Wprost o strukturę danych pytają rzadko, ale polecenie „wyjaśnij, dlaczego drugie rozwiązanie działa szybciej" wraca regularnie, a odpowiedź brzmi prawie zawsze tak samo: sprawdzenie „czy już było" kosztuje w liście przejście po wszystkich elementach, a w zbiorze albo słowniku jest natychmiastowe. Do tego dochodzi zliczanie słownikiem z metodą get. Te dwa schematy zamykają większość zadań tego typu. Zbiory i słowniki wprowadzamy w drugiej kolejności, dopiero gdy uczeń pewnie czuje listy — inaczej robi się mętlik. Największą różnicę widać potem w zadaniach na zliczanie liter albo zbitek znaków.

1. Trzy struktury, trzy zastosowania

Na maturze rzadko pytają wprost o strukturę danych — ale wybór złej potrafi zamienić program działający w sekundę w taki, który liczy minutami. To częsty temat pytania „dlaczego drugie rozwiązanie jest szybsze".

Lista — kolejność ma znaczenie, elementy mogą się powtarzać. Dostęp po indeksie.
Słownik — para klucz i wartość. Idealny do zliczania i wyszukiwania po nazwie.
Zbiór — tylko unikalne elementy, bez kolejności. Do sprawdzania „czy już było".

2. Dlaczego zbiór bywa szybszy od listy

Sprawdzenie x in lista wymaga przejścia po kolei przez elementy, czyli $O(n)$ . To samo sprawdzenie na zbiorze albo słowniku działa w czasie średnio stałym, $O(1)$ .

# wolno: dla kazdego elementu przechodzimy cala liste
wynik = []
for x in dane:
  if x not in wynik:      # O(n) przy kazdym obiegu
      wynik.append(x)

# szybko: sprawdzenie w zbiorze jest natychmiastowe
widziane = set()
wynik = []
for x in dane:
  if x not in widziane:   # O(1)
      widziane.add(x)
      wynik.append(x)

Pierwsza wersja ma złożoność $O(n^2)$ , druga $O(n)$ . Przy dziesięciu tysiącach danych z arkusza maturalnego to różnica między ułamkiem sekundy a wyraźnym oczekiwaniem.

3. Słownik do zliczania

Zadania typu „która litera występuje najczęściej" albo „ile razy pojawia się każde słowo" rozwiązuje się słownikiem w kilku linijkach.

licznik = {}
for znak in tekst:
  licznik[znak] = licznik.get(znak, 0) + 1

# element o najwiekszej wartosci
najczestszy = max(licznik, key=licznik.get)

Metoda get z wartością domyślną pozwala uniknąć sprawdzania, czy klucz już istnieje. To skraca kod i eliminuje najczęstszy błąd w tym zadaniu.

4. Sortowanie po kluczu — najczęstsza operacja w arkuszu

Dane z pliku wczytujesz zwykle jako listę krotek albo list. Polecenie „podaj trzy największe”, „uporządkuj malejąco według drugiej kolumny” czy „wypisz alfabetycznie” sprowadza się wtedy do jednej linijki z argumentem key.

dane = [("Kowalski", 45, "Krakow"), ("Nowak", 78, "Gdansk"), ...]

# wedlug drugiej kolumny, malejaco
dane.sort(key=lambda w: w[1], reverse=True)

# nie zmieniajac oryginalu
posortowane = sorted(dane, key=lambda w: w[1], reverse=True)

# dwa kryteria naraz: miasto rosnaco, w ramach miasta punkty malejaco
dane.sort(key=lambda w: (w[2], -w[1]))

# trzy najwieksze
najlepsi = sorted(dane, key=lambda w: w[1], reverse=True)[:3]

# slownik posortowany wedlug wartosci
for klucz, ile in sorted(licznik.items(), key=lambda p: p[1], reverse=True):
  print(klucz, ile)

sort czy sorted? Pierwsza zmienia listę w miejscu i zwraca None — zapis dane = dane.sort() kasuje dane, to klasyczna pomyłka. Druga zwraca nową listę i nie rusza oryginału.

Minus w kluczu (-w[1]) odwraca porządek tylko tej jednej wartości, gdy reverse odwróciłby wszystkie kryteria naraz. Działa oczywiście tylko na liczbach.

Sortowanie jest stabilne — elementy o równym kluczu zachowują pierwotną kolejność. Dzięki temu dwa kryteria można też zrobić dwoma sortowaniami: najpierw według mniej ważnego, potem według ważniejszego.

5. Krotki, kopie i odrobina składni, która skraca kod

# rozpakowanie krotki - czytelniej niz w[0], w[1], w[2]
for nazwisko, punkty, miasto in dane:
  ...

# wyrazenie listowe zamiast petli z append
parzyste = [x for x in liczby if x % 2 == 0]
kwadraty = [x*x for x in liczby]

# enumerate - indeks i wartosc naraz
for i, wartosc in enumerate(liczby):
  ...

# zip - dwie listy rownolegle
for nazwa, cena in zip(nazwy, ceny):
  ...

# suma, max, min, dlugosc - nie pisz tego recznie
print(sum(liczby), max(liczby), min(liczby), len(liczby))
print(liczby.index(max(liczby)))      # pozycja najwiekszego

Przypisanie listy to nie kopia. Zapis b = a daje drugą nazwę dla tej samej listy — zmiana przez b widoczna jest w a. Kopię robi b = a[:] albo b = a.copy(). Przy tablicy dwuwymiarowej i to nie wystarczy: [[0]*3]*3 tworzy trzy odwołania do tego samego wiersza, więc zmiana jednej komórki zmienia całą kolumnę. Poprawnie: [[0]*3 for _ in range(3)].

Krotka jest niezmienna i dlatego może być kluczem słownika. To gotowe rozwiązanie zadań typu „zlicz pary sąsiadujących liter”: kluczem jest (a, b).

Zbiory mają operacje mnogościowe: a & b to część wspólna, a | b suma, a - b różnica. Polecenie „którzy klienci występują w obu plikach” to jedna linijka, a nie podwójna pętla.

6. Pułapki

Zbiór gubi kolejność i duplikaty. Jeśli zadanie wymaga zachowania kolejności wystąpień, potrzebujesz zbioru i listy naraz, jak w przykładzie wyżej.
Modyfikowanie listy w trakcie iterowania po niej daje pominięte elementy. Buduj nową listę zamiast usuwać z bieżącej.
Kluczem słownika nie może być lista, bo jest zmienna. Krotka może.
Sortowanie po wartościach słownika wymaga wskazania klucza sortowania — samo sorted() uporządkuje klucze, nie wartości.

Przeczytaj też

Algorytmy, które realnie przydają się na maturze

Zestaw algorytmów wracających w arkuszach, z gotowym kodem i wyjaśnieniem, kiedy który wybrać.

Uczysz się w technikum informatycznym? Prowadzimy też przygotowanie do kwalifikacji INF.02, INF.03 i INF.04. Zobacz egzaminy zawodowe →

Kolekcje: Listy, Słowniki i Zbiory

1. Trzy struktury, trzy zastosowania

2. Dlaczego zbiór bywa szybszy od listy

3. Słownik do zliczania

4. Sortowanie po kluczu — najczęstsza operacja w arkuszu

5. Krotki, kopie i odrobina składni, która skraca kod

6. Pułapki

Zdajesz maturę rozszerzoną z informatyki?

Nadal czujesz się niepewnie?