Как найти максимальный элемент списка python

В этой статье мы научимся находить максимальное значение в списке на Python. Для всестороннего понимания вопроса мы рассмотрим использование некоторых встроенных функций, простые подходы, а также небольшие реализации известных алгоритмов.

Сначала давайте вкратце рассмотрим, что такое список в Python и как найти в нем максимальное значение или просто наибольшее число.

В Python есть встроенный тип данных под названием список (list). По своей сути он сильно напоминает массив. Но в отличие от последнего данные внутри списка могут быть любого типа (необязательно одного): он может содержать целые числа, строки или значения с плавающей точкой, или даже другие списки.

Хранимые в списке данные определяются как разделенные запятыми значения, заключенные в квадратные скобки. Списки можно определять, используя любое имя переменной, а затем присваивая ей различные значения в квадратных скобках. Он является упорядоченным, изменяемым и допускает дублирование значений. Например:

list1 = ["Виктор", "Артем", "Роман"]
list2 = [16, 78, 32, 67]
list3 = ["яблоко", "манго", 16, "вишня", 3.4]

Далее мы рассмотрим возможные варианты кода на Python, реализующего поиск наибольшего элемента в списке, состоящем из сравниваемых элементов. В наших примерах будут использоваться следующие методы/функции:

1. Встроенная функция max()
2. Метод грубой силы (перебора)
3. Функция reduce()
4. Алгоритм Heap Queue (очередь с приоритетом)
5. Функция sort()
6. Функция sorted()
7. Метод хвостовой рекурсии

№1 Нахождение максимального значения с помощью функции max()

Это самый простой и понятный подход к поиску наибольшего элемента. Функция Python max() возвращает самый большой элемент итерабельного объекта. Ее также можно использовать для поиска максимального значения между двумя или более параметрами.

В приведенном ниже примере список передается функции max в качестве аргумента.

list1 = [3, 2, 8, 5, 10, 6]
max_number = max(list1)
print("Наибольшее число:", max_number)

Наибольшее число: 10

Если элементы списка являются строками, то сначала они упорядочиваются в алфавитном порядке, а затем возвращается наибольшая строка.

list1 = ["Виктор", "Артем", "Роман"]
max_string = max(list1, key=len)
print("Самая длинная строка:", max_string)

Самая длинная строка: Виктор

№2 Поиск максимального значения перебором

Это самая простая реализация, но она немного медленнее, чем функция max(), поскольку мы используем этот алгоритм в цикле.

В примере выше для поиска максимального значения нами была определена функция large(). Она принимает список в качестве единственного аргумента. Для сохранения найденного значения мы используем переменную max_, которой изначально присваивается первый элемент списка. В цикле for каждый элемент сравнивается с этой переменной. Если он больше max_, то мы сохраняем значение этого элемента в нашей переменной. После сравнения со всеми членами списка в max_ гарантировано находится наибольший элемент.

def large(arr): 
    max_ = arr[0]
    for ele in arr:
        if ele > max_:
           max_ = ele
    return max_ 


list1 = [1,4,5,2,6]
result = large(list1)
print(result)  # вернется 6

№3 Нахождение максимального значения с помощью функции reduce()

В функциональных языках reduce() является важной и очень полезной функцией. В Python 3 функция reduce() перенесена в отдельный модуль стандартной библиотеки под названием functools. Это решение было принято, чтобы поощрить разработчиков использовать циклы, так как они более читабельны. Рассмотрим приведенный ниже пример использования reduce() двумя разными способами.

В этом варианте reduce() принимает два параметра. Первый — ключевое слово max, которое означает поиск максимального числа, а второй аргумент — итерабельный объект.

from functools import reduce


list1 = [-1, 3, 7, 99, 0]
print(reduce(max, list1))  # вывод: 99

Другое решение показывает интересную конструкцию с использованием лямбда-функции. Функция reduce() принимает в качестве аргумента лямбда-функцию, а та в свою очередь получает на вход условие и список для проверки максимального значения.

from functools import reduce


list1 = [-1, 3, 7, 99, 0]
print(reduce(lambda x, y: x if x > y else y, list1))  # -> 99

№4 Поиск максимального значения с помощью приоритетной очереди

Heapq — очень полезный модуль для реализации минимальной очереди. Если быть более точным, он предоставляет реализацию алгоритма очереди с приоритетом на основе кучи, известного как heapq. Важным свойством такой кучи является то, что ее наименьший элемент всегда будет корневым элементом. В приведенном примере мы используем функцию heapq.nlargest() для нахождения максимального значения.

import heapq


list1 = [-1, 3, 7, 99, 0]
print(heapq.nlargest(1, list1))  # -> [99]

Приведенный выше пример импортирует модуль heapq и принимает на вход список. Функция принимает n=1 в качестве первого аргумента, так как нам нужно найти одно максимальное значение, а вторым аргументом является наш список.

№5 Нахождение максимального значения с помощью функции sort()

Этот метод использует функцию sort() для поиска наибольшего элемента. Он принимает на вход список значений, затем сортирует его в порядке возрастания и выводит последний элемент списка. Последним элементом в списке является list[-1].

list1 = [10, 20, 4, 45, 99]
list1.sort()
print("Наибольшее число:", list1[-1])

Наибольшее число: 99

№6 Нахождение максимального значения с помощью функции sorted()

Этот метод использует функцию sorted() для поиска наибольшего элемента. В качестве входных данных он принимает список значений. Затем функция sorted() сортирует список в порядке возрастания и выводит наибольшее число.

list1=[1,4,22,41,5,2]
sorted_list = sorted(list1)
result = sorted_list[-1]
print(result)  # -> 41

№7 Поиск максимального значения с помощью хвостовой рекурсии

Этот метод не очень удобен, и иногда программисты считают его бесполезным. Данное решение использует рекурсию, и поэтому его довольно сложно быстро понять. Кроме того, такая программа очень медленная и требует много памяти. Это происходит потому, что в отличие от чистых функциональных языков, Python не оптимизирован для хвостовой рекурсии, что приводит к созданию множества стековых фреймов: по одному для каждого вызова функции.

def find_max(arr, max_=None):
    if max_ is None:
        max_ = arr.pop()
    current = arr.pop()
    if current > max_:
        max_ = current
    if arr:
        return find_max(arr, max_)
    return max_


list1=[1,2,3,4,2]
result = find_max(list1)
print(result)  # -> 4

Заключение

В этой статье мы научились находить максимальное значение из заданного списка с помощью нескольких встроенных функций, таких как max(), sort(), reduce(), sorted() и других алгоритмов. Мы написали свои код, чтобы попробовать метод перебора, хвостовой рекурсии и алгоритма приоритетной очереди.

Вступление

В этом руководстве мы рассмотрим, как найти максимальный элемент нескольких распространенных структур данных в Python, таких как список, словарь и кортеж.

Метод max(), встроенный в пространство имен Python, творит чудеса для встроенных типов.

Как получить максимальный элемент списка Python

Список – это встроенный тип Python, который используется для последовательного хранения нескольких ссылок в одном объекте в памяти.

По сравнению с другими языками программирования, список Python по сути представляет собой простой массив. Элементы индексируются на основе их положения в списке, и может быть несколько элементов с одинаковым значением.

Основное отличие в том, что списки в Python могут содержать элементы разных типов. Они разнородны.

# List of different type elements 
example_list = ["string", 5, "five", 4, "4"]

Примечание: если элементы не сопоставимы с помощью операторов сравнения (<,>,==,!=), функция max() не будет работать. Таким образом, мы убедимся, что список однороден, прежде чем пытаться найти максимальный элемент.

Пока вы правильно сравниваете элементы, вы можете найти максимальный элемент независимо от типа. Большую часть времени вы будете работать с целыми числами:

integer_list = [24, 9, 20, 17, 201, 16, 7]

Самый простой способ получить максимальный элемент списка – использовать встроенный метод max():

max_element = max(integer_list)
print("Max element of a list: ", max_element)

Ожидаемый результат:

Max element: 201

Вы можете сравнить строки лексикографически и найти лексикографически наибольшую строку в списке с помощью функции max():

string_list = ["string", "five",  "4"]
max_element = max(string_list)

print("Max element:", max_element)

Результат:

Max element: string

Другой способ найти максимальный элемент списка – отсортировать его с помощью метода sort(), а затем получить последний элемент отсортированного списка, поскольку метод sort() сортирует список в порядке возрастания:

integer_list = [24, 9, 20, 17, 201, 16, 7]
integer_list.sort()
# myList = [7, 9, 16, 17, 20, 24, 201]
max_element = integer_list[-1]

print("Max element of a list: ", max_element)

Этот код также будет иметь тот же результат:

Max element of a list: 201

Если мы также хотим найти индекс элемента max, самый простой способ – использовать встроенный метод index():

integer_list = [24, 9, 20, 17, 201, 16, 7]

max_element = max(integer_list)
max_element_index = integer_list.index(max_element)

print("Max element of a list: ", max_element, " at index: ", max_element_index)

Результат:

Max element of a list:  201  at index:  4

Как получить максимальный элемент словаря Python

Словари в Python используются для хранения пар ключ-значение. Пары с одним и тем же ключом не допускаются, и, начиная с Python 3.7, пары в словаре считаются упорядоченными.

Словари определяются списком пар key-value между парой фигурных скобок:

dictionary = {
    "key24": 24, 
    "key7": 9,
    "key20": 201,
    "key17": 17, 
    "key201": 201, 
}

Самый простой способ получить значение элемента max словаря также заключается в использовании встроенного метода max() со списком значений, передаваемых в качестве аргумента:

max_element = max(dictionary.values())
print("Max element of a dict: ", max_element)

Всё сводится к предыдущему методу, поскольку values() возвращает значения, хранящиеся в списке. Это даст правильный результат:

Max element of a dict: 201

Если вы хотите найти ключ первого элемента с максимальным значением, самый простой способ – использовать метод max(), предоставляющий словарь и извлекающий элемент через dictionary.get().

max_val = max(dictionary.values())
max_val_key = max(dictionary, key=dictionary.get)

print("Max element of a dict:", max_val, "with the key:", max_val_key)

Так мы выведем значение элемента max и первого соответствующего ключа:

Max element of a dict: 201 with the key: key20

Примечание: у вас может возникнуть соблазн использовать max(dictionary), чтобы найти ключ с максимальным значением. Однако так вы вернёте сам максимальный ключ. В нашем случае программа вернула бы ключ с максимальным лексикографическим значением в словаре.

Как получить максимальный элемент кортежа

Кортеж – это встроенный тип Python, последовательно хранящий ссылки на несколько объектов в памяти. Они во многом похожи на списки. Различие лишь в том, что кортеж – это неизменяемая структура данных, в отличие от списка.

Обычно они используются для хранения только нескольких результатов, в виде типов возвращаемых функций.

В Python мы описываем кортежи с помощью пары скобок:

# Tuple of different element types 
exampleTuple = ("string", 5, "five", 4, "4")

Вы можете запускать метод max() только для совместимых типов данных:

int_tuple = (24, 9, 20, 17, 201, 16, 7)
string_tuple = ('one', 'two', 'three')

Вероятно, самый простой способ получить максимальный элемент кортежа – использовать встроенный метод max():

int_tuple = (24, 9, 20, 17, 201, 16, 7)
string_tuple = ('one', 'two', 'three')

max_int = max(int_tuple)
print("Max element of a tuple: ", max_int)

max_str = max(string_tuple)
print("Max element of a tuple: ", max_str)

Опять-таки, это приводит к наибольшему целому числу и лексикографически наибольшей строке:

Max element of a tuple:  201
Max element of a tuple:  two

Заключение

Поиск максимального элемента структуры данных – довольно распространенная задача. Все стандартные структуры данных в Python имеют аналогичный способ поиска элемента max – полагаясь на метод max() во всех случаях.

В этом руководстве мы рассмотрели, как найти максимальный элемент нескольких наиболее популярных структур данных в Python, принимая во внимание особенности каждой из них.

Просмотры: 9 119

Here is the max value and the indexes it appears at:

>>> from collections import defaultdict
>>> d = defaultdict(list)
>>> a = [32, 37, 28, 30, 37, 25, 27, 24, 35, 55, 23, 31, 55, 21, 40, 18, 50, 35, 41, 49, 37, 19, 40, 41, 31]
>>> for i, x in enumerate(a):
...     d[x].append(i)
... 
>>> k = max(d.keys())
>>> print k, d[k]
55 [9, 12]

Later: for the satisfaction of @SilentGhost

>>> from itertools import takewhile
>>> import heapq
>>> 
>>> def popper(heap):
...     while heap:
...         yield heapq.heappop(heap)
... 
>>> a = [32, 37, 28, 30, 37, 25, 27, 24, 35, 55, 23, 31, 55, 21, 40, 18, 50, 35, 41, 49, 37, 19, 40, 41, 31]
>>> h = [(-x, i) for i, x in enumerate(a)]
>>> heapq.heapify(h)
>>> 
>>> largest = heapq.heappop(h)
>>> indexes = [largest[1]] + [x[1] for x in takewhile(lambda large: large[0] == largest[0], popper(h))]
>>> print -largest[0], indexes
55 [9, 12]

A list is a data structure in python which is used to store items of multiple data types. Because of that, it is considered to be one of the most versatile data structures. We can store items such as string, integer, float, set, list, etc., inside a given list. A list in python is a mutable data type, which means that even after creating a list its elements can be changed. A list is represented by storing its items inside square brackets ‘[ ]’. We can access list elements using indexing. In this article, we shall be looking into how in a python list, we can find the max index.

1. Finding max index using for loop

Finding the maximum index using a for loop is the most basic approach.

my_list = [10,72,54,25,90,40]
max = my_list[0]
index = 0
for i in range(1,len(my_list)):
  if my_list[i] > max:
    max = my_list[i]
    index = i

print(f'Max index is : {index}')

Here, we have taken a list named ‘my_list’, which contains a list of integers. We initially take the first element of the list as the maximum element and store the element into ‘max’. Then we take a variable as ‘index’ and store it with the value 0.

After that, we shall iterate a loop from index 1 to the last element of the list. Inside the loop using an if statement, we shall compare the ith element, i.e., the current element of ‘my_list’ with the ‘max’ variable. If the value of the current element happens to be greater than the value of ‘max’, then we shall assign the value of the current element to ‘max’ and the current index to ‘i’. After completion of the for loop, we shall print the value of ‘index’, which will denote the index of the maximum value from the list.

The output is:

Max index is : 4

An above method is a naive approach. It is for understanding how the maximum element will be found. There are more compact methods, and now we shall be looking into some of them.

2. Using built in methods – max() and index()

We can use python’s inbuilt methods to find the maximum index out of a python list.

The max() method is used to find the maximum value when a sequence of elements is given. It returns that maximum element as the function output. It accepts the sequence as the function argument.

The index() method is used to find the index of a given element from a python list. It accepts the element as an argument and returns the index of that element. In the case of multiple occurrences, it will return the smallest index of that element.

First, we shall use the max() function to find the maximum element from the given list ‘my_list’ and store it in ‘max_item’. Then using the index() function, we shall pass the ‘max_item’ inside the function. Using my_list.index(), we shall return the index of the maximum element and print that.

my_list = [10,72,54,25,90,40]
max_item = max(my_list)
print(f'Max index is : {my_list.index(max_item)}')

The output is:

Max index is : 4

3. Using enumerate() function to find Python list max index

The enumerate() function in python is used to add a counter to an iterable. With the help of enumerate() function, we can find the index of the maximum elements from a list. We shall use list comprehension for storing the index. List comprehension is a way of creating sequences out of already existing sequences.

my_list = [10,72,54,25,90,40]
max_item = max(my_list)
print([index for index, item in enumerate(my_list) if item == max_item])

Using the max() function, we shall store the value of the maximum element into ‘max_item’. Then, we shall enumerate over my_list and check for which list item the value equals max_item. The index for that element shall be printed as a list item.

The output is:

[4]

4. Finding max index for multiple occurrences of elements

If there are multiple occurrences of the maximum element for a list, then we will have to apply a different logic for the same. We will make use of list comprehension to store multiple indexes inside a list.

my_list = [10,72,90,90,54,25,90,40]
max_item = max(my_list)
index_list = [index for index in range(len(my_list)) if my_list[index] == max_item]
print(index_list)

First, using the max() function, we shall find the maximum element from the list. Then, using list comprehension, we shall iterate over the list ‘my_list’, and whenever the item value equals the ‘max_item’, we shall save that index into ‘my_list’. Then, we shall print the ‘index_list’.

The output is:

[2, 3, 6]

5. Maximum index from a numpy array

To find the maximum item index using the numpy library. First, we shall import the numpy library. Then, using the array() function, we shall pass the list my_list as an argument inside the numpy array. This shall convert the given list into a numpy array and store it into ‘n’. Then, using the argmax() function, we shall print the index of the maximum item from the numpy array.

import numpy as np
my_list = [10,72,54,25,90,40]
n = np.array(my_list)
print(f'Max index is : {np.argmax(n)}')

The output is:

Max index is : 4

That wraps up Python List Max Index. If you have any doubts or any thoughts to share, leave them in the comments below.

Until next time, Keep Learning!