מערך שיעור: מבני נתונים ופונקציות

משך: יום לימוד מלא — 6 שעות אקדמיות (270 דקות).

מטרת השיעור: הסטודנטים ישלטו בארבעת מבני הנתונים של Python, ידעו לבחור את המתאים לכל בעיה, יבינו את מודל ההפניות (Mutable, is מול ==), ויכירו פונקציות גמישות ואת חוקי ה-Scope.

בסוף השיעור הסטודנטים צריכים:

1. לבחור ולהפעיל list/tuple/set/dict לפי הצורך: הוספה, מחיקה, חיפוש, מעבר וספירה.
2. להסביר ולהדגים את ההבדל בין עותק להפניה, ובין == ל-is.
3. לכתוב פונקציה עם ברירות מחדל, *args/**kwargs, להעביר פונקציה כארגומנט (כולל lambda ב-sorted), ולהסביר את LEGB.

דגש קריטי: dict ורשימה של dicts. זה המבנה של JSON (מחר), של שורות ב-OOP (נושא OOP) ושל בקשות ותשובות API (נושא Backend ומסדי נתונים). תבנית הספירה d[k] = d.get(k, 0) + 1 צריכה לשבת היטב.

מהלך השיעור#

דגשים להעברת השיעור#

• יום עמוס. לשמור על קצב: את list/dict מעמיקים, ואת tuple/set מציגים בעיקר דרך “מתי משתמשים”.
• ציור הפניות הוא הכלי החשוב ביותר היום: שמות משמאל, אובייקטים מימין, חצים ביניהם. להשתמש בו בכל דוגמה של Mutable. (אפשר להיעזר באתר pythontutor.com להמחשה ויזואלית.)
• is לא להשוואת ערכים. להזכיר שהמקרה של מספרים קטנים “עובד במקרה”, ולא להיכנס למנגנון.
• Functions as Objects — להדגיש את ההבדל f מול f() כבר עכשיו. בנושא Backend ומסדי נתונים, @app.get(...) מעל פונקציה ייראה טבעי.
• lambda ברמת היכרות בלבד. השימוש המרכזי הוא key= ב-sorted/min/max. לא ללמד map/filter.
• Scope: ההמלצה הברורה היא פרמטר + return, ו-global רק כהסבר. זה מכין את הקרקע ל-OOP: “איפה שומרים מצב שמשתנה?” — באובייקט.

מושגים#

תרגיל חשיבה#

שאלת פתיחה (לפני Mutable): “יש לי עגלת קניות. כדי לא לאבד אותה, כתבתי backup = cart, ואז ניקיתי את העגלה עם cart.clear(). מה יש ב-backup?”

מהלך:

1. הצבעה בכיתה: מי חושב שהגיבוי מלא, ומי שהוא ריק?
2. להריץ. הגיבוי ריק. הפתעה.
3. לצייר על הלוח: cart → [רשימה] ← backup. “כמה רשימות יש כאן?” אחת.
4. לשאול: “אז מה זה בעצם =?” — לא “העתק”, אלא “הדבק מדבקה”.
5. לשאול: “למה עם מחרוזות זה לא קרה אתמול?” — Immutable.

מה המרצה מראה בסוף: אותו קוד עם backup = cart.copy(), והציור עם שתי רשימות. ואחר כך את הגרסה של אותה בעיה בפונקציה (add_bonus ששינתה את הרשימה של מי שקרא). משפט סיום: “השם הוא לא הקופסה — הוא המדבקה על הקופסה. לפני ששואלים ‘מה יש במשתנה’, שואלים ‘על איזה אובייקט הוא מצביע’.”