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--- efinf:blcks2017:jython:lektionen [2017/09/20 20:09] – [L11] Simon Knaus
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+==== L3 ====
+<code  python ifdand.py>
+from gturtle import *
+makeTurtle()
+# Turtle verstecken
+ht()
+s = 2
+repeat 100:
+    forward(s)
+    left(90)
+    #  turtle weiter als 20 vom ursprung und weniger weit als 30: bitte grün
+    if distance(0,0) > 20  and distance(0,0) < 30 :
+        setPenColor("green")
+    # sonst einfach blau
+    else:
+        setPenColor("blue")
+    s = s + 2
+</code>
+<code python variable.py>
+from gturtle import *
+makeTurtle()
+# Variable s für die Seitenlänge
+s = 2
+# Funktion segment mit zwei Parametern width und angle
+def segment(width, angle):
+    forward(width)
+    left(angle)
+repeat 20:
+    segment(s)
+    s = s + 2
+ </code>
+==== L4 ====
+<code python fibonacci.py>
+# Rekursive Definition Fibonacci Zahlen
+def fibonacci(n):
+    #f_0 = 1
+    if n == 0:
+        return(0)
+    #f_1 = 1
+    elif n == 1:
+        return(1)
+    # f_n = f_n-1 + f_n-2
+    else:
+        return(fibonacci(n-1)+fibonacci(n-2))
+#1.618 goldener schnitt
+goldensection = (sqrt(5)+1)/2
+n = 2
+#solange fibonacci ausrechnen, bis Quotient auf 0.0001 am goldenen Schnitt ist.
+while abs(fibonacci(n)/fibonacci(n-1) - goldensection) > 0.00001:
+    print(fibonacci(n))
+    n += 1 #n wird um 1 erhöht äquivalent zu n = n+1
+# Frage: ist das ''intelligent'' programmiert?
+</code>
+==== L5 ====
+<code python keycode.py>
+from gturtle import *
+# notwending, weil getKeyCodeWait() aus gturtle ist.
+makeTurtle()
+print(getKeyCodeWait())
+# oder
+while True:
+    print(getKeyCodeWait())
+</code>
+<code python globale_variablen.py>
+a = 12 #globale Variable
+def funprint():
+    print(a) # 'lesezugriff' globale Variablen
+    b=2*a # wird lokal verändert
+    print(b)
+def funchange():
+    a=14 #lokale Variable, ändert globale Variable a nicht
+    print(a)
+def funchangeglobal():
+    global a #welche globalen Variablen möchte ich in Funktion verwenden
+    a = 14 #verändert globale Variable a
+    print(a)
+funprint()
+print(a)  #Ausgabe globale Variable
+funchange()
+print(a)  #Ausgabe globale Variable
+funchangeglobal()
+print(a)  #Ausgabe globale Variable
+#Achtung: Globale Variablen zurückhaltend einsetzen.
+</code>
+==== L6 ====
+Take-Aways Hausaufagben:
+  * Namen von Funktionen werden klein geschrieben.
+      * Konvention von Python: Falls notwendig mit Underscore zur Klärung. Bsp ''def move():'' oder ''def move_forward_fast():''
+      * Konvention von TigerJython: Falls notwending [[https://en.wikipedia.org/wiki/Camel_case|"Camel-Style"]] zur Klärung. Bsp ''def moveForwardFast():''
+  * Generelle Praxis: "Englisch programmieren". Ja oder Nein?
+  * If-Statements: Wenn inhaltlich sinnvoll mehrere Kriterien mit ''or'' und ''and'' verknüpfen
+  * Nicht per Mail abgeben.
+  * Divisionsrest: %, Ganzzahldivision / /
+Besprechung Aufgabe 2.10:
+<code python turtle_exit.py>
+from gturtle import *
+# Keycodes der Tasten definieren
+XLETTER = 88
+LEFT = 37
+RIGHT = 39
+UP = 38
+DOWN = 40
+# Funktionsdefinition Key Listener
+def onKeyPressed(key):
+ global stopit
+ if key == LEFT:
+    setHeading(-90)
+ elif key == RIGHT:
+   setHeading(90)
+ elif key == UP:
+    setHeading(0)
+ elif key == DOWN:
+   setHeading(180)
+ elif key == XLETTER:
+   stopit = True
+# Turtle initalisieren
+makeTurtle(keyPressed = onKeyPressed)
+# globale Variable zum Schlaufen--Abbruch
+stopit = False
+# halbe Breite und halbe Höhe
+h = getPlaygroundHeight()/2
+w = getPlaygroundWidth()/2
+# Turtle bewegen
+while True:
+  forward(10)
+  print(getPos()) #Position der Turtle
+  # wenn eines der drei Abbruch-Kriterien erfüllt ist: break
+  if stopit or abs(getX()>w) or abs(getY())>h:
+    break
+# wenn Programm regulär beendet wird, wird "habe fertig" als Reverenz an Trappatoni ausgegeben
+print("Habe fertig")
+</code>
+==== L7 ====
+==== L8 ====
+=== Hausaufgaben ===
+Take-Aways Hausaufagben:
+  * Unnötige Operationen / Iteration etc. vermeiden
+  * Standard-Variablen für Leserlichkeit verwenden (i,j,k anstelle von I, II, III)
+  * Aufgaben genau lesen resp. rückfragen.
+== Strukturiertes Progammieren ==
+<code python stern.py>
+import math
+from gpanel import *
+makeGPanel(-10, 10, -10, 10)
+def stern(x, y, r):
+   fillTriangle(x - math.sqrt(3)/2 * r, y - r/2,
+                x + math.sqrt(3)/2 * r, y - r/2,
+                x, y + r);
+   fillTriangle(x - math.sqrt(3)/2 * r, y + r/2,
+                x + math.sqrt(3)/2 * r, y + r/2,
+                x, y - r);
+stern(0, 0, 3)
+</code>
+== Farbwechsel ==
+<code python changecolor.py>
+from gturtle import *
+# Keycodes der Tasten definieren
+XLETTER = 88
+LEFT = 37
+RIGHT = 39
+UP = 38
+DOWN = 40
+# Funktion, welche die Farbe auf Grund x und y definiert
+def changeColor(x,y):
+    distance = sqrt(x*x+y*y)
+    returncolor = "brown"
+    if(distance < 100):
+        returncolor = "blue"
+    elif(distance < 200):
+        returncolor = "green"
+    elif(distance < 300):
+        returncolor = "yellow"
+    ## was würde passieren, wenn die Reihenfolge von 300, 200, 100 umgekehrt würde?
+    return returncolor
+# Funktionsdefinition Key Listener
+def onKeyPressed(key):
+ global stopit
+ if key == LEFT:
+    setHeading(-90)
+ elif key == RIGHT:
+   setHeading(90)
+ elif key == UP:
+    setHeading(0)
+ elif key == DOWN:
+   setHeading(180)
+ elif key == XLETTER:
+   stopit = True
+# Turtle initalisieren
+makeTurtle(keyPressed = onKeyPressed)
+# globale Variable zum Schlaufen--Abbruch
+stopit = False
+# halbe Breite und halbe Höhe
+h = getPlaygroundHeight()/2
+w = getPlaygroundWidth()/2
+# Turtle bewegen
+while True:
+  forward(10)
+  print(getPos()) #Position der Turtle
+  #Aufruf der Funktion changeColor
+  setColor(changeColor(getX(),getY()))
+  # wenn eines der drei Abbruch-Kriterien erfüllt ist: break
+  if stopit or abs(getX()>w) or abs(getY())>h:
+    break
+# wenn Programm regulär beendet wird, wird "habe fertig" als Reverenz an Trappatoni ausgegeben
+print("Habe fertig")
+</code>
+== Primzahlen ==
+<code python primes.py>
+# Um Ausführungszeit zu messen
+import time
+# Halbwegs effiziente Version
+def checkPrime1(n,printout=True):
+    for i in range(2,n+1):
+        isPrime = True
+        for j in range(2,int(sqrt(i))+1):
+            if i%j == 0:
+                isPrime = False
+                break
+        if(isPrime):
+            if(printout):
+                print(i)
+# Ineffiziente Version
+def checkPrime2(n,printout=True):
+    for i in range(2,n+1):
+        isPrime = True
+        for j in range(2,i):
+            if i%j == 0:
+                isPrime = False
+        if(isPrime):
+            if(printout):
+                print(i)
+## Zeit messen für checkPrimes1
+t0 = time.clock()
+repeat 100:
+    checkPrime1(1001,False)
+print((time.clock()-t0))
+## Nochmals messen für checkPrimes2
+t0 = time.clock()
+repeat 100:
+    checkPrime2(1001,False)
+print((time.clock()-t0))
+</code>
+== Ganzzahl Operationen ==
+Die Operationen / / und % sind nicht nur praktischer sonder auch einiges schneller:
+<code python ganzzahl.py>
+# Um Ausführungszeit zu messen
+import time
+t0 = time.clock()
+a = 0
+repeat 1000000:
+    a = (14/2 == (int(14/2)))
+print((time.clock()-t0))
+t0 = time.clock()
+a = 0
+repeat 1000000:
+    a = (14%2 == 0)
+print((time.clock()-t0))
+</code>
+==== L10 ====
+=== Feebdack ===
+Coding Style
+  * Funktionen werden klein geschrieben. Idealerweise auch als Verb und nicht als Subjekt, bsp. ''rotate'' statt ''rotation''
+  * Listennamen sind idealerweise im Plural. Dann ist bereits aus dem Variabelnamen klar, dass es sich um eine Liste handelt.
+  * Achtung mit mutable und imuutable data types.
+=== Mutable und immutable data types ===
+<code python example.py>
+x = 'foo'
+y = x
+print x
+# foo
+y += 'bar'
+print x
+# foo
+print y
+# foobar
+x = [1, 2, 3]
+y = x
+print x
+# [1, 2, 3]
+y += [3, 2, 1]
+print x
+# [1, 2, 3, 3, 2, 1]
+print y
+# [1, 2, 3, 3, 2, 1]
+def fun(val):
+    val = 'bar'
+x = 'foo'
+print x
+# foo
+fun(x)
+print x
+# foo
+def fun(val):
+    val[1]=-1
+x = [1, 2, 3]
+print x
+# [1, 2, 3]
+fun(x)
+print x
+# [1, -1, 3]
+def fun(val):
+    val = [1,2,3]
+    val[1] = -2
+x = [1, 2, 3]
+print x
+# [1, 2, 3]
+fun(x)
+print x
+# [1,2, 3]
+</code>
+Bitte zusätzlich noch diese [[http://bjc.berkeley.edu/bjc-r/cur/programming/python/list_mutability.html|Ergänzung]] durchlesen. Lösungen dafür sind:
+  * Vom Modul ''copy'' ''copy.deepcopy'' verwenden, d.h. ''neueliste = copy.deepcopy(alteliste)''
+  * Jeweils eine neue Liste verwenden, d.h. ''neueliste = [1,2,3,4]''
+  * Das Verhalten <<in Kauf nehmen>>. Achtung, bei Listen von Listen tritt dies doppelt auf.
+=== Module ===
+Wir haben bis jetzt schon mit Modulen gearbeitet. Diese haben wir entweder mit ''import modulename'' oder mit ''from modulname import *'' importiert. Man kann auch eigene Module schreiben, die Funktionen beinhaltet. Z.B. könnte man das Modul ''efinfo.py'' schreiben, welches alle Funktionen u.ä. enthält, welche wir für 2048 benutzen.
+<code python efinfo.py>
+import sys
+def printDoubleLists(lists):
+    for i in range(len(lists)):
+        for j in range(len(lists[i])):
+            sys.stdout.write(str(lists[i][j]))
+            sys.stdout.write("\t")
+        sys.stdout.write("\n")
+</code>
+Nachher könnte die Funktion wie folgt aufgerufen werden. Achtung ''efinfo.py'' muss im Pfad oder im gleichen Verzeichnis wie die ausgeführte Datei sein.
+<code python>
+import efinfo
+tiles = [[4, -1, 4, 8],
+ [16, 32, 64, 128],
+ [256, -1, -1, 2048],
+ [-1, -1, -1, -1]]
+efinfo.printDoubleLists(tiles)
+# oder
+from efinfo import *
+tiles = [[4, -1, 4, 8],
+ [16, 32, 64, 128],
+ [256, -1, -1, 2048],
+ [-1, -1, -1, -1]]
+printDoubleLists(tiles)
+</code>
+=== Lernziele ===
+  * Alle Lernziele vom Lehrmittel der bearbeiten Kapitel (d.h., z.B. ohne Rekursion, ohne Objekte im Kapitel 2)
+  * Zusätzlich dazu:
+      * Programme mit gechachtelten Schlaufen lesen und schreiben können
+      * Programme mit geschachtelten Listen lesen und schreiben können
+== Beispiel 1 ==
+Was ist die Ausgabe des untenstehenden Programms? Was die Idee?
+<code python>
+numbers = [[4, -1, 4, 8],
+ [16, 32, 64, 128],
+ [256, -1, -1, 2048],
+ [-1, -1, 1, -1]]
+result = [0]*len(numbers)
+for i in range(len(numbers)):
+    for j in range(len(numbers[i])):
+        result[i]+=numbers[i][j]
+print(result)
+</code>
+== Beispiel 2 ==
+Was ist die Ausgabe des untenstehenden Programms?
+<code python>
+def dummyfunction(c,d):
+    e = 2+d
+    e += c
+    foofunction(c,e)
+    print(e)
+    if e>0:
+        print("Alles jut")
+    else:
+        print("So'n Mist hier")
+def foofunction(c,d):
+    e=0
+    for i in range(c,d):
+        e+=i
+    print(e)
+dummyfunction(2,1)
+</code>
+=== Lösungen ===
+<code python skeleton.py>
+from efinfo import *
+import copy
+tiles = [[4, -1, 4, 8],
+ [16, 32, 64, 128],
+ [256, -1, -1, 2048],
+ [-1, -1, -1, -1]]
+def shiftAndCollapseLine(inline):
+    ##Idee: Kippen, ersetzen, kippen
+    #einmal kippen
+    #idee: alle nicht -1 sammeln, dann -1 wieder anhängen
+    #leere tiles
+    temp = []
+    #sammeln
+    for j in inline:
+        if j != -1:
+            temp.append(j)
+    #anhängen: Python'esquer Weg zum Anhängen
+    temp += [-1] * inline.count(-1)
+    #tiles umdrehen
+    temp.reverse()
+    #identicshe zellen verdoppeln und durch -1 ersetzen
+    for j in range(len(temp) - 1):
+            if temp[j] == temp[j + 1] and temp[j] != -1:
+                temp[j+1] = 2 * temp[j]
+                temp[j] = -1
+    inline=[]
+    #wieder sammeln und anhängen
+    for j in temp:
+        if j != -1:
+            inline.append(j)
+    inline+=[-1] * temp.count(-1)
+    #tiles umdrehen
+    inline.reverse()
+    return(inline)
+def shiftAndCollapseGrid(tiles):
+    # 'leere' tiles mit länge von tiles
+    temp = [-1]*len(tiles)
+    for i in range(len(tiles)):
+        temp[i] = shiftAndCollapseLine(tiles[i])
+    return(temp)
+def rotateGrid(tiles):
+    returnlist = copy.deepcopy(tiles)
+    #sehr Pythonish
+    return(list(map(list, zip(*returnlist[::-1]))))
+printDoubleLists(tiles)
+print
+repeat 4:
+    tiles = rotateGrid(tiles)
+printDoubleLists(tiles)
+</code>
+==== L11 ====
+Auf Grund der Diskussionen in den Gruppen nochmals ein Brush-up:
+=== Scoping (Lebensdauer von Variablen) ===
+<code python>
+# Globale Variable a
+a = 0
+if a == 0:
+    # Immer noch eine globale Variable b
+    b = 1
+def myFunction(c):
+    # d ist eine lokale Variable, c ist Argument der Funktion
+    d = 3
+    print(c)
+    print(d)
+    return(d+c)
+# Funktionsaufruf mit Arugment 7, der Rückgabewert wird der _globalen_ Variable e zugewiesen
+e = myFunction(7) # e = 10
+# a,b,e exisiteren noch im Speicher und können ausgegeben werden
+print('a')
+print(a)
+print('b')
+print(b)
+print('e')
+print(e)
+# c und d waren lokale Variablen und ergeben einen Fehler.
+print(c)
+print(d)
+</code>
+Möchte man eine globale Variable innerhalb einer Funktion verändern, braucht es den Aufruf ''global variablename'' als erste Zeile in der Funktion. Siehe auch [[efinf:blcks2017:jython:lektionen#l5|Lektion 5]]. *Achtung*: Das gilt genauso, wenn der Rückgabewert / die Variable ein anderer Typ (String, Boolean, Liste, etc.) ist.
+=== Assignment Operatoren ===
+<code python>
+# In Ordnung
+a = 3
+i = -3
+# Nicht in Ordnung. Wenn Vergleich, dann ==
+= 4
+= a
+a + b = 3
+#In Ordnung
+i = i + 1
+i += 1 # äquivalent zu oben
+# es gibt ebenfalls +=, -=, *=, /=, %=, //=, **=
+a %= 3
+a = a % 3
+</code>
+==== L12 ====
+<code python afg8.py>
+import random
+def randomMatrix(zeilen, spalten):
+      matrix = []
+      for i in range(zeilen):
+            zeile = []
+            for j in range(spalten):
+                  zeile.append(random.randint(0,1000))
+            matrix.append(zeile)
+            zeile = []
+      return matrix
+</code>
+<code python afg9.py>
+from gpanel import *
+from math import *
+makeGPanel(-50,50, -50, 50)
+def drawNumbers(n):
+    for i in range(1,n+1):
+        # x und y Koordinate des Punktes.
+        # x = cos(winkel)*radius,
+        # y = sin(winkel)*radius
+        # der Winkel ist dabei 2*Pi, entspricht 360°,
+        # dividiert durch n mal die Zahl i.
+        x = cos(2*pi/n*i)*40
+        y = sin(2*pi/n*i)*40
+        move(x,y)
+        # Kreisfarbe
+        setColor("green")
+        fillCircle(2)
+        # Textfarbe
+        setColor("black")
+        text(x,y,str(i))
+drawNumbers(20)
+def checkPrime(i):
+    return((all(map(lambda x: i%x!=0, range(2,i)))))
+</code>
+==== L13 ====
+=== Aufgaben Teil 1 ===
+Die Aufgaben Teil 1 sind korrigiert in One Note
+=== Aufgaben Teil 2 ===
+<code python afg7.py>
+def dummyfunction(n):
+    for i in range(1,n+1):
+        print i
+        if i%15 == 0: #wichtig: zuerst modulo 15 teste!
+            print "TuTuTaTa"
+        elif i%3 == 0:
+            print "TaTa"
+        elif i%5 == 0:
+            print "TuTu"
+dummyfunction(30)
+</code>
+<code python afg8.py>
+import random
+def randomMatrix(zeilen, spalten):
+      matrix = []
+      for i in range(zeilen):
+            zeile = []
+            for j in range(spalten):
+                  zeile.append(random.randint(0,1000))
+            matrix.append(zeile)
+            zeile = []
+      return matrix
+#i
+meineMatrix = randomMatrix(3,5)
+# ii
+def summe(matrix):
+    sumvar = 0
+    # durch matrix loopen
+    for i in range(len(matrix)):
+        for j in range(len(matrix[i])):
+            # jedes element addieren
+            sumvar += matrix[i][j]
+    return sumvar
+#iii
+def durchschnitt(matrix):
+    sumvar = 0
+    count = 0
+    # durch matrix loopen
+    for i in range(len(matrix)):
+        for j in range(len(matrix[i])):
+            # jedes element addieren und counter erhöhen
+            sumvar += matrix[i][j]
+            count += 1
+    return sumvar/count
+#iv
+print(durchschnitt(randomMatrix(100,100)))
+#oder
+print(summe(randomMatrix(100,100))/(100**2))
+# der durchschnitt nähert sich 500
+</code>
+<code python afg9.py>
+from gpanel import *
+from math import *
+makeGPanel(-50,50, -50, 50)
+#i
+def checkPrime(n):
+    isPrime = True
+    for j in range(2,int(sqrt(n))+1):
+        if n%j == 0:
+            isPrime = False
+            break
+    return(isPrime)
+def drawNumbers(n):
+    for i in range(1,n+1):
+        # x und y Koordinate des Punktes.
+        # x = cos(winkel)*radius,
+        # y = sin(winkel)*radius
+        # der Winkel ist dabei 2*Pi, entspricht 360°,
+        # dividiert durch n mal die Zahl i.
+        x = cos(2*pi/n*i)*40
+        y = sin(2*pi/n*i)*40
+        move(x,y)
+        # Kreisfarbe
+        # Aufgaben Teil ii)
+        if(checkPrime(i)):
+            setColor("green")
+        else:
+            setColor("orange")
+        fillCircle(2)
+        # Textfarbe
+        setColor("black")
+        text(x,y,str(i))
+        # Aufgabe Teil iv)
+        for j in range(1,n+1):
+            if j % i == 0 or i%j == 0:
+              xn = cos(2*pi/n*j)*40
+              yn = sin(2*pi/n*j)*40
+              line(x,y,xn,yn)
+            else:
+                continue
+drawNumbers(30)
+</code>