Giáo án Bài 17 · KHMT. Dữ liệu mảng một chiều và hai chiều

Xác định được vấn đề: cần một cấu trúc để lưu nhiều giá trị có quan hệ hàng và cột; nhận ra mảng một chiều chưa đủ để biểu diễn bảng dữ liệu.

GV chiếu bảng điểm gồm 3 bạn, mỗi bạn 3 môn: bạn 1 có điểm 8, 7, 9; bạn 2 có điểm 6, 8, 7; bạn 3 có điểm 9, 10, 8. HS trả lời hai câu hỏi: (1) Nếu chỉ dùng một danh sách thì lưu được bảng này như thế nào, và khi đó làm sao biết điểm nào thuộc bạn nào? (2) Điểm môn thứ 3 của bạn thứ 2 là bao nhiêu và có tất cả bao nhiêu ô điểm?

HS nhận ra: một danh sách chỉ lưu được một dãy giá trị theo một chỉ số, còn bảng cần hai chỉ số (hàng và cột). Đáp án dự kiến: điểm môn thứ 3 của bạn thứ 2 là 7; bảng có 3 hàng × 3 cột = 9 ô điểm. Kết luận ban đầu: cần mảng hai chiều để biểu diễn bảng.

Nêu được mảng một chiều là dãy phần tử có chỉ số từ 0; truy cập được phần tử theo chỉ số và xác định được độ dài của mảng.

HS làm việc theo cặp với Phiếu học tập số 1. GV cho ví dụ a=[4,8,6]. HS dự đoán và điền kết quả của các lệnh print(a[0]), print(a[2]), print(len(a)), print(a[0]+a[2]) vào phiếu, sau đó chạy thử trên máy để kiểm tra.

Kiến thức HS rút ra: mảng một chiledu n phần tử có chỉ số từ 0 đến n−1; a[0] là phần tử đầu tiên, a[2] là phần tử thứ ba; len(a) cho số phần tử, ở đây là 3. Kết quả: a[0] là 4; a[2] là 6; len(a) là 3; a[0]+a[2] là 10.

Giải thích được cấu trúc mảng hai chiều gồm hàng và cột; truy cập được ô a[i][j] và xác định số hàng, số cột, số ô của bảng.

Tổ chức kĩ thuật khăn trải bàn: 4 nhóm, mỗi nhóm nhận một câu hỏi về bảng a=[[2,4,1],[3,5,7]] (hai hàng, ba cột). Các nhóm ghi kết quả lên khăn trải bàn và điền Phiếu học tập số 2. Câu hỏi: (1) print(a[1][2]) in ra số nào? (2) len(a) và len(a[0]) bằng bao nhiêu? (3) Bảng có bao nhiêu ô? (4) Vì sao trước khi truy cập a[i][j] nên kiểm tra len(a[i])?

Đáp án: (1) a[1][2] là 7, vì hàng 1 (hàng thứ hai) và cột 2 (cột thứ ba) có giá trị 7. (2) len(a) là 2 (số hàng); len(a[0]) là 3 (số cột). (3) Bảng có 2 × 3 = 6 ô. (4) Các hàng có thể dài khác nhau nếu tạo sai, nên kiểm tra độ dài hàng giúp tránh truy cập vượt giới hạn. Kiến thức HS rút ra: a[i][j] là phần tử ở hàng i, cột j, chỉ số từ 0; mảng hai chiều là danh sách các hàng.

Vận dụng được hai vòng lặp lồng nhau để duyệt từng hàng rồi từng phần tử, tính tổng toàn bảng và kiểm tra kết quả.

HS đọc chương trình mẫu bên dưới, dự đoán kết quả, sau đó chạy thử và thực hành trên học liệu NeoEdu (bài tập tương tác về duyệt bảng). Chương trình mẫu: a=[[2,4,1],[3,5,7]]; s=0; for row in a: for x in row: s+=x; print(s). Câu hỏi: (1) Tổng hàng đầu là bao nhiêu, tổng hàng sau là bao nhiêu? (2) Vì sao có hai vòng lặp? (3) Có nhầm lẫn nào giữa số hàng và tổng số ô không?

Kết quả: tổng hàng đầu là 7 (2+4+1); tổng hàng sau là 15 (3+5+7); tổng toàn bảng là 22; chương trình in ra 22. Kiến thức HS rút ra: vòng lặp ngoài duyệt từng hàng, vòng lặp trong duyệt từng phần tử của hàng đó; số hàng là 2 nhưng tổng số ô là 6, không được nhầm.

Vận dụng kiến thức về chỉ số, độ dài, duyệt bảng và lỗi tham chiếu để giải các bài tập; tự đánh giá lập luận và mã lệnh của mình theo thang điểm.

Lớp chia 4 nhóm, mỗi nhóm làm một trạm trong 5 phút rồi luân chuyển. Trạm 1 (bài 2, 3, 4): đọc chương trình và cho biết kết quả in ra. Trạm 2 (bài 5, 6, 7): trắc nghiệm, đúng/sai và sắp xếp các bước giải. Trạm 3 (bài 8): tính tổng bảng 2 × 3 mẫu bằng hai vòng lặp, viết chương trình hoàn chỉnh và kiểm tra theo dữ liệu mẫu. Trạm 4 (bài 9): giải thích lỗi của [[0]*3]*2 và cách tạo hàng độc lập.

Đề và đáp án các trạm:

• Bài 2: print(a[1][2]) với a=[[2,4,1],[3,5,7]] in ra 7, vì hàng 1 cột 2 có giá trị 7.
• Bài 3: print(len(a)*len(a[0])) in ra 6, vì 2 hàng × 3 cột = 6 ô.
• Bài 4: a=[4,8,6]; print(a[0]+a[2]) in ra 10.
• Bài 5: Đáp án A, a[i][j] là hàng i, cột j.
• Bài 6: Sai, các hàng của danh sách lồng nhau có thể dài khác nhau.
• Bài 7: Thứ tự đúng: Xác định hàng và cột → Khởi tạo tổng → Duyệt từng hàng rồi ô → In và đối chiếu.
• Bài 8: Chương trình a=[[2,4,1],[3,5,7]]; s=0; for row in a: for x in row: s+=x; print(s). Kết quả in 22 (tổng hàng đầu 7, hàng sau 15). Thang điểm tham khảo: dữ liệu 2×3 và khởi tạo tổng 0,2 điểm; hai vòng lặp 0,4 điểm; tổng hàng đầu 7, hàng sau 15, tổng 22 0,25 điểm; chỉ số và giới hạn vòng lặp 0,15 điểm. Chấp nhận phương án tương đương đúng, có lập luận.
• Bài 9: Hai hàng cùng tham chiếu một danh sách; gán a[0][0]=9 làm cả a[1][0] thành 9. Tạo hàng độc lập: [[0 for j in range(3)] for i in range(2)]. Thang điểm: nhận hai hàng chung đối tượng 0,4 điểm; ca sửa a[0][0] làm a[1][0] đổi theo 0,3 điểm; tạo hàng độc lập 0,3 điểm.

Vận dụng mảng hai chiều vào bài toán thực tế: tính tổng điểm từng bạn và tổng điểm cả lớp; giải thích kết quả và kiểm tra điều kiện áp dụng (độ dài các hàng).

Cho bảng điểm a=[[8,7,9,6],[6,8,7,9],[9,10,8,7]] gồm 3 bạn, mỗi bạn 4 môn. Yêu cầu: (1) Viết chương trình tính tổng điểm của từng bạn bằng cách duyệt theo hàng. (2) Tính tổng điểm toàn bảng bằng hai vòng lặp. (3) Thêm bước kiểm tra mọi hàng có cùng độ dài 4 trước khi tính, in thông báo nếu có hàng sai độ dài. (4) Giải thích kết quả và nêu một tình huống dữ liệu làm chương trình sai.

Kết quả: tổng điểm bạn 1 là 30; bạn 2 là 30; bạn 3 là 34; tổng toàn bảng là 94. Kiến thức HS rút ra: duyệt theo hàng cho tổng từng bạn; duyệt cả hai vòng lặp cho tổng bảng; nếu một hàng dài khác thì chương trình có thể truy cập ô không tồn tại hoặc tính sai, nên cần kiểm tra len(a[i]) trước khi xử lí.