Day 09：列表、字典、頻率統計與安全的 Git 復原

操作說明

學習來源：在本活動現有的閱讀與練習時段內，參考 Automate the Boring Stuff with Python, 3rd edition 的 Chapter 6; Practice Questions; Appendix B answers，用自己的話解釋一處與本地任務的聯繫。保留現有練習與驗收檢查；若外部資料無法存取，使用課程自寫的解釋。間隔複習暖身： 憑記憶說出第 08 天的計數不變量，並解釋為什麼 a = [1]; b = a; a.append(2) 會改變 b。今天你會在列表上看到同樣的別名現象。

新概念： list(text) 回傳由碼位組成的列表。列表保持元素順序，append 在尾端加入。字典把鍵對應到值；d[key] = value 用於新增或取代，key in d 檢查鍵是否存在，d.get(key, 0) 在鍵不存在時回傳 0 而不是報錯。字典會記住插入順序。

先預測印出的每一行，再執行：

chars = list("ñu猫")
print(chars, len(chars))
print(len("n\u0303u"), "n\u0303u" == "ñu")
seen = []
for ch in "abca":
    if ch not in seen:
        seen.append(ch)
print(seen)
ages = {}
ages["猫"] = 3
ages["犬"] = 5
ages["猫"] = ages["猫"] + 1
print(ages, len(ages), "猫" in ages, ages.get("鳥", 0))
alias = seen
alias.append("z")
print(seen)
print(list(""), {})

操作說明

學習來源：在本活動現有的閱讀與練習時段內，參考 Automate the Boring Stuff with Python, 3rd edition 的 Chapter 7; Practice Questions; Appendix B answers，用自己的話解釋一處與本地任務的聯繫。保留現有練習與驗收檢查；若外部資料無法存取，使用課程自寫的解釋。間隔複習： 這是把第 08 天的單一計數器推廣為每個不同字元各一個計數器。

不變量： 每次迭代開始時，counts 把目前已走訪的每個碼位對應到它被走訪的次數，且所有值的總和等於已走訪的碼位數。most_common 保存目前計數最大的字元；只有嚴格更大的計數才會取代它，所以並列時保留較早出現的字元。

執行前預測每一行，並為 "banana" 寫出追蹤表（ch / counts）：

def char_frequencies(text):
    counts = {}
    for ch in text:
        counts[ch] = counts.get(ch, 0) + 1
    return counts
def most_common(counts):
    best_char = None
    best_count = 0
    for ch in counts:
        if counts[ch] > best_count:
            best_char = ch
            best_count = counts[ch]
    return best_char
print(char_frequencies(""))
print(char_frequencies("banana"))
print(char_frequencies("猫猫犬"))
print(char_frequencies("aA"))
print(char_frequencies("😀😀"))
print(char_frequencies("e\u0301") == {"e": 1, "\u0301": 1})
print(most_common(char_frequencies("banana")))
print(most_common(char_frequencies("abab")))
print(most_common(char_frequencies("")))

操作說明

間隔複習： A 部分用今天的頻率檔案重複第 07–08 天的 git restore 流程。

新概念： git revert 會建立一個新提交來抵銷先前的某個提交，因此歷史被保留而不是被改寫。它只作用於已提交的修改；當工作目錄中受影響的檔案有未提交修改時，它會拒絕執行。這正是為什麼不能先提交基準版本、再做未提交的修改、然後嘗試 git revert。

每個部分使用一個新的暫存目錄，並先預測每一項輸出。

A 部分：用 Git 還原未提交的修改

cd "$(mktemp -d)"
git init -q
git config user.name "Learner"
git config user.email "[email protected]"
cat > freq.py <<'EOF'
def char_frequencies(text):
    counts = {}
    for ch in text:
        counts[ch] = counts.get(ch, 0) + 1
    return counts
print(char_frequencies("猫猫犬"))
EOF
git add freq.py
git commit -q -m "Add char_frequencies"
python3 freq.py
printf 'print(char_frequencies(""))\n' >> freq.py
git status --short
python3 freq.py
git restore freq.py
git status --short
python3 freq.py

A 部分的替代方法：儲存的副本（復原時不需要 Git 指令）

cd "$(mktemp -d)"
git init -q
git config user.name "Learner"
git config user.email "[email protected]"
cat > freq.py <<'EOF'
def char_frequencies(text):
    counts = {}
    for ch in text:
        counts[ch] = counts.get(ch, 0) + 1
    return counts
print(char_frequencies("猫猫犬"))
EOF
git add freq.py
git commit -q -m "Add char_frequencies"
python3 freq.py
cp freq.py freq.py.saved
printf 'oops\n' >> freq.py
cp freq.py.saved freq.py
rm freq.py.saved
git status --short
python3 freq.py

B 部分：用新提交撤銷已提交的修改

cd "$(mktemp -d)"
git init -q
git config user.name "Learner"
git config user.email "[email protected]"
cat > freq.py <<'EOF'
def char_frequencies(text):
    counts = {}
    for ch in text:
        counts[ch] = counts.get(ch, 0) + 1
    return counts
print(char_frequencies("猫猫犬"))
EOF
git add freq.py
git commit -q -m "Add char_frequencies"
python3 freq.py
printf 'print("debug")\n' >> freq.py
git commit -q -am "Add debug print"
python3 freq.py
git revert --no-edit HEAD > /dev/null
git log --format=%s
git diff HEAD~2 HEAD
git status --short
python3 freq.py

C 部分：為什麼順序很重要：示範存在未提交修改時 git revert 會拒絕執行。

cd "$(mktemp -d)"
git init -q
git config user.name "Learner"
git config user.email "[email protected]"
cat > freq.py <<'EOF'
def char_frequencies(text):
    counts = {}
    for ch in text:
        counts[ch] = counts.get(ch, 0) + 1
    return counts
print(char_frequencies("猫猫犬"))
EOF
git add freq.py
git commit -q -m "Add char_frequencies"
python3 freq.py
printf 'print("debug")\n' >> freq.py
git commit -q -am "Add debug print"
printf 'oops\n' >> freq.py
git revert --no-edit HEAD 2> /dev/null || echo "revert refused: uncommitted change present"
git status --short

操作說明

間隔複習： 本活動把第 08 天的迴圈不變量和函式與今天的字典結合起來。提交證據之前，不要打開參考答案，也不要使用 AI。

text_stats(text) 的規格（回傳恰好包含以下鍵的字典）：
- "code_points"：text 中 Unicode 碼位的個數（len(text)）。
- "distinct"：不同碼位的個數。
- "frequencies"：從每個碼位到其出現次數的字典，按首次出現的順序排列。
- "most_common"：出現次數最多的碼位；並列時取最先出現的；空文字時為 None。
嚴格以 Unicode 碼位計數：不做大小寫折疊，也不做正規化，所以 "e\u0301" 是兩個碼位。每次呼叫都必須從全新的狀態開始。

寫程式之前，先預測 ""、"abca"、"😀😀a" 和 "naïve naïve" 的完整結果，以及 "e\u0301" 的 code_points、distinct 和 most_common。然後實作、測試，最後寫出頻率迴圈和最多值迴圈各自的不變量。