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"## Aufgabe 3-3: Sequentielles - For Loop\n", + "## Sequentielles - For Loop\n", "\n", "Python verwendet eine spezielle Form des 'for-loops' dabei handelt es sich sprachlich um den 'for-each loop'.\n", "\n", @@ -81,16 +81,47 @@ "\n", "Zu lesen ist dies wie folgt: \"Für jedes (for each) i in dem Intervall/Menge 0 bis arr.length mach etwas\"\n", "\n", - "Der Unterschied besteht darin das Python jedes Element einer Menge durchläuft, der Catch liegt darin das es absolut unabhängig davon ist wie die Menge aussieht. Widmen wir uns zunächst einer Aufgabe:\n", + "Der Unterschied besteht darin das Python jedes Element einer Menge durchläuft, der Catch liegt darin das es absolut unabhängig davon ist wie die Menge aussieht. 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Schauen Sie sich gerne dazu die offizielle Dokumentation an [PEP 204](https://peps.python.org/pep-0204/#list-ranges)." ] }, { "cell_type": "code", - "execution_count": 1, + "execution_count": 12, "id": "5426ddf1-2d2f-4c92-b007-2f6eca61703f", "metadata": { "editable": true, @@ -120,7 +151,7 @@ }, { "cell_type": "code", - "execution_count": 2, + "execution_count": 13, "id": "3c38a839-3ab0-466c-98f9-189c35fc5025", "metadata": { "editable": true, @@ -128,7 +159,7 @@ "grade": true, "grade_id": "cell-cff511e86dce0377", "locked": true, - "points": 1, + "points": 3, "schema_version": 3, "solution": false, "task": false @@ -138,9 +169,18 @@ }, "tags": [] }, - "outputs": [], + "outputs": [ + { + "name": "stdout", + "output_type": "stream", + "text": [ + "15\n" + ] + } + ], "source": [ "# Hier werden die Loesungen getestet...\n", + "print(sum_up(5))\n", "### BEGIN HIDDEN TEST\n", "for n in range(3,12):\n", " assert sum(range(n+1)) == sum_up(n)\n", @@ -151,6 +191,7 @@ "cell_type": "markdown", "id": "4e6dfa94-18b9-4fb2-830a-83202d034752", "metadata": { + "editable": true, "nbgrader": { "grade": false, "grade_id": "cell-02370acddb67290d", @@ -360,14 +401,18 @@ "tags": [] }, "source": [ - "**Aufgabe**: Ihnen ist ein Dictionary gegeben. Ändern Sie jeden Wert in dem Dictionary nach der Formel $f(x) = x^3-1$ mittels `for-loop`.\n", + "### Aufgabe\n", + "\n", + "*2 Punkte*\n", + "\n", + "Ihnen ist das Dictionary `dict2` gegeben. 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Bei dem eine Liste mit zufälligen ganzzahligen Einträgen vorliegt und alle Werte nach dem Schema $\\frac{1}{n}$ dargestellt werden sollen." - ] - }, - { - "cell_type": "code", - "execution_count": null, - "id": "bc176b10-cbdf-4cfd-bba2-e14c449d0c90", - "metadata": { - "editable": true, - "nbgrader": { - "grade": false, - "grade_id": "cell-3076653b52c0a71d", - "locked": true, - "schema_version": 3, - "solution": false, - "task": false - }, - "slideshow": { - "slide_type": "" - }, - "tags": [] - }, - "outputs": [], - "source": [ - "liste = [5,8,0,-4,3,6]\n", - "for el in liste:\n", - " print(1/el)" - ] - }, - { - "cell_type": "markdown", - "id": "932b0a5d-3766-4672-8ac9-e38d84aeab2a", - "metadata": { - "editable": true, - "nbgrader": { - "grade": false, - "grade_id": "cell-20a30db416585e25", - "locked": true, - "schema_version": 3, - "solution": false, - "task": false - }, - "slideshow": { - "slide_type": "" - }, - "tags": [] - }, - "source": [ - "Ab dem dritten Eintrag der Liste löst die Operation einen Fehler aus und die Berechnung wird abgebrochen.\n", - "\n", - "Genau diesen Fehler wollen wir im nächsten Schritt mit `try-except` abfangen." - ] - }, - { - "cell_type": "code", - "execution_count": null, - "id": "c4bcccbd-1719-46ba-ac47-0446de21bae7", - "metadata": { - "editable": true, - "nbgrader": { - "grade": false, - "grade_id": "cell-a6799a47e9560649", - "locked": true, - "schema_version": 3, - "solution": false, - "task": false - }, - "slideshow": { - "slide_type": "" - }, - "tags": [] - }, - "outputs": [], - "source": [ - "liste = [5,8,0,-4,3,6]\n", - "\n", - "try:\n", - " for el in liste:\n", - " print(1/el)\n", - "except:\n", - " print(\"Berechnung nicht möglich\")" - ] - }, - { - "cell_type": "markdown", - "id": "44dccb14-a573-4b39-b92f-b42730bb0bb6", - "metadata": { - "editable": true, - "nbgrader": { - "grade": false, - "grade_id": "cell-0e0a8498c4d1f7d6", - "locked": true, - "schema_version": 3, - "solution": false, - "task": false - }, - "slideshow": { - "slide_type": "" - }, - "tags": [] - }, - "source": [ - "In den `try` block wird die zu berechnende Anweisung geschrieben. Im `except` stehen dann die Anweisungen, die ausgeführt werden, sofern die Berechnung auf einen Fehler läuft. \n", - "Beachte hierbei das auch das Ausführen des Loops unterbrochen wird. Dies lässt sich verhindern indem der Loop außerhalb des `try-except` Blockes geschrieben wird." - ] - }, - { - "cell_type": "markdown", - "id": "78c8992f-e980-49de-bf91-5587fe9dfe57", - "metadata": { - "editable": true, - "nbgrader": { - "grade": false, - "grade_id": "cell-372501884a694566", - "locked": true, - "schema_version": 3, - "solution": false, - "task": false - }, - "slideshow": { - "slide_type": "" - }, - "tags": [] - }, - "source": [ - "**Aufgabe**: Gegeben sei ein Loop, welcher auf ein `IndexError` beim ausführen stößt. Verhindern Sie mittels `try-except` das dieser Loop einen Fehler wirft." - ] - }, - { - "cell_type": "code", - "execution_count": 3, - "id": "c81a314f-089e-4f2b-b3bf-4416e12dc0b9", - "metadata": { - "editable": true, - "nbgrader": { - "grade": false, - "grade_id": "cell-eb932493525db1d8", - "locked": false, - "schema_version": 3, - "solution": true, - "task": false - }, - "slideshow": { - "slide_type": "" - }, - "tags": [] - }, "outputs": [ { - "data": { - "text/plain": [ - "[-1,\n", - " -2,\n", - " -4,\n", - " -8,\n", - " -16,\n", - " -32,\n", - " -64,\n", - " -128,\n", - " -256,\n", - " -1,\n", - " -2,\n", - " -4,\n", - " -8,\n", - " -16,\n", - " -32,\n", - " -64,\n", - " -128,\n", - " -256]" - ] - }, - "execution_count": 3, - "metadata": {}, - "output_type": "execute_result" + "name": "stdout", + "output_type": "stream", + "text": [ + "[1, 8, 27, 64, 125, 216]\n" + ] } ], - "source": [ - "l = [2**n for n in range(10)]\n", - "s = list()\n", - "f = lambda l, i: l[i] - l[i+1]\n", - "\n", - "for i in range(len(l)-1):\n", - " s.append(f(l,i))\n", - "\n", - "# BEGIN SOLUTION\n", - "for i in range(len(l)):\n", - " try:\n", - " s.append(f(l,i))\n", - " except:\n", - " continue\n", - "# END SOLUTION \n", - "\n", - "s" - ] - }, - { - "cell_type": "code", - "execution_count": null, - "id": "9c48227f-5951-4e8c-976a-c1368674f05e", - "metadata": { - "editable": true, - "nbgrader": { - "grade": true, - "grade_id": "cell-0d65844c96851030", - "locked": true, - "points": 1, - "schema_version": 3, - "solution": false, - "task": false - }, - "slideshow": { - "slide_type": "" - }, - "tags": [] - }, - "outputs": [], "source": [ "# Hier werden die Loesungen getestet...\n", + "print(cubics)\n", "### BEGIN HIDDEN TEST\n", - "assert s == [-2**n for n in range(9)]\n", + "c = [n**3 for n in range(1,7)]\n", + "assert c == cubics\n", "### END HIDDEN TEST" ] }, @@ -939,89 +707,7 @@ "source": [ "# System Interactions\n", "\n", - "Im folgenden Abschnitt beschäftigen wir uns mit dem Eingeben von Daten in ein Programm. Dies geschieht entweder 'von Hand', also über den Benutzer, oder über Dateien.\n", - "\n", - "## Aufgabe 4-1: Interaction - (User-)Input\n", - "\n", - "Neben der `print` Funktion bietet Python auch eine `input` Funktion zum Eingeben von Daten.\n", - "\n", - "Dabei kann beim Funktionsaufruf ein String mit einer Nachricht mitgegeben werden." - ] - }, - { - "cell_type": "code", - "execution_count": null, - "id": "9bc23729-8fcc-4cdd-ab73-dca9ebd597cc", - "metadata": { - "editable": true, - "nbgrader": { - "grade": false, - "grade_id": "cell-faacd1403f906db1", - "locked": true, - "schema_version": 3, - "solution": false, - "task": false - }, - "slideshow": { - "slide_type": "" - }, - "tags": [] - }, - "outputs": [], - "source": [ - "input(\"Gib eine Zahl ein\")" - ] - }, - { - "cell_type": "markdown", - "id": "7249872a-dffd-4b1e-948e-a7abcccc347c", - "metadata": { - "editable": true, - "nbgrader": { - "grade": false, - "grade_id": "cell-b8e15f786a268a73", - "locked": true, - "schema_version": 3, - "solution": false, - "task": false - }, - "slideshow": { - "slide_type": "" - }, - "tags": [] - }, - "source": [ - "Wie (vielleicht) zu erwarten gibt die `input` Funktion den eingebenen Wert als String direkt zurück und kann damit in einer variablen gespeichert werden.\n", - "\n", - "**Aufgabe**: Schreibe ein Programm, welches den Input vom User als eine Zahl entgegen nimmt und diese Zahl+2 zurückgibt. Wichtig ist das der Wert als String zurückgegeben wird und vorher mittels `int()` Funktion zu einer Zahl umgewandelt werden muss." - ] - }, - { - "cell_type": "code", - "execution_count": null, - "id": "bc2d380a-25f7-4492-a2e5-c499b684d95e", - "metadata": { - "editable": true, - "nbgrader": { - "grade": true, - "grade_id": "cell-cae1081b4d4a17e7", - "locked": false, - "points": 1, - "schema_version": 3, - "solution": true, - "task": false - }, - "slideshow": { - "slide_type": "" - }, - "tags": [] - }, - "outputs": [], - "source": [ - "# BEGIN SOLUTION\n", - "a = int(input(\"Sag mir eine Zahl\"))\n", - "print(a+2)\n", - "# END SOLUTION" + "Im folgenden Abschnitt beschäftigen wir uns mit dem Eingeben von Daten in ein Programm. Dies geschieht entweder 'von Hand', also über den Benutzer, oder über Dateien." ] }, { @@ -1043,13 +729,11 @@ "tags": [] }, "source": [ - "## Aufgabe 4-2: Interaction - Files\n", - "\n", "Im Normalfall wollen wir größere Datenmengen einlesen. Dazu nutzen wir die Built-In Funktion `open` ([Python Docs - Open](https://docs.python.org/3/library/functions.html?highlight=open#open)). Auch wenn in der Doku viele Parameter stehen benötigt man im Normalfall nur zwei. Der erste ist der Name der File, der zweite im welchem Modus die Datei geöffnet werden soll (Angegeben als String).\n", "\n", "Zum bearbeiten der Datei nutzen wir den Python Kontext Manager - das `with`-Statement. Bei externen Daten ist es immer wichtig die Datei auch wieder zu schließen, damit es nicht zu Datenverlust oder Arbeitsspeichermüll kommt. Daher ist der Lebenzyklus einer Datei in einem Programm immer `Datei öffnen` -> `Datei Bearbeiten` -> `Datei schließen`. Kommt es in einer der Drei schritte zu einem Fehler, bleibt die Datei im RAM hängen und der Computer muss neu gestartet werden um diesen Speicher wieder Frei zu geben.\n", "\n", - "Daher gibt es Kontext Manager. Dieser versichert dem Programmierer, dass das schließen der Datei immer (!!) passiert. Die Sytax folgt folgender Strucktur:\n", + "Daher gibt es Kontext Manager. Dieser versichert dem Programmierer, dass das schließen der Datei immer (!!) passiert. Die Syntax folgt folgender Strucktur:\n", "\n", "```python\n", "with as :\n", @@ -1083,12 +767,18 @@ "tags": [] }, "source": [ - "**Aufgabe**: Erstellen und Öffnen sie eine Datei `testfile.txt` mit der `open` Funktion, nutzen Sie dafür das `with`-Statement. Schreiben Sie in diese Datei 100 mal den String `Python\\n`. " + "### Aufgabe\n", + "\n", + "*2 Punkte*\n", + "\n", + "Erstellen und Öffnen sie eine Datei `testfile.txt` mit der `open` Funktion, nutzen Sie dafür das `with`-Statement.\n", + "\n", + "Schreiben Sie in diese Datei 100 mal den String `\"Python\\n\"`. " ] }, { "cell_type": "code", - "execution_count": null, + "execution_count": 17, "id": "f11f7a0b-bcca-4db0-a6ca-bf95c70c7303", "metadata": { "editable": true, @@ -1116,7 +806,7 @@ }, { "cell_type": "code", - "execution_count": null, + "execution_count": 18, "id": "c91e07bb-fc41-42c1-8b42-0aca56c57c35", "metadata": { "editable": true, @@ -1124,7 +814,7 @@ "grade": true, "grade_id": "cell-2592f8b51914455e", "locked": true, - "points": 1, + "points": 2, "schema_version": 3, "solution": false, "task": false @@ -1165,12 +855,16 @@ "tags": [] }, "source": [ - "**Aufgabe**: Öffnen Sie die zuvor erstellte Datei `testfile.txt` im Lesemodus und weißen Sie den Inhalt der `.readlines()` Funktion der Variabeln `lines` zu. " + "### Aufgabe\n", + "\n", + "*2 Punkte*\n", + "\n", + "Öffnen Sie die zuvor erstellte Datei `testfile.txt` im Lesemodus und weißen Sie den Inhalt der `.readlines()` Funktion der Variabeln `lines` zu. " ] }, { "cell_type": "code", - "execution_count": null, + "execution_count": 19, "id": "adf300e9-ee63-4da1-a6f3-c768fa2b5fc9", "metadata": { "editable": true, @@ -1198,7 +892,7 @@ }, { "cell_type": "code", - "execution_count": null, + "execution_count": 24, "id": "229499d6-bb33-492b-af5d-a26ab3b3f5d4", "metadata": { "editable": true, @@ -1206,7 +900,7 @@ "grade": true, "grade_id": "cell-aa7c104b5f3f2572", "locked": true, - "points": 1, + "points": 2, "schema_version": 3, "solution": false, "task": false @@ -1216,8 +910,18 @@ }, "tags": [] }, - "outputs": [], + "outputs": [ + { + "name": "stdout", + "output_type": "stream", + "text": [ + "Anzahl der gelesenen Zeilen: 100\n" + ] + } + ], "source": [ + "# Hier werden die Loesungen getestet...\n", + "print(\"Anzahl der gelesenen Zeilen:\", len(lines))\n", "### BEGIN HIDDEN TEST\n", "with open('testfile.txt', 'r') as f:\n", " assert f.readlines() == lines\n", @@ -1243,7 +947,7 @@ "tags": [] }, "source": [ - "## Aufgabe 4-3: Import Statement\n", + "## Import Statement\n", "\n", " \n", "\n", @@ -1341,12 +1045,16 @@ "tags": [] }, "source": [ - "**Aufgabe**: Importiere Python Built-In Library `random` und rufe zuerst aus dem Modul die Funktion `seed` auf mit dem Eingabewert `42`, und weiße danach der Variable `rand` den Wert des Funktionsaufrufes von `randint(1,100)` zu. " + "### Aufgabe\n", + "\n", + "*3 Punkte*\n", + "\n", + "Importiere Python Built-In Library `random` und rufe zuerst aus dem Modul die Funktion `seed` auf mit dem Eingabewert `42`, und weiße danach der Variable `rand` den Wert des Funktionsaufrufes von `randint(1,100)` zu. " ] }, { "cell_type": "code", - "execution_count": null, + "execution_count": 21, "id": "0d80bc9f-6923-4e3f-8a70-909548e693a6", "metadata": { "editable": true, @@ -1375,7 +1083,7 @@ }, { "cell_type": "code", - "execution_count": null, + "execution_count": 22, "id": "ada0211b-03bf-463a-b932-2bad621d5559", "metadata": { "editable": true, @@ -1383,7 +1091,7 @@ "grade": true, "grade_id": "cell-d7817c3dd1ee34f9", "locked": true, - "points": 1, + "points": 3, "schema_version": 3, "solution": false, "task": false @@ -1393,9 +1101,18 @@ }, "tags": [] }, - "outputs": [], + "outputs": [ + { + "name": "stdout", + "output_type": "stream", + "text": [ + "82\n" + ] + } + ], "source": [ "# Hier werden die Loesungen getestet...\n", + "print(rand)\n", "### BEGIN HIDDEN TEST\n", "assert rand == 82\n", "### END HIDDEN TEST" @@ -1420,7 +1137,7 @@ "tags": [] }, "source": [ - "Aus Aufgabe 4-2 ist bereits das Keyword `as` bekannt dieses kann auch verwendet werden um Module beim import umzubennen. Dies ist dann Hilfreich wenn Module lange Namen haben.\n", + "Das Keyword `as` ist bereits bekannt, dieses kann auch verwendet werden um Module beim import umzubennen. Dies ist dann Hilfreich wenn Module lange Namen haben.\n", "\n", "Numpy wird im Internet immer mit np abgekürzt. Beispiel:" ] @@ -1469,12 +1186,16 @@ "tags": [] }, "source": [ - "**Aufgabe**: Importieren Sie die Built-In Library `datetime` als `dt`." + "### Aufgabe\n", + "\n", + "*1 Punkt*\n", + "\n", + "Importieren Sie die Built-In Library `datetime` als `dt`." ] }, { "cell_type": "code", - "execution_count": null, + "execution_count": 26, "id": "e7e6c246-6dc4-4555-a202-73887b5f8249", "metadata": { "editable": true, @@ -1500,7 +1221,7 @@ }, { "cell_type": "code", - "execution_count": null, + "execution_count": 28, "id": "b03ee34b-8520-4106-a23f-4419e54dcfcc", "metadata": { "editable": true, @@ -1518,8 +1239,18 @@ }, "tags": [] }, - "outputs": [], + "outputs": [ + { + "name": "stdout", + "output_type": "stream", + "text": [ + "2024-11-01 19:32:22.691479\n" + ] + } + ], "source": [ + "# Hier werden die Loesungen getestet...\n", + "print(dt.datetime.now()) # UTC Time also Standard Greenwich Zeit\n", "### BEGIN HIDDEN TEST\n", "assert 'dt' in dir()\n", "### END HIDDEN TEST" @@ -1549,7 +1280,7 @@ }, { "cell_type": "code", - "execution_count": null, + "execution_count": 29, "id": "638e6c20-7bba-4862-9acc-34031bae8514", "metadata": { "editable": true, @@ -1566,7 +1297,34 @@ }, "tags": [] }, - "outputs": [], + "outputs": [ + { + "name": "stdout", + "output_type": "stream", + "text": [ + "{0: 1,\n", + " 1: 2,\n", + " 2: 4,\n", + " 3: 8,\n", + " 4: 16,\n", + " 5: 32,\n", + " 6: 64,\n", + " 7: 128,\n", + " 8: 256,\n", + " 9: 512,\n", + " 10: 1024,\n", + " 11: 2048,\n", + " 12: 4096,\n", + " 13: 8192,\n", + " 14: 16384,\n", + " 15: 32768,\n", + " 16: 65536,\n", + " 17: 131072,\n", + " 18: 262144,\n", + " 19: 524288}\n" + ] + } + ], "source": [ "from pprint import pprint\n", "pprint({n: 2**n for n in range(20)})" @@ -1591,12 +1349,17 @@ "tags": [] }, "source": [ - "**Aufgabe**: Importieren Sie die Funktion `sqrt` aus dem Built-In Modul `math`." + "### Aufgabe\n", + "\n", + "*2 Punkte*\n", + "\n", + "Importieren Sie die Funktion `sqrt` aus dem Built-In Modul `math`.\n", + "Berechnen Sie $\\sqrt4$. Speichern Sie das Ergebnis in der variablen `s4`." ] }, { "cell_type": "code", - "execution_count": null, + "execution_count": 30, "id": "81838f9b-558c-49b3-90ef-647e28380a97", "metadata": { "editable": true, @@ -1617,12 +1380,13 @@ "source": [ "# BEGIN SOLUTION\n", "from math import sqrt\n", + "s4 = sqrt(4)\n", "# END SOLUTION" ] }, { "cell_type": "code", - "execution_count": null, + "execution_count": 33, "id": "6d984a74-a93d-4865-b6d1-d2dec8586907", "metadata": { "editable": true, @@ -1630,7 +1394,7 @@ "grade": true, "grade_id": "cell-83c667de468e9ef8", "locked": true, - "points": 1, + "points": 2, "schema_version": 3, "solution": false, "task": false @@ -1640,11 +1404,21 @@ }, "tags": [] }, - "outputs": [], + "outputs": [ + { + "name": "stdout", + "output_type": "stream", + "text": [ + "2.0\n" + ] + } + ], "source": [ "# Hier werden die Loesungen getestet...\n", + "print(s4)\n", "### BEGIN HIDDEN SOLUTION\n", "assert 'sqrt' in dir()\n", + "assert int(s4) == 2\n", "### END HIDDEN SOLUTION" ] },