#!/usr/bin/env python
# coding: utf-8

# # Основы программирования в Python
# 
# *Алла Тамбовцева, НИУ ВШЭ*
# 
# ## Семинар 2

# ### Задача 0 (разминка)
# 
# Даны два списка `a` и `b` (см. ниже).
#     
# 1. Выведите на экран первый элемент списка `a`, третий элемент списка `a`, последний элемент списка `a`.
# 2. Добавьте в список `b` элемент 7 (просто допишите в конец).
# 3. Замените пятый элемент списка `a` на число 8.
# 4. Создайте список `merged`, который включает в себя все элементы списка `a` и списка `b`.
# 5. Создайте новый список `с`, который получается заменой последнего элемента списка `a` на число 100. Сам список `a` измениться не должен!

# In[2]:


a = [1, 0, 9, 12, 18, 34, 89, 91, 33, 127]
b = [2, 8, 9, 11, 76, 25, 44]


# In[3]:


# 1
print(a[0], a[2], a[-1])


# In[4]:


# 2
b.append(7)
b


# In[5]:


# 3
a[4] = 8
a


# In[6]:


# 4
merged = a + b
merged


# In[7]:


# 5
c = a.copy()
c[-1] = 100
print(a, c)


# *Примечание:* написать `c = a` вместо `a.copy()` нельзя, так как этот код создаст ссылку `c` на старый список `a`, а не новый список `c`, поэтому при изменении списка `c` список `a` также изменится.

# ### Задача 1 (девочковая)
# 
# Есть список имен:

# In[9]:


girls = ["Иветта", "Виолетта", "Кассандра", "Вирджиния", "Амелия", "Розамунда", "Янина", "Беатриса"]


# Используя список `girls`, выведите на экран следующие списки:
# 
#     ["Виолетта", "Кассандра", "Вирджиния", "Амелия"]
#     ["Вирджиния", "Амелия", "Розамунда", "Янина", "Беатриса"]
#     ["Иветта", "Виолетта", "Вирджиния", "Амелия"]
#     ["Кассандра", "Амелия", "Розамунда"]

# In[10]:


print(girls[1:5])  # 1
print(girls[3:])  # 2
print(girls[0:2] + girls[3:5])  # 3
print(girls[2:3] + girls[4:6])  # 4


# В последнем пункте главное не вызвать имя Кассандра отдельно, без среза, так как в таком случае мы будем складывать строку и список, что даст ошибку:

# In[11]:


print(girls[2] + girls[4:6])


# Эту ошибку можно исправить, добавив квадратные скобки вокруг Кассандры, создав список из одного элемента (хотя, конечно, решение со срезами более элегантное):

# In[12]:


print([girls[2]] + girls[4:6])


# ### Задача 2 (поэлементная) 
# 
# Дан список `L`. Выведите на экран (последовательно, с новой строчки): 
# 
# * все элементы списка `L`;
# * логарифмированные значения элементов списка `L`.

# In[13]:


L = [12, 3, 8, 125, 10, 98, 54, 199]


# Замените пятый элемент списка `L` на 0. Проделайте те же операции, что и раньше. Объясните, почему получаются такие результаты.

# In[14]:


# до добавления 0 - все элементы
for i in L:
    print(i)


# In[15]:


# до добавления 0 - натуральные логарифмы всех элементов
import math
for j in L:
    print(math.log(j))


# Примечание: импортировать модули или библиотеки нужно вне циклов, так как их достаточно импортировать один раз. Многократный импорт библиотеки в цикле не вызовет ошибку, но замедлит исполнение кода (на таком простом примере мы это не заметим, но это так).

# In[16]:


# после добавления 0 – натуральные логарифмы всех элементов
L[4] = 0
L

for j in L:
    print(math.log(j))


# На пятом элементе все сломалось, исполнение кода остановилось, Python вышел из цикла. Значит, проблема с нулем. Это объяснимо, логарифм не определен для неположительных чисел. Python выдает ошибку значения `ValueError` и пишет про *domain*, что по-английски область определения функции, то есть множество значений, которые может принимать аргумент функции.

# ### Задача 3 (демографическая)
# 
# В списке `age` сохранены значения возраста респондентов: 
# 
#     age = [24, 35, 42, 27, 45, 48, 33]
#     
# Создайте список `age2`, в котором будут храниться значения возраста, возведенные в квадрат.
# 
# **Подсказка:** используйте цикл `for`.

# In[17]:


age = [24, 35, 42, 27, 45, 48, 33]
age2 = []
for a in age:
    age2.append(a ** 2)
age2


# In[18]:


# то же, но со списковыми включениями
age2 = [a**2 for a in age]
age2


# ### Задача 4 (игровая)
# 
# Питон просит пользователя загадать (ввести с клавиатуры) целое число $k$ от 1 до 10. Питон берет это число $k$ и выводит на экран $k$-тый элемент списка `numbers`, причем $k$-ый элемент в привычном понимании, в нумерации, которая начинается с единицы.  
# 
# Список `numbers`:

# In[19]:


numbers = [1, 5, 6, 8, 10, 21, 25, 1, 0, -9, 9]


# **Пояснение:**
#     
# *Входные данные:*
# 
#     Введите целое число от 1 до 10: 3
#     
# *Выходные данные:*
# 
#     6

# In[20]:


k = int(input("Enter a number: "))
print(numbers[k-1])


# ### Задача 5 (мыслительная)
# 
# Объясните, что делает следующий код и почему он выдает такие результаты:

# In[21]:


l = [1,2,3,4]

for i in range(len(l)):
    a = l[i] + l[i-1]
    print(a)


# Разберем код на части. Что такое `range(len(l))`?

# In[22]:


list(range(len(l))) # индексы элементов списка l


# Значит, цикл `for` бегает по индексам списка `l`. Тогда `l[i]` ‒ это i-тый элемент списка `l`, а `l[i-1]` ‒ элемент, предшествующий i-тому элементу. Эти два элемента складываются, и результат сохраняется в `a`.
# 
# Посмотрим. Если `i = 0`, то получаем `l[0]` и `l[-1]`. Значит, на первом шаге (на первой итерации) цикла мы складываем первый и последний элементы списка.
# 
#     1 + 4 = 5
# 
# Двигаемся дальше. Если `i = 1`, то получаем `l[1]` и `l[0]`. Значит, на втором шаге цикла мы складываем второй и первый элементы списка.
# 
#     2 + 1 = 3
# 
# И так далее.
# 
# Почему этот код интересен? Потому, что он не ломается: Python не возражает против отрицательных индексов элементов, он просто начинает считать элементы с конца списка.