Як знайти ключ із найбільшим значенням у словнику Python

Створення базової функції

Почнемо зі створення ядра нашої функції. Ми будемо створювати її крок за кроком. Спочатку створіть файл з назвою key_of_max.py. Ви можете скористатися вбудованим редактором коду LabEx або термінальним редактором, таким як nanoабо vim. Всередину key_of_max.pyдодайте наступний код:

def key_of_max(d): """ Returns the key associated with the maximum value in the dictionary 'd'. If multiple keys share the maximum value, any one of them may be returned. """ return max(d, key=d.get)

Ось розбивка:

def key_of_max(d):: Тут визначено функцію з іменем key_of_max. Вона приймає один аргумент, d, який представляє словник, з яким ми працюватимемо.

return max(d, key=d.get)Це суть функції. Давайте розглянемо її по частинах:

max(d, ...)Вбудована max()функція знаходить найбільший елемент. За замовчуванням, якщо ви задаєш max()словник, вона знайде найбільший ключ (в алфавітному порядку). Нам це не потрібно; нам потрібен ключ, пов’язаний з найбільшим значенням .
key=d.getЦе ключова частина. keyАргумент вказує, max()як порівнювати елементи. d.getє методом словників. Коли ви викликаєте d.get(some_key), він повертає значення, пов’язане з some_key. Встановлюючи key=d.get, ми кажемо max(): «Порівняйте елементи у словнику d, використовуючи їхні значення , а не їх ключі». max()Потім функція повертає ключ, що відповідає цьому максимальному значенню.

Обробка випадку порожнього словника

Наша поточна функція має проблему: вона аварійно завершить роботу, якщо вхідний словник dпорожній. Давайте виправимо це. Змініть її key_of_max.pyтак:

def key_of_max(d):
  """
  Returns the key associated with the maximum value in the dictionary 'd'.

  If multiple keys share the maximum value, any one of them may be returned.
  """
  if not d:  ## Check if the dictionary is empty
      return None
  return max(d, key=d.get)

Додані рядки виконують наступне:

if not d:У Python порожній словник вважається “хибним”. Цей ifоператор перевіряє, чи словник dпорожній.
return None: Якщо словник порожній, максимального значення немає, тому ми повертаємо None. Це стандартний спосіб вказати відсутність значення в Python. Це запобігає max()виникненню помилки функцією.

Це вирішальний крок у написанні надійного коду: завжди враховуйте граничні випадки!

Створення модульних тестів: базові тести

Тепер давайте напишемо кілька тестів, щоб переконатися, що наша функція працює правильно. Ми використовуватимемо unittestмодуль Python. Створіть новий файл з назвою test_key_of_max.pyта додайте наступний код:

import unittest
from key_of_max import key_of_max  ## Import our function

class TestKeyOfMax(unittest.TestCase):

    def test_basic_case(self):
        self.assertEqual(key_of_max({'a': 4, 'b': 0, 'c': 13}), 'c')

    def test_another_case(self):
        self.assertEqual(key_of_max({'apple': 10, 'banana': 5, 'orange': 10}), 'apple')

if __name__ == '__main__':
    unittest.main()

Пояснення:

import unittestІмпортує платформу тестування.
from key_of_max import key_of_maxІмпортує функцію, яку ми хочемо протестувати.
class TestKeyOfMax(unittest.TestCase):Визначає клас тестів . Класи тестів групують пов’язані тести разом.
def test_basic_case(self):Визначає метод тестування . Кожен метод тестування перевіряє певний аспект нашої функції. Назви методів тестування повинні починатися з test_.
self.assertEqual(...)Це твердження . Воно перевіряє, чи два значення рівні. Якщо вони не рівні, перевірка не проходить. У цьому випадку ми перевіряємо, чи key_of_max({'a': 4, 'b': 0, 'c': 13})повертає 'c', що й повинно бути.
def test_another_case(self):Додано ще один тестовий випадок для перевірки ключа максимального значення, яке може бути неунікальним.
if __name__ == '__main__': unittest.main()Ця стандартна ідіома Python запускає тести, коли ви виконуєте скрипт безпосередньо (наприклад, python3 test_key_of_max.py).

Запустіть тести з терміналу:. python3 test_key_of_max.pyВи повинні побачити вивід, який вказує на те, що обидва тести пройдено успішно.

python3 test_key_of_max.py

----------------------------------------------------------------------
Ran 2 tests in 0.000s

OK

Тестування порожнього словника (граничний випадок)

Давайте додамо тест спеціально для випадку порожнього словника. Додайте цей метод до вашого TestKeyOfMaxкласу в test_key_of_max.py:

def test_empty_dictionary(self):
    self.assertIsNone(key_of_max({}))

self.assertIsNone(...)Це твердження перевіряє, чи значення саме None. Це важливо, оскільки self.assertEqual(..., None)може передаватися як значення, які обчислюються як None, але насправді не є None. assertIsNoneє більш суворим.

Знову запустіть тести ( python3 test_key_of_max.py). Усі три тести (два базові тести та тест порожнього словника) тепер мають бути успішними.

python3 test_key_of_max.py

----------------------------------------------------------------------
Ran 3 tests in 0.000s

OK

Тестування з усіма від’ємними значеннями

Як остаточний тест, розглянемо випадок, коли всі значення у словнику є від’ємними. Додайте цей метод до TestKeyOfMax:

def test_all_negative_values(self):
    self.assertEqual(key_of_max({'x': -5, 'y': -2, 'z': -10}), 'y')

Цей тест гарантує, що наша функція правильно визначає найменше від’ємне значення (яке в цьому випадку є максимальним) та повертає пов’язаний з ним ключ.

Виконайте тести ще раз ( python3 test_key_of_max.py). Усі чотири тести мають бути успішними. Це дає нам високу впевненість у тому, що наша функція працює правильно.

Тепер ваш повний test_key_of_max.pyвигляд має бути таким:

import unittest
from key_of_max import key_of_max

class TestKeyOfMax(unittest.TestCase):

    def test_basic_case(self):
        self.assertEqual(key_of_max({'a': 4, 'b': 0, 'c': 13}), 'c')

    def test_another_case(self):
        self.assertEqual(key_of_max({'apple': 10, 'banana': 5, 'orange': 10}), 'apple')

    def test_empty_dictionary(self):
        self.assertIsNone(key_of_max({}))

    def test_all_negative_values(self):
        self.assertEqual(key_of_max({'x': -5, 'y': -2, 'z': -10}), 'y')

if __name__ == '__main__':
    unittest.main()

Знову запустіть тести ( python3 test_key_of_max.py). Усі чотири тести мають бути успішними. Це дає нам високу впевненість у тому, що наша функція працює правильно.

python3 test_key_of_max.py

----------------------------------------------------------------------
Ran 4 tests in 0.000s

OK

Висновок

Ми створили просту, але потужну функцію key_of_max(), яка дозволяє швидко знаходити ключ із найбільшим значенням у словнику Python. Під час розробки ми крок за кроком врахували всі важливі деталі: обробку порожніх словників, перевірку випадків із повторюваними значеннями та навіть тестування з від’ємними числами. Завдяки модульним тестам ми переконалися, що функція працює стабільно у всіх сценаріях.

Такий підхід не лише навчає правильно мислити в термінах чистого й надійного коду, а й демонструє, як варто будувати маленькі, але ефективні утиліти, які роблять роботу з даними у Python швидшою та зрозумілішою.

Якщо ви прагнете покращити свої навички у Python — цей приклад чудово показує, що навіть проста функція може навчити мислити як справжній розробник.