Как найти два наибольших числа в списке в Python

Нахождение наибольших и наименьших элементов в списке — одна из фундаментальных задач программирования, которая находит применение в самых разнообразных областях, от анализа данных до разработки алгоритмов машинного обучения.

Нахождение двух наибольших чисел частная и более сложная задача, решение которой мы сегодня разберём.

Нахождение двух наибольших чисел в Python прямым перебором элементов

Нахождение двух наибольших чисел в списке через прямой перебор элементов является одним из самых базовых и понятных методов. Этот подход не требует использования дополнительных библиотек или сложных алгоритмов, что делает его идеальным для начинающих программистов. Давайте рассмотрим, как можно реализовать этот метод на Python.

# Инициализируем список чисел
numbers = [5, 1, 5, 2, 3, 8, 1, 9, 0]

# Проверяем, достаточно ли в списке элементов
if len(numbers) < 2:
    print("Список содержит менее двух элементов")
else:
    # Инициализируем первое и второе наибольшее числа минимально возможными значениями
    max1 = float('-inf')
    max2 = float('-inf')

    # Перебираем элементы списка
    for number in numbers:
        # Если текущее число больше max1, обновляем max1 и max2
        if number > max1:
            max2 = max1  # Старый максимум становится вторым по величине
            max1 = number  # Текущее число становится новым максимумом
        # Если текущее число меньше max1, но больше max2, обновляем только max2
        elif number > max2:
            max2 = number

    print(f"Два наибольших числа в списке: {max1} и {max2}")

Давайте разберём предложенный код построчно для лучшего понимания процесса.

numbers = [5, 1, 5, 2, 3, 8, 1, 9, 0]

В первой строке кода, мы инициализируем список чисел, с которым будем работать.

if len(numbers) < 2:
    print("Список содержит менее двух элементов")

С помощью len(numbers) проверяем длину списка. Если в списке менее двух элементов, выводим сообщение об этом. Вы можете не использовать конструкцию if else если длина списка известна заранее и она больше 2.

else:
    # Инициализируем первое и второе наибольшее числа минимально возможными значениями
    max1 = float('-inf')
    max2 = float('-inf')

Если в списке два или более элемента, инициализируем две переменные max1 и max2 с минимально возможными значениями (минус бесконечность), чтобы любое реальное число оказалось больше этих начальных значений.

Использование float('-inf') (минус бесконечность) гарантирует, что любое реальное число, с которым мы столкнемся в списке, будет больше этого начального значения.

for number in numbers:

Запускаем цикл for, который перебирает каждый элемент списка numbers. Переменная number последовательно принимает значения каждого элемента списка.

# Если текущее число больше max1, обновляем max1 и max2
        if number > max1:
            max2 = max1  # Старый максимум становится вторым по величине
            max1 = number  # Текущее число становится новым максимумом

Внутри цикла проверяем, больше ли текущее число (number) значения переменной max1. Если да, то значение max1 переносим в max2 (так как предыдущий максимум теперь второй по величине), а max1 обновляем до текущего числа.

# Если текущее число меньше max1, но больше max2, обновляем только max2
        elif number > max2:
            max2 = number

Если текущее число меньше max1, но больше max2, обновляем max2. Это обеспечивает, что max2 всегда содержит второе по величине число из уже проверенной части списка.

print(f"Два наибольших числа в списке: {max1} и {max2}")

После завершения цикла for выводим найденные два наибольших числа. Эти значения хранятся в переменных max1 и max2.

Нахождение двух наибольших чисел в Python с помощью встроенных функций

Python предлагает мощный набор встроенных функций, которые могут значительно упростить решение многих задач, в том числе и поиск двух наибольших чисел в списке. Использование встроенных функций делает код более читаемым, компактным. Рассмотрим два основных подхода к решению этой задачи с помощью встроенных возможностей Python.

Использование функции sorted()

Один из самых простых способов найти два наибольших числа в списке — отсортировать список по убыванию и взять первые два элемента. Функция sorted() предлагает прямой и эффективный способ сделать это.

numbers = [5, 1, 5, 2, 3, 8, 1, 9, 0]
sorted_numbers = sorted(numbers, reverse=True)
largest_numbers = sorted_numbers[:2]
print(f"Два наибольших числа в списке: {largest_numbers}")

• sorted(numbers, reverse=True) возвращает новый список, где элементы отсортированы по убыванию.
• sorted_numbers[:2] берёт первые два элемента из отсортированного списка, которые являются двумя наибольшими числами.

Использование функции max() с удалением элементов

Ещё один метод — использовать функцию max() для нахождения наибольшего элемента, после чего удалить этот элемент из списка и повторить операцию для нахождения второго по величине числа.

numbers = [5, 1, 5, 2, 3, 8, 1, 9, 0]
max1 = max(numbers)
numbers.remove(max1)
max2 = max(numbers)
print(f"Два наибольших числа в списке: {max1} и {max2}")

• max(numbers) возвращает наибольший элемент в списке.
• numbers.remove(max1) удаляет этот элемент из списка, что позволяет функции max() на следующем шаге найти второе по величине число.

Нахождение двух наибольших чисел в Python с помощью библиотеки heapq

Для решения нашей задачи мы можем использовать функцию nlargest() из библиотеки heapq.

Функция heapq.nlargest(n, iterable) возвращает n наибольших элементов из указанного итерируемого объекта. В нашем случае, для поиска двух наибольших чисел, n будет равно 2.

import heapq

numbers = [5, 1, 5, 2, 3, 8, 1, 9, 0]
largest_numbers = heapq.nlargest(2, numbers)
print(f"Два наибольших числа в списке: {largest_numbers}")

• Сначала импортируем модуль heapq.
• Затем используем функцию heapq.nlargest(2, numbers) для получения двух наибольших чисел из списка numbers.
• Выводим полученные числа.