Связь заданий ЕГЭ и реального веб-программирования
API и JSON для экзамена ЕГЭ информатика кажутся экзотикой, но на самом деле школьник сталкивается с теми же принципами, что и профессиональный разработчик. Во второй части теста нередко просят разобрать структуру данных, вычислить агрегаты и вывести ответ. Содержание очень напоминает то, что делает браузер, получая ответ от сервера. Разница только в формулировке: на ЕГЭ задачу называют «таблица», а в индустрии — «JSON-документ». Если увидеть параллель, появляется мотивация изучать тему глубже. Дополнительно знания облегчат олимпиадные задачи и первый курс вуза. Поэтому уместно потратить несколько вечеров, чтобы освоить базу, и тем самым снять страх перед лаконичными, но непривычными текстами спецификаций.
Связь между контрольной работой и вебом выражается ещё и в том, как формируются протоколы. HTTP передаёт строковый поток, который можно распарсить любым языком, а в контрольно-измерительных материалах нет ограничения на инструмент. Таким образом, учёба формирует не узкую, а универсальную компетенцию. Стоит помнить: разработчики стандарта JSON исходили из идеи простоты; тот же подход приветствуется проверяющими, любящими понятные решения.
API и JSON для экзамена ЕГЭ информатика
Ключевое определение: API — это набор правил, позволяющий программе запрашивать и получать данные. JSON — популярный текстовый формат, используемый в большинстве открытых API. На экзамене он появляется, когда нужно описать иерархическую структуру. Нумерация элементов или вложенных объектов заменяет привычные строки таблицы. Составители проверяют, умеет ли выпускник читать ключи, определять тип значения и быстро находить нужный фрагмент. Зная пару принципов, можно сократить время решения вдвое.
Важно уметь отличать объект от массива. Объект заключён в фигурные скобки, а массив — в квадратные. Для парсинга достаточно функции json.loads в Python или её аналога в других языках. Если в тексте задания упомянуто «идентификатор», скорее всего это значение одного из полей объекта верхнего уровня. Навык интуитивно считывать подобные детали превращает громоздкий текст в легко читаемую схему. Школьник, освоивший технику, получает бонусные минуты, которые можно потратить на более сложную математику.
Минимальный синтаксис JSON, который нужно запомнить
Внутри фигурных скобок располагаются пары «ключ: значение». Ключ всегда строка. Значение может быть строкой, числом, булевым литералом, null, объектом или массивом. После каждой пары ставится запятая, последняя пара запятой не заканчивается. Символы перевода строки игнорируются парсером, но улучшают читаемость. Допускается вложенность без ограничений, однако на экзамене глубина обычно не превышает четырёх уровней.
Числа записываются без кавычек, строки — в двойных кавычках. Булевы литералы true и false пишутся строчными буквами. Если дать другое написание, парсер вернёт ошибку «Expecting value». Подсказка: в тексте ЕГЭ иногда встречаются кавычки-ёлочки, скопированные из Word. В скрипте их нужно заменить на обычные. Советы короткие, зато предотвращают досадные потери баллов.
Сервис jsonlint.com помогает проверить корректность структуры. Достаточно вставить фрагмент, нажать Validate и получить подсветку ошибки. Такой подход экономит время при домашней подготовке. На контрольной у вас, конечно, не будет сети, но привычка видеть сразу, где пропущена запятая, остаётся.
Обработка JSON в Python: шаг за шагом
Python включён в официальный список языков, разрешённых на ЕГЭ. Пакет json поставляется вместе с интерпретатором, что упрощает подготовку. Первым делом импортируем модуль. Затем читаем файл целиком: data = json.load(open(‘input.json’, encoding=’utf-8′)). Теперь у нас переменная-словарь или список. Осталось пройтись циклом, выбрать элементы и посчитать требуемое.
Рассмотрим пример. Пусть объект содержит список учеников, каждый с полем scores. Задача: найти ученика, средний балл которого максимален. Решение:
- для каждого элемента вычисляем среднее через sum/len;
- сравниваем и запоминаем наибольшее;
- выводим фамилию победителя.
Код занимает десять строк. Главное — обращаться к полю через квадратные скобки и кавычки: item[‘scores’]. Если индекс нужен, используем item[‘scores’][2]. Ошибку KeyError ловим через конструкцию in. Такой алгоритм иллюстрирует, что задачи на JSON мало отличаются от привычных задач на списки.
Делаем запросы к открытому API без лишних библиотек
Иногда полезно сформировать собственный набор данных, приближённый к реальности. Для этого достаточно стандартного модуля urllib.request. Необязательно ставить requests, хотя он удобнее. Пример односкрочного запроса: response = urllib.request.urlopen(‘https://api.github.com’). Далее декодируем байты и парсим как JSON. Получаем словарь с ключами current_user_url и так далее. Извлеките нужную статистику — например, количество публичных репозиториев организации — и запишите в текстовый файл. Такой файл станет входом для тренировки.
Важно помнить про лимиты. Большинство сервисов разрешают до 60 запросов в час без авторизации. Грамотная подготовка включает кеширование ответа локально. Просто сохраните полученную строку во временный файл и повторно не дергайте сеть. Это дисциплинирует и развивает то же мышление, которое полезно при оптимизации алгоритмов.
Кейс: метеоданные как источник таблицы для задания 24
Задача 24 часто просит найти последовательность чисел, удовлетворяющих условию. Метеостанции Росгидромета публикуют JSON с часовой температурой. Скачав сутки наблюдений, мы получаем массив из 24 объектов. У каждого поля t — температура, hum — влажность, time — строка-время. Требуется, например, вычислить длину самой длинной непрерывной серии, где температура выше нуля.
Алгоритм прост:
- инициализируем две переменные: current и best;
- проходим массив, увеличиваем current, если t >0;
- иначе сбрасываем current и сравниваем с best;
- в конце выводим best.
Практика показывает: когда данные содержат контекст, ученику легче держать концентрацию. Пока цикл идёт, он представляет реальное изменение погоды, а не абстрактные числа. Это снижает усталость и помогает избежать неточных индексов. Ещё плюс — возможность проверить ответ на здравый смысл: температура не может прыгнуть на сотню градусов, значит где-то опечатка.
Типичные ошибки и как их избежать
На первом месте — путаница в кавычках. Используйте только двойные. Второе несчастье: попытка обращаться по неправильному ключу. Перед запуском печатайте список data[0].keys() и сразу видите реальные названия. Третья проблема связана с числовыми строками. Если в массиве лежит “42”, нужно явно применить int(), иначе арифметика даст TypeError.
Иногда встречается пассивный залог в коде, например data.get(). Опыт показывает, что явная обработка исключений через try делает логику прозрачней. Ещё одна ловушка — сравнение плавающих чисел. При работе с JSON все числа передаются в строковом виде, точность сохраняется. Однако после превращения во float могут появиться погрешности. Исправляем, округляя до нужного знака.
Наконец, учимся писать мини-тесты. Функция assert validate(json.dumps(json.loads(original))) == original обеспечивает идентичность после сериализации. Пару таких строк достаточно вставить в ноутбук, чтобы гарантировать корректность решения.
Где тренироваться на реальных данных
Открытых источников много. Вот три проверенных варианта:
- api.hh.ru — вакансии, удобно фильтровать по городу;
- data.gov.ru — государственные наборы, включая транспортные расписания;
- open-meteodata.ru — уже упомянутые погодные серии.
Схема работы одинакова: читаем документацию, делаем пробный запрос, сохраняем JSON. Затем придумываем вопрос: «Сколько автобусных остановок содержит цифру 7?» или «Какое минимальное значение зарплаты для программиста в конкретном регионе?» После написания скрипта сравните ответ с личным расчётом в Excel. Если цифры совпали, решение надёжно.
Стоит установить консольную утилиту jq. Она позволяет тестировать сложные выборки прямо в терминале. К примеру, jq ‘.items[] | select(.price < 1000) | .name’ momentально выводит дешёвые товары. Такой навык экономит время, когда на экзамене приходится быстро анализировать структуру входного файла. Чем чаще тренируетесь, тем спокойнее сидите в аудитории.