outros símbolos, ficando só as palavras e o espaço em branco entre elas.

35 Formatando strings Método format Python 3.x introduziu uma nova forma de representar máscaras em strings. Essa nova versão é mais poderosa que as tradicionais mácaras que utilizam a combinação de %d, %s e %f. A nova forma representa valores entre chaves: >>> "{0} {1}".format("Alô", "Mundo!") 'Alô Mundo!' >>> "{0} x {1} R${2}".format(5, "maçã", "1.20") '5 x maçã R$1.20' >>> {0} {1} {0}.format( #, UnB, # ) '# UnB #' O número entre colchetes é uma referência aos parâmetros passados ao método format, onde 0 é o primeiro parâmetro, 1 o segundo e assim por diante Uma das vantagens desta nova sintaxe é poder utilizar o mesmo parâmetro duas vezes.

36 Formatando números Método format Colocando zeros à esquerda {0:05}.format(5), fica Preenchendo com outros caracteres {0:#=7}.format(5), fica '######5 Separando milhares "{0:10,}".format( ), fica '75,775,732 Consulte o manual do Python 3.x para outras formatações

37 Exercício 2 Escreva uma função que dada uma string a escreva de trás para a frente (reverte a string) : Entrada: Python Saída nohtyp

38 Exercício 3 Escreva uma função que espelhe o seu argumento : Entrada Python Saída PythonnohtyP

39 Exercício 4 Escreva uma função que reconheça palíndromos Palíndromos são palavras ou frases que podem ser lidas da esquerda para a direita ou da direita para a esquerda. Dica: use a função que reverte a string para facilitar : Entrada Ana Roma omissíssimo Saída True False True

40 Bibliografia How to Think Like a Computer Scientist: Learning with Python 3 Documentation - Release 3rd Edition Peter Wentworth, Jeffrey Elkner,Allen B. Downey and Chris Meyers Apr 26, 2017