Μητρωα

Το κεφάλαιο αυτό αναφέρεται στα μητρώα (dictionaries). Τα μητρώα έχουν κλειδιά (keys) και τιμές (values). Τα κλειδιά χρησιμοποιούνται για να βρίσκουμε τις τιμές. Να ένα παράδειγμα ενός μητρωου σε χρήση:
def print_menu():
    print '1. Print Phone Numbers'
    print '2. Add a Phone Number'
    print '3. Remove a Phone Number'
    print '4. Lookup a Phone Number'
    print '5. Quit'
    print
numbers = {}
menu_choice = 0
print_menu()
while menu_choice != 5:
    menu_choice = input("Type in a number (1-5):")
    if menu_choice == 1:
        print "Telephone Numbers:"
        for x in numbers.keys():
            print "Name: ",x," \tNumber: ",numbers[x]
        print
    elif menu_choice == 2:
        print "Add Name and Number"
        name = raw_input("Name:")
        phone = raw_input("Number:")
        numbers[name] = phone
    elif menu_choice == 3:
        print "Remove Name and Number"
        name = raw_input("Name:")
        if numbers.has_key(name):
            del numbers[name]
        else:
            print name," was not found"
    elif menu_choice == 4:
        print "Lookup Number"
        name = raw_input("Name:")
        if numbers.has_key(name):
            print "The number is",numbers[name]
        else:
            print name," was not found"
    elif menu_choice != 5:
        print_menu()
Και το αποτέλεσμά μου:
1. Print Phone Numbers
2. Add a Phone Number
3. Remove a Phone Number
4. Lookup a Phone Number
5. Quit

Type in a number (1-5):2
Add Name and Number
Name:Joe
Number:545-4464
Type in a number (1-5):2
Add Name and Number
Name:Jill
Number:979-4654
Type in a number (1-5):2
Add Name and Number
Name:Fred
Number:132-9874
Type in a number (1-5):1
Telephone Numbers:
Name:  Jill     Number:  979-4654
Name:  Joe      Number:  545-4464
Name:  Fred     Number:  132-9874

Type in a number (1-5):4  
Lookup Number
Name:Joe
The number is 545-4464
Type in a number (1-5):3
Remove Name and Number
Name:Fred
Type in a number (1-5):1
Telephone Numbers:
Name:  Jill     Number:  979-4654
Name:  Joe      Number:  545-4464

Type in a number (1-5):5
Το πρόγραμμα είναι παρόμοιο με τον καταλογου ονομάτων που είδαμε στο κεφάλαιο για τους καταλογους. Να πως λειτουργεί. Πρώτα ορίζεται η συνάρτηση print_menu. Η print_menu απλώς εμφανίζει ένα μενού που αργότερα χρησιμοποιείται δυο φορές μέσα στο πρόγραμμα. Ακολουθεί η περίεργη γραμμή numbers = {}. Αυτό που κάνει η γραμμή αυτή είναι να ενημερώσει την Python ότι το numbers είναι ένα μητρώο. Οι επόμενες γραμμές κάνουν το μενού λειτουργικό. Οι γραμμές:
for x in numbers.keys():
    print "Name: ",x," \tNumber: ",numbers[x]
``διατρέχουν'' το μητρώο και εμφανίζουν όλες τις πληροφορίες. Η συνάρτηση numbers.keys() επιστρέφει έναν καταλογο που χρησιμοποιείται από τον βρόγχο for. Ο κατάλογος που επιστρέφεται από την keys δεν έρχεται ταξινομημένη με κάποιο τρόπο. Αν λοιπόν θέλετε τα στοιχεία με κάποια σειρά θα πρέπει να ταξινομηθούν. Όπως και με τους καταλογους η δήλωση numbers[x] χρησιμοποιείται για να μας δώσει πρόσβαση σε ένα συγκεκριμένο στοιχείο του μητρώου. Φυσικά στην περίπτωσή αυτή το x είναι κείμενο. Έπειτα η γραμμή numbers[name] = phone προσθέτει ένα όνομα και αριθμό τηλεφώνου στο μητρώο. Αν το όνομα name υπάρχει ήδη στο μητρώο το τηλέφωνο phone θα αντικαταστήσει ότιδήποτε υπήρχε προηγουμένως. έπειτα είναι οι γραμμές:
if numbers.has_key(name):
    del numbers[name]
που ελέγχουν αν ένα όνομα βρίσκεται στο μητρώο και το διαγράφουν αν όντως υπάρχει. Η συνάρτηση numbers.has_key(name) είναι αληθής αν η name βρίσκεται στο numbers και ψευδής σε κάθε άλλη περίπτωση. Η γραμμή del numbers[name] αφαιρεί το κλειδί name και την συσχετιζόμενη με το κλειδί τιμή. Οι γραμμές:
if numbers.has_key(name):
    print "The number is",numbers[name]
ελέγχουν αν το μητρώο έχει ένα συγκεκριμένο κλειδί και αν όντως το έχει εμφανίζεται ο ραιθμός που σχετίζεται με αυτό το κλειδί. Τέλος αν η επιλογή του χρήστη από το μενού είναι λανθασμένη το μενού εμφανίζεται ξανά προς τέρψιν οφθαλμών...

Ανακεφαλαίωση: Τα μητρώα έχουν κλειδία και τιμές. Τα κλειδιά μπορεί να είναι κείμενο ή αριθμοί. Τα κλειδιά αναφέρονται σε τιμές. Οι τιμές μπορούν να είναι κάθε τύπος μεταβλητής ακόμα και καταλογοι ή μητρώα (και αυτοι οι κατάλογοι και τα μητρώα πάλι μπορούν να περιέχουν άλλους καταλογους κι άλλα μητρώα (δεν είναι τρομαχτικό;)). Να ένα παράδειγμα ενός μητρώου που περιέχει έναν καταλογο:

max_points = [25,25,50,25,100]
assignments = ['hw ch 1','hw ch 2','quiz   ','hw ch 3','test']
students = {'#Max':max_points}

def print_menu():
    print "1. Add student"
    print "2. Remove student"
    print "3. Print grades"
    print "4. Record grade"
    print "5. Print Menu"
    print "6. Exit"
def print_all_grades():
        print '\t',
        for i in range(len(assignments)):
            print assignments[i],'\t',
        print
        keys = students.keys()
        keys.sort()
        for x in keys:
            print x,'\t',
            grades = students[x]
            print_grades(grades)
def print_grades(grades):
    for i in range(len(grades)):
        print grades[i],'\t\t',
    print
    
print_menu()
menu_choice = 0
while menu_choice != 6:
    print
    menu_choice = input("Menu Choice (1-6):")
    if menu_choice == 1:
        name = raw_input("Student to add:")
        students[name] = [0]*len(max_points)
    elif menu_choice == 2:
        name = raw_input("Student to remove:")
        if students.has_key(name):
            del students[name]
        else:
            print "Student: ",name," not found"
    elif menu_choice == 3:
        print_all_grades()
        
    elif menu_choice == 4:
        print "Record Grade"
        name = raw_input("Student:")
        if students.has_key(name):
            grades = students[name]
            print "Type in the number of the grade to record"
            print "Type a 0 (zero) to exit"
            for i in range(len(assignments)):
                print i+1,' ',assignments[i],'\t',
            print
            print_grades(grades)
            which = 1234
            while which != -1:
                which = input("Change which Grade:")
                which = which-1
                if 0 <= which < len(grades):
                    grade = input("Grade:")
                    grades[which] = grade
                elif which != -1:
                    print "Invalid Grade Number"
        else:
            print "Student not found"
    elif menu_choice != 6:
        print_menu()
και η δοκιμαστική εκτέλεση:
1. Add student
2. Remove student
3. Print grades
4. Record grade
5. Print Menu
6. Exit

Menu Choice (1-6):3
        hw ch 1         hw ch 2         quiz            hw ch 3         test 
#Max    25              25              50              25              100
Menu Choice (1-6):6
1. Add student
2. Remove student
3. Print grades
4. Record grade
5. Print Menu
6. Exit

Menu Choice (1-6):1
Student to add:Bill
Menu Choice (1-6):4
Record Grade
Student:Bill
Type in the number of the grade to record
Type a 0 (zero) to exit
1   hw ch 1     2   hw ch 2     3   quiz        4   hw ch 3     5   test 
0               0               0               0               0 
Change which Grade:1
Grade:25
Change which Grade:2
Grade:24
Change which Grade:3
Grade:45
Change which Grade:4
Grade:23
Change which Grade:5
Grade:95
Change which Grade:0
Menu Choice (1-6):3  
        hw ch 1         hw ch 2         quiz            hw ch 3         test 
#Max    25              25              50              25              100 
Bill    25              24              45              23              95 

Menu Choice (1-6):6
Πως λειτουργεί το πρόγραμμα; Βασικά η μεταβλητή students είναι ένα μητρώο που ως κλειδιά έχει τα ονόματα των σπουδαστών και με τιμές που είναι οι βαθμοί τους. Οι πρώτες δυο γραμμές δημιουργούν δυο καταλογους. Η επόμενη γραμμή students = {'#Max':max_points} δημιουργεί ένα νέο μητρώο με κλειδί #Max και ορίζει την τιμή σε [25,25,50,25,100] (αφού αυτό ήταν το max_points όταν έγινε η αντιστοίχιση) (Χρησιμοποιώ το κλειδί #Max αφού το σύμβολο # ταξινομείται μπροστά από κάθε αλφαβητικό χαρακτήρα). Ύστερα ορίζεται η print_menu. Ακολουθεί η συνάρτηση print_all_grades με τις γραμμές:
def print_all_grades():
        print '\t',
        for i in range(len(assignments)):
            print assignments[i],'\t',
        print
        keys = students.keys()
        keys.sort()
        for x in keys:
            print x,'\t',
            grades = students[x]
            print_grades(grades)
Προσέξτε πως τα δυο πρώτα κλειδιά διαγράφηκαν από το μητρώο students με την συνάρτηση keys στην γραμμή keys = students.keys() . Η keys είναι ενας κατάλογος και έτσι όλες οι συναρτήσεις για καταλογους μπορούν να εφαρμοστούν σ' αυτήν. Ύστερα τα κλειδιά ταξινομούνται στην γραμμή keys.sort() αφού είναι ένας κατάλογος. Ο βρόγχος for ``διατρέχει'' όλα τα κλειδιά. Οι βαθμοί φυλάσονται σε έναν καταλογο μέσα στο μητρώο έτσι ώστε ο συσχετισμός grades = students[x] να δίνει στη grades τον καταλογο που αποθηκεύεται στο κλειδί x. Η συνάρτηση print_grades απλώς εμφανίζει τον κατάλογο και ορίζεται μερικές γραμμές πιο κάτω.

Οι παρακάτω γραμμές ορίζουν τις διάφορες λειτουργίες του μενού. Η γραμμή students[name] = [0]*len(max_points) προσθέτει έναν νέο σπουδαστή στο κλειδί με το όνομά του. Η σημείωση [0]*len(max_points) δημιουργεί έναν πίνακα από μηδενικά που έχει το ίδιο μήκος με τον κατάλογο max_points.

Η εντολή remove student στο μενού διαγράφει έναν σπουδαστή όπως στο παράδειγμα των αριθμών τηλεφώνου. Η επιλογή record grades είναι λίγο πιο περίπλοκη. Οι βαθμοί ανασύρονται με την γραμμήgrades = students[name] gets a reference to the grades of the student name. Ο βαθμός μετά καταγράφεται με την γραμμή grades[which] = grade. Μπορεί να παρατηρήσατε πως η grades δεν γυρίζουν ποτέ στο μητρώο των σπουδαστών (as in no students[name] = grades). Ο λόγος που δεν υπάρχει τέτοια εντολή είναι ότι η grades είναι στην πραγματικότητα ένα άλλο όνομα για τη students[name] οπότε αν αλλάζαμε την grades θα αλλάζαμε στην ουσία την student[name].

Τα μητρώα παρέχουν έναν εύκολο τρόπο να συνδέουμε κλειδία με τιμές. Έτσι μπορούμε να ανιχνέυουμε δεδομένα που είναι ``εξαρτημένα'' από διάφορα κλειδιά.