notebooks/seminar11.ipynb

+%% Cell type:markdown id:5705b2a6 tags:
+
+# Kapitel 11: Tupel
+[Chapter 11: Tuples](https://colab.research.google.com/github/AllenDowney/ThinkPython/blob/v3/chapters/chap11.ipynb)
+
+In diesem Kapitel wird ein weiterer eingebauter Datentyp, das Tupel, vorgestellt und gezeigt, wie Listen, assoziative Datenfelder und Tupel zusammenarbeiten.
+Außerdem beinhaltet das Kapitel Informationen zu Tupel-Zuweisungen und einer nützlichen Eigenschaft für Funktionen mit Argumentlisten variabler Länge: die Verpack- und Entpack-Operatoren.
+
+In den Übungen werden wir Tupel zusammen mit Listen und assoziativen Datenfeldern verwenden, um mehr Worträtsel zu lösen und effiziente Algorithmen zu implementieren.
+
+### Ihre Lernziele:
+
+Beschreiben Sie in 2-3 Stichpunkten kurz was Sie im Seminar heute lernen wollen. Klicken Sie dazu doppelt auf diesen Text und bearbeiten Sie dann den Text:
+
+-
+-
+-
+
+%% Cell type:markdown id:9a0b03e4-0e53-40b4-8850-5fa03078f99a tags:
+
+## Herunterladen des unterstützenden Codes
+Die folgende Zelle lädt eine Datei herunter und führt einen Code aus, der speziell für dieses Notebook verwendet wird. Sie müssen diesen Code nicht verstehen, aber Sie sollten die Zelle vor allen weiteren Zellen in diesem Notebook ausführen:
+
+%% Cell type:code id:295ac6d7 tags:
+
+``` python
+from os.path import basename, exists
+
+def download(url):
+    filename = basename(url)
+    if not exists(filename):
+        from urllib.request import urlretrieve
+
+        local, _ = urlretrieve(url, filename)
+        print("Downloaded " + str(local))
+    return filename
+
+download('https://github.com/AllenDowney/ThinkPython/raw/v3/thinkpython.py');
+download('https://github.com/AllenDowney/ThinkPython/raw/v3/diagram.py');
+
+import thinkpython
+```
+
+%% Cell type:markdown id:19474596 tags:
+
+## Tupel sind wie Listen
+
+Ein **Tupel** (Englisch: *tuple*) ist eine Abfolge von Werten. Diese Werte können jeden Datentypen haben und sind mit ganzen Zahlen indexiert, in dieser Hinsicht sind Tupel Listen also sehr ähnlich.
+Der wichtigste Unterschied zwischen den beiden ist aber, dass Tupel unveränderbar sind.
+
+Um ein Tupel zu erstellen können wir eine Liste mit Werten schreiben, die durch Kommata getrennt werden:
+
+%% Cell type:code id:fb0bdca2 tags:
+
+``` python
+t = 'l', 'u', 'p', 'i', 'n'
+type(t)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:a2ec15d8 tags:
+
+Auch wenn es nicht unbedingt notwendig ist, werden Tupel häufig in runden Klammern geschrieben:
+
+%% Cell type:code id:5a6da881 tags:
+
+``` python
+t = ('l', 'u', 'p', 'i', 'n')
+type(t)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:9194a159 tags:
+
+Um ein Tupel mit einem einzigen Element zu erstellen, müssen wir es mit einem Komma am Ende schreiben:
+
+%% Cell type:code id:e2596ca7 tags:
+
+``` python
+t1 = 'p',
+type(t1)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:e39b95a5 tags:
+
+Ein einzelner Wert in Klammern ist kein Tupel:
+
+%% Cell type:code id:a0d350a6 tags:
+
+``` python
+t2 = ('p')
+type(t2)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:a64bfb64 tags:
+
+Ein anderer Weg, ein Tupel zu erstellen, ist die eingebaute Funktion `tuple`. Ohne Argument erstellt diese ein leeres Tupel:
+
+%% Cell type:code id:c9100ee4 tags:
+
+``` python
+t = tuple()
+t
+```
+
+%% Cell type:markdown id:f3447831 tags:
+
+Wenn das Argument eine Folge ist (eine *Zeichenkette*, eine *Liste* oder ein *Tupel*), ist das Ergebnis ein Tupel mit den Elementen der Folge:
+
+%% Cell type:code id:44bd3d83 tags:
+
+``` python
+t = tuple('lupin')
+t
+```
+
+%% Cell type:markdown id:2e48b980 tags:
+
+Da `tuple` der Name einer eingebauten Funktion ist, sollten wir vermeiden, es als Variablennamen zu verwenden.
+
+Die meisten Operatoren für Listen funktionieren auch mit Tupeln.
+Der Klammer-Operator zum Beispiel indexiert ein Element:
+
+%% Cell type:code id:92e55b2c tags:
+
+``` python
+t[0]
+```
+
+%% Cell type:markdown id:2f702785 tags:
+
+Und der Slice-Operator wählt Elemente aus einem angegebenen Bereich aus:
+
+%% Cell type:code id:38ee5c2a tags:
+
+``` python
+t[1:3]
+```
+
+%% Cell type:markdown id:c9ed9af2 tags:
+
+Der `+`-Operator konkateniert Tupel:
+
+%% Cell type:code id:2e0e311a tags:
+
+``` python
+tuple('lup') + ('i', 'n')
+```
+
+%% Cell type:markdown id:1d7dcd6d tags:
+
+Und der `*`-Operator dupliziert ein Tupel eine angegebene Anzahl von Malen:
+
+%% Cell type:code id:8bb7d715 tags:
+
+``` python
+tuple('spam') * 2
+```
+
+%% Cell type:markdown id:a53ce8bd tags:
+
+Die `sorted`-Function funktioniert auch mit Tupeln -- aber das Ergebnis ist eine Liste, kein Tupel:
+
+%% Cell type:code id:e653e00f tags:
+
+``` python
+sorted(t)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:50e5cadc tags:
+
+Die `reversed`-Function funktioniert ebenfalls mit Tupeln:
+
+%% Cell type:code id:8969188d tags:
+
+``` python
+reversed(t)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:f6d973c5 tags:
+
+Das Ergebnis ist ein `reversed`-Object, das wir in eine Liste oder ein Tupel konvertieren können:
+
+%% Cell type:code id:65d7ebaa tags:
+
+``` python
+tuple(reversed(t))
+```
+
+%% Cell type:markdown id:a7cb9ee6 tags:
+
+Ausgehend von den bisher gezeigten Beispielen könnte man annehmen, dass Tupel das Gleiche sind wie Listen.
+
+%% Cell type:markdown id:8c3f381e tags:
+
+## Aber Tupel sind unveränderlich
+
+Wenn wir versuchen, ein Tupel mit dem Klammer-Operator zu modifizieren, erhalten wir einen `TypeError`:
+
+%% Cell type:code id:b4970fe0 tags:
+
+``` python
+%%expect TypeError
+
+t[0] = 'L'
+```
+
+%% Cell type:markdown id:592ce99c tags:
+
+Und Tupel haben keine der Methoden, die verwendet werden um Listen zu verändern, wie etwa `append` und `remove`:
+
+%% Cell type:code id:772738cc tags:
+
+``` python
+%%expect AttributeError
+
+t.remove('l')
+```
+
+%% Cell type:markdown id:70772ba2 tags:
+
+Erinnern Sie sich daran, dass ein "Attribut" eine Variable oder eine Methode ist, die in Zusammenhang mit einem Objekt steht -- diese Fehlermeldung bedeutet, dass Tupel keine Methode namens `remove` haben.
+
+Weil Tupel unveränderlich sind, sind sie hashbar, was bedeutet, dass sie als Schlüssel in einem assoziativen Datenfeld verwendet werden können.
+Das folgende assoziative Datenfeld enthält zum Beispiel zwei Tupel, die als Schlüssel auf ganze Zahlen verweisen.
+
+%% Cell type:code id:37e67042 tags:
+
+``` python
+d = {}
+d[1, 2] = 3
+d[3, 4] = 7
+```
+
+%% Cell type:markdown id:47ba17ab tags:
+
+So können wir Tupel in einem assoziativen Datenfeld suchen:
+
+%% Cell type:code id:d809a490 tags:
+
+``` python
+d[1, 2]
+```
+
+%% Cell type:markdown id:f2c0a354 tags:
+
+Oder wir können, wenn es eine Variable gibt, die sich auf das Tupel bezieht, diese als Schlüssel verwenden:
+
+%% Cell type:code id:dfc42a8b tags:
+
+``` python
+t = (3, 4)
+d[t]
+```
+
+%% Cell type:markdown id:2ea8fc3c tags:
+
+Tupel können auch als Werte in einem assoziativen Datenfeld vorkommen:
+
+%% Cell type:code id:2debf30c tags:
+
+``` python
+t = tuple('abc')
+d = {'schluessel': t}
+d
+```
+
+%% Cell type:markdown id:25655ab3 tags:
+
+## Tupel-Zuweisung
+
+Wir können ein Tupel mit Variablen auf die linke und ein Tupel mit Werten auf die rechte Seite einer Zuweisung schreiben:
+
+%% Cell type:code id:1e94ea37 tags:
+
+``` python
+a, b = 1, 2
+```
+
+%% Cell type:markdown id:92c00ceb tags:
+
+Die Werte werden den Variablen von links nach rechts zugewiesen -- in diesem Beispiel erhält `a` den Wert `1` und `b` den Wert `2`.
+Wir können so die Ergebnisse anzeigen:
+
+%% Cell type:code id:99c96c7f tags:
+
+``` python
+a, b
+```
+
+%% Cell type:markdown id:6362b36e tags:
+
+
+Etwas allgemeiner gesprochen: wenn die linke Seite einer Zuweisung ein Tupel ist, dann kann die rechte Seite jede Art von Folge sein -- *Zeichenkette*, *Liste* oder *Tupel*.
+
+Um eine email-Adresse in Username und Domain aufzuteilen können wir zum Beispiel schreiben:
+
+%% Cell type:code id:b67881ed tags:
+
+``` python
+email = 'monty@python.org'
+username, domain = email.split('@')
+```
+
+%% Cell type:markdown id:d134a94c tags:
+
+Der Rückgabewert von `split` ist eine Liste mit zwei Elementen -- das erste Element wird ` username` zugewiesen, das zweite `domain`:
+
+%% Cell type:code id:b4515e2b tags:
+
+``` python
+username, domain
+```
+
+%% Cell type:markdown id:5a7e3c62 tags:
+
+Die Anzahl der Variablen auf der linken und die Anzahl der Werte auf der rechten Seite müssen gleich sein -- andernfalls erhalten wir einen `ValueError`:
+
+%% Cell type:code id:8e5b4a14 tags:
+
+``` python
+%%expect ValueError
+
+a, b = 1, 2, 3
+```
+
+%% Cell type:markdown id:808c2928 tags:
+
+Tupel-Zuweisung ist praktisch für die Fälle in denen wir die Werte zweier Variablen tauschen möchten.
+Bei einer konventionellen Zuweisung müssten wir hierfür eine temporäre Variable verwenden, wie im folgenden Beispiel:
+
+%% Cell type:code id:2389d6de tags:
+
+``` python
+temp = a
+a = b
+b = temp
+```
+
+%% Cell type:markdown id:98496d02 tags:
+
+Das funktioniert zwar, aber mit einer Tupel-Zuweisung können wir das Gleiche ohne die temporäre Variable tun:
+
+%% Cell type:code id:5512edec tags:
+
+``` python
+a, b = b, a
+```
+
+%% Cell type:markdown id:a66a87bc tags:
+
+Das funktioniert, da alle Ausdrücke auf der rechten Seite vor jeglichen Zuweisungen ausgewertet werden.
+
+Wir können Tupel-Zuweisungen auch in `for`-Ausdrücken verwenden.
+Zum Beispiel können wir, um in einer Schleife durch die Elemente eines assoziativen Datenfeldes zu gehen, die `items`-Methode benutzen:
+
+%% Cell type:code id:651ab417 tags:
+
+``` python
+d = {'eins': 1, 'zwei': 2}
+
+for item in d.items():
+    schluessel, wert = item
+    print(schluessel, '->', wert)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:dd0d4feb tags:
+
+Bei jedem Durchgang der Schleife wird `item` ein Tupel zugewiesen, das einen *Schlüssel* und den korrespondierenden *Wert* enthält.
+
+Wir können diese Schleife auch etwas prägnanter schreiben:
+
+%% Cell type:code id:2c0b7d47 tags:
+
+``` python
+for schluessel, wert in d.items():
+    print(schluessel, '->', wert)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:f0513578 tags:
+
+Bei jedem Durchgang der Schleife werden ein Schlüssel und der korrespondierende Wert direkt `schluessel` und `wert` zugewiesen.
+
+%% Cell type:markdown id:efedeb37 tags:
+
+## Tupel als Rückgabewerte
+
+Streng genommen kann eine Funktion nur einen Wert zurückgeben, wenn dieser Wert aber ein Tupel ist, hat dies den gleichen Effekt als würde man mehrere Werte zurückgeben.
+Wenn wir zum Beispiel zwei ganze Zahlen dividieren und den Quotienten sowie den Rest berechnen möchten, ist es ineffizient zuerst `x//y` und dann `x%y` zu berechnen. Es ist besser, beide gleichzeitig zu berechnen.
+
+Die eingebaute Funktion `divmod` nimmt zwei Argumente auf und gibt ein Tupel mit zwei Werten, dem *Quotienten* und dem *Rest* zurück:
+
+%% Cell type:code id:fff80eaa tags:
+
+``` python
+divmod(7, 3)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:33f3c57d tags:
+
+Wir können Tupel-Zuweisung nutzen, um die Elemente des Tupels in zwei Variablen zu speichern:
+
+%% Cell type:code id:4a0eb2a9 tags:
+
+``` python
+quotient, rest = divmod(7, 3)
+quotient
+```
+
+%% Cell type:code id:d74ba1b6 tags:
+
+``` python
+rest
+```
+
+%% Cell type:markdown id:15079805 tags:
+
+Hier ist ein Beispiel für eine Funktion, die ein Tupel zurückgibt:
+
+%% Cell type:code id:dad3b3bb tags:
+
+``` python
+def min_max(t):
+    return min(t), max(t)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:43c4e1e0 tags:
+
+`max` und `min` sind eingebaute Funktionen, die das größte und das kleinste Element einer Folge finden.
+`min_max` berechnet beide und gibt ein Tupel mit zwei Werten zurück:
+
+%% Cell type:code id:fbd90b0e tags:
+
+``` python
+min_max([2, 4, 1, 3])
+```
+
+%% Cell type:markdown id:86b60e71 tags:
+
+So können wir die Ergebnisse Variablen zuweisen:
+
+%% Cell type:code id:5a101efb tags:
+
+``` python
+niedrig, hoch = min_max([2, 4, 1, 3])
+niedrig, hoch
+```
+
+%% Cell type:markdown id:112b5aa2 tags:
+
+## Argumente verpacken
+
+Funktionen können eine variable Anzahl von Argumenten aufnehmen.
+Ein Parametername, der mit dem `*`-Operator beginnt, **verpackt** (Englisch: *packs*) die Argumente in ein Tupel.
+Die folgende Funktion nimmt zum Beispiel eine beliebige Zahl an Argumenten auf und berechnet deren arithmetisches Mittel -- also deren Summe, geteilt durch die Anzahl der Argumente:
+
+%% Cell type:code id:0a33e2d0 tags:
+
+``` python
+def mittel(*args):
+    return sum(args) / len(args)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:6044fc1b tags:
+
+Der Parameter kann jeden beliebigen Namen haben, die übliche Benennung ist aber `args`.
+Wir können die Funktion so aufrufen:
+
+%% Cell type:code id:336a08ca tags:
+
+``` python
+mittel(1, 2, 3)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:a5e8b158 tags:
+
+Wenn wir eine Folge von Werten haben und diese als mehrere Argumente an eine Funktion übergeben wollen, können wir den `*`-Operator verwenden, um das Tupel zu **entpacken** (Englisch: *unpack*).
+`divmod` nimmt zum Beispiel exakt zwei Argumente auf -- wenn wir ein Tupel als Parameter übergeben erhalten wir eine Fehlermeldung:
+
+%% Cell type:code id:991810bc tags:
+
+``` python
+%%expect TypeError
+
+t = (7, 3)
+divmod(t)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:5a9110db tags:
+
+Obwohl das Tupel zwei Elemente enthält, zählt es als ein einzelnes Argument.
+Aber wenn wir das Tupel entpacken, wird es behandelt als wären es zwei Argumente:
+
+%% Cell type:code id:f25ebee1 tags:
+
+``` python
+divmod(*t)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:da554863 tags:
+
+Verpacken und entpacken können nützlich sein, wenn wir das Verhalten einer schon existierenden Funktion anpassen wollen.
+Diese Funktion nimmt zum Beispiel eine beliebige Anzahl von Argumenten auf, entfernt das niedrigste und das höchste und berechnet den Mittelwert vom Rest:
+
+%% Cell type:code id:7ad64412 tags:
+
+``` python
+def getrimmt_mittel(*args):
+    niedrig, hoch = min_max(args)
+    getrimmt = list(args)
+    getrimmt.remove(niedrig)
+    getrimmt.remove(hoch)
+    return mittel(*getrimmt)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:d1e05e49 tags:
+
+Zuerst verwendet sie `min_max`, um das niedrigste und das höchste Element zu finden.
+Danach konvertiert sie `args` zu einer Liste, damit die `remove`-Methode verwendet werden kann.
+Zuletzt entpackt sie die Liste, sodass die Elemente als separate Argumente und nicht als eine Liste an `mitte` weitergegeben werden.
+
+Hier ist ein Beispiel, das die Auswirkungen davon zeigt:
+
+%% Cell type:code id:b2863701 tags:
+
+``` python
+mittel(1, 2, 3, 10)
+```
+
+%% Cell type:code id:cc1afa29 tags:
+
+``` python
+getrimmt_mittel(1, 2, 3, 10)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:35e04996 tags:
+
+Diese Art von "getrimmtem" Mittelwert wird in manchen Sportarten mit subjektiver Bewertung -- zum Beispiel Tauchen oder Gymnastik -- verwendet, um die Auswirkungen eines einzelnen Wertungsrichters, dessen Bewertung sich sehr von denen der anderen unterscheidet zu reduzieren.
+
+%% Cell type:markdown id:c4572cd2 tags:
+
+## Zip
+
+Tupel sind praktisch, um in einer Schleife durch die Elemente zweier Folgen zu gehen und Operationen an den korrespondierenden Elementen durchzuführen.
+Nehmen wir zum Beispiel an, zwei Mannschaften spielen eine Serie von sieben Spielen und wir tragen die Ergebnisse in zwei Listen ein, eine pro Team:
+
+%% Cell type:code id:ad3e6f81 tags:
+
+``` python
+ergebnisse1 = [1, 2, 4, 5, 1, 5, 2]
+ergebnisse2 = [5, 5, 2, 2, 5, 2, 3]
+```
+
+%% Cell type:markdown id:b44f228b tags:
+
+Lasst uns nun überprüfen, wie viele Spiele jede Mannschaft gewonnen hat.
+Dafür werden wir `zip` verwenden, eine eingebaute Funktion, die zwei oder mehr Folgen aufnimmt und ein **Zip-Objekt** zurückgibt, das so genannt wird, weil es die Elemente der Folgen wie die Zähnchen eines Reißverschlusses (Englisch: *zipper*) verpaart:
+
+%% Cell type:code id:9ce313ce tags:
+
+``` python
+zip(ergebnisse1, ergebnisse2)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:9adcf8f9 tags:
+
+Wir können das Zip-Objekt verwenden, um in einer Schleife paarweise durch die Werte der Folgen zu gehen:
+
+%% Cell type:code id:321d9c30 tags:
+
+``` python
+for paar in zip(ergebnisse1, ergebnisse2):
+     print(paar)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:51d1dabb tags:
+
+Bei jedem Schleifendurchlauf wird `pair` ein Tupel mit Ergebnissen zugewiesen.
+Jetzt können wir die Ergebnisse Variablen zuweisen und dann folgendermaßen die Siege des ersten Teams zählen:
+
+%% Cell type:code id:7eb73d5d tags:
+
+``` python
+siege = 0
+for team1, team2 in zip(ergebnisse1, ergebnisse2):
+    if team1 > team2:
+        siege += 1
+
+siege
+```
+
+%% Cell type:markdown id:ad740fcd tags:
+
+Leider hat die erste Mannschaft nur drei Spiele gewonnen und damit diese Serie verloren.
+
+Wenn wir zwei Listen haben und eine Liste mit Paaren haben wollen, können wir `zip` und `list` verwenden:
+
+%% Cell type:code id:9529baa8 tags:
+
+``` python
+t = list(zip(ergebnisse1, ergebnisse2))
+t
+```
+
+%% Cell type:markdown id:ec4249fa tags:
+
+Das Ergebnis ist eine Liste mit Tupeln, also können wir so das Ergebnis des letzten Spiels bekommen:
+
+%% Cell type:code id:dbde77b8 tags:
+
+``` python
+t[-1]
+```
+
+%% Cell type:markdown id:436486b9 tags:
+
+Wenn wir eine Liste mit Schlüsseln und eine Liste mit Werten haben, können wir `zip` und `dict` verwenden, um ein assoziatives Datenfeld zu erstellen.
+So können wir zum Beispiel ein assoziatives Datenfeld erstellen, das von jedem Buchstaben auf seine Position im Alphabet verweist:
+
+%% Cell type:code id:dbb7d0b3 tags:
+
+``` python
+buchstaben = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'
+zahlen = range(len(buchstaben))
+buchstaben_verweis = dict(zip(buchstaben, zahlen))
+```
+
+%% Cell type:markdown id:b4de6974 tags:
+
+Jetzt können wir nach einem Buchstaben suchen und erhalten den Index von dessen Position im Alphabet:
+
+%% Cell type:code id:49e3fd8e tags:
+
+``` python
+buchstaben_verweis['a'], buchstaben_verweis['z']
+```
+
+%% Cell type:markdown id:cc632542 tags:
+
+In diesem Mapping ist der Index von `'a'` `0` und der Index von `'z'` `25`.
+
+Wenn wir in einer Schleife durch die Elemente einer Folge und deren Indizes gehen müssen, können wir die eingebaute Funktion `enumerate` verwenden:
+
+%% Cell type:code id:9e4f3e51 tags:
+
+``` python
+enumerate('abc')
+```
+
+%% Cell type:markdown id:92ad45bb tags:
+
+Das Ergebnis ist ein **Enumerate-Objekt** (Deutsch etwa: *Aufzählungs-Objekt*), das eine Folge von Paaren in einer Schleife durchläuft, wobei jedes Paar einen Index (beginnend bei `0`) und ein Element aus der angegebenen Folge enthält:
+
+%% Cell type:code id:c1dcb46d tags:
+
+``` python
+for index, element in enumerate('abc'):
+    print(index, element)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:cf0b55d7 tags:
+
+## Vergleichen und Sortieren
+
+Die relationalen Operatoren funktionieren auch mit Tupeln und anderen Folgen.
+Wenn wir zum Beispiel den `<`-Operator mit Tupeln verwenden, beginnt er damit, das erste Element jeder Folge zu vergleichen.
+Wenn diese gleich sind, geht er zum nächsten Elemente-Paar weiter, und so weiter und so fort, bis er ein Paar findet, das sich unterscheidet:
+
+%% Cell type:code id:aed20c28 tags:
+
+``` python
+(0, 1, 2) < (0, 3, 4)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:65ceea86 tags:
+
+Nachfolgende Elemente werden nicht mehr betrachtet -- selbst wenn sie sehr groß sind:
+
+%% Cell type:code id:4d9e73b3 tags:
+
+``` python
+(0, 1, 2000000) < (0, 3, 4)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:55e4a35e tags:
+
+Diese Art Tupel zu vergleichen ist praktisch, um eine Liste von Tupeln zu sortieren, oder um ein Minimum oder Maximum zu finden.
+Lasst uns als ein Beispiel den häufigsten Buchstaben in einem Wort finden.
+Im vorherigen Kapitel haben wir `wert_zaehlen` geschrieben, was eine Zeichenkette aufnimmt und ein assoziatives Datenfeld zurückgibt, in dem jeder Buchstabe auf die Anzahl der Male, die er vorkommt verweist:
+
+%% Cell type:code id:2077dfa9 tags:
+
+``` python
+def wert_zaehlen(string):
+    zaehler = {}
+    for buchstabe in string:
+        if buchstabe not in zaehler:
+            zaehler[buchstabe] = 1
+        else:
+            zaehler[buchstabe] += 1
+    return zaehler
+```
+
+%% Cell type:markdown id:a80012c1 tags:
+
+Hier ist das Ergebnis für die Zeichenkette `'banana'`:
+
+%% Cell type:code id:b3d40516 tags:
+
+``` python
+zaehler = wert_zaehlen('banana')
+zaehler
+```
+
+%% Cell type:markdown id:cc1ea4a7 tags:
+
+Mit nur drei Elementen können wir leicht sehen, dass der häufigste Buchstabe das `'a'` ist, das dreimal vorkommt.
+Aber gäbe es mehr Elemente, dann wäre es praktisch, diese automatisch sortieren zu können.
+
+Wir können so die Elemente von `zaehler` erhalten:
+
+%% Cell type:code id:8288c28f tags:
+
+``` python
+elemente = zaehler.items()
+elemente
+```
+
+%% Cell type:markdown id:ac8dea7a tags:
+
+Das Ergebnis ist ein `dict_items`-Objekt, das sich wie eine Liste von Tupeln verhält, wir können es also folgendermaßen sortieren:
+
+%% Cell type:code id:bbbade35 tags:
+
+``` python
+sorted(elemente)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:b690d17a tags:
+
+Standardmäßig wird das erste Element aus jedem Tupel zum Sortieren der Liste verwendet und im Fall eines Gleichstands auf das zweite Element zurückgegriffen.
+
+Um aber das Element mit dem höchsten Zähler zu finden, wollen wir das zweite Element zum Sortieren der Liste verwenden.
+Wir können das tun, indem wir eine Funktion schreiben, die ein Tupel nimmt und dessen zweites Element zurückgibt:
+
+%% Cell type:code id:a4c31795 tags:
+
+``` python
+def zweites_element(t):
+    return t[1]
+```
+
+%% Cell type:markdown id:b964aa14 tags:
+
+Dann können wir diese Funktion an `sorted` als optionales Element namens `key` weitergeben, was anzeigt, dass diese Funktion verwendet werden soll, um den **Sortier-Schlüssel** (Englisch: *sort key*) für jedes Element zu berechnen:
+
+%% Cell type:code id:f3d3619a tags:
+
+``` python
+elemente_sortiert = sorted(elemente, key=zweites_element)
+elemente_sortiert
+```
+
+%% Cell type:markdown id:4dc96848 tags:
+
+Der Sortier-Schlüssel bestimmt die Reihenfolge der Elemente in der Liste.
+Der Buchstabe mit der niedrigsten Zahl erscheint zuerst, der Buchstabe mit der höchsten Zahl zuletzt.
+So können wir wie folgt den häufigsten Buchstaben finden:
+
+%% Cell type:code id:f078c8a6 tags:
+
+``` python
+elemente_sortiert[-1]
+```
+
+%% Cell type:markdown id:d0d8b999 tags:
+
+Wenn wir nur das Maximum wollen, müssen wir die Liste nicht sortieren.
+Wir können `max` verwenden, was ebenfalls `key` als optionales Argument aufnimmt:
+
+%% Cell type:code id:54030d8f tags:
+
+``` python
+max(elemente, key=zweites_element)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:8a8327df tags:
+
+Um den Buchstaben mit der niedrigsten Zahl zu finden, könnten wir `min` auf die gleiche Weise nutzen.
+
+%% Cell type:markdown id:a62394a5 tags:
+
+## Assoziatives Datenfeld umkehren
+
+Nehmen wir an, wir wollen ein assoziatives Datenfeld invertieren, sodass wir nach einem Wert suchen können und dessen korrespondierenden Schlüssel erhalten.
+Wenn wir zum Beispiel einen Wortzähler haben, der von jedem Wort auf die Anzahl von dessen Vorkommen verweist, können wir ein assoziatives Datenfeld erstellen, das von ganzen Zahlen auf die Wörter verweist, die entsprechend oft vorkommen.
+
+Aber es gibt ein Problem -- die Schlüssel in einem assoziativen Datenfeld müssen im Gegensatz zu den Werten einmalig sein. In einem Wortzähler könnte es zum Beispiel viele Wörter geben, die gleich oft vorkommen.
+
+Ein Weg, das assoziative Datenfeld umzukehren ist also, ein neues assoziatives Datenfeld zu erstellen, in dem die Werte Listen mit Schlüsseln aus dem ursprünglichen Datenfeld sind.
+Lasst uns zum Beispiel die Buchstaben in `papagei` zählen.
+
+%% Cell type:code id:ef158f81 tags:
+
+``` python
+d =  wert_zaehlen('papagei')
+d
+```
+
+%% Cell type:markdown id:f4570eae tags:
+
+Wenn wir dieses assoziative Datenfeld umkehren, sollte das Ergebnis `{2: ['p', 'a'], 1: ['g', 'e', 'i']}` sein, was darauf hinweist, dass die Buchstaben, die einmal vorkommen `'g'`, `'e'` und `'i'`, und die Buchstaben, die zweimal vorkommen `'p'` und `'a'` sind.
+
+Die folgende Funktion nimmt ein assoziatives Datenfeld und gibt dieses umgekehrt als neues assoziatives Datenfeld zurück:
+
+%% Cell type:code id:d3607b8d tags:
+
+``` python
+def invertiert_dict(d):
+    neu = {}
+    for schluessel, wert in d.items():
+        if wert not in neu:
+            neu[wert] = [schluessel]
+        else:
+            neu[wert].append(schluessel)
+    return neu
+```
+
+%% Cell type:markdown id:ca5fa025 tags:
+
+Die `for`-Anweisung geht in einer Schleife durch die Schlüssel und Werte in `d`.
+Wenn sich ein Wert noch nicht in dem neuen assoziativen Datenfeld befindet, wird er hinzugefügt und mit einer Liste verknüpft, die ein einzelnes Element enthält.
+Andernfalls wird er an die bestehende Liste angehängt.
+
+Wir können das so testen:
+
+%% Cell type:code id:692d9cf8 tags:
+
+``` python
+invertiert_dict(d)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:4cfb1693 tags:
+
+Und wir erhalten das erwartete Ergebnis,
+
+Das ist das erste Beispiel, das wir gesehen haben, in dem die Werte eines assoziativen Datenfelds Listen sind.
+Weitere werden folgen!
+
+%% Cell type:markdown id:6d138cd7 tags:
+
+## Debuggen
+
+Listen, assoziative Datenfelder und Tupel sind **Datenstrukturen** (Englisch: *data structures*).
+In diesem Kapitel beginnen wir, zusammengesetzte Datenstrukturen zu sehen, wie Listen von Tupeln oder assoziative Datenfelder, die Tupel als Schlüssel und Listen als Werte enthalten.
+Zusammengesetzte Datenstrukturen sind praktisch, aber auch anfällig für Fehler, die zum Beispiel vorkommen wenn eine Datenstruktur den falschen Datentyp, die falsche Größe oder Struktur hat.
+Wenn eine Funktion zum Beispiel eine Liste aus ganzen Zahlen erwartet und Sie ihr nur eine einfache ganze Zahl geben (nicht in einer Liste), wird sie wahrscheinlich nicht funktionieren.
+
+Um beim Debuggen dieser Art von Fehler zu helfen, habe ich ein Modul namens `structshape` geschrieben, das eine Funktion, die ebenfalls `structshape` heißt, zur Verfügung stellt. Diese nimmt jegliche Art von Datenstruktur als Argument auf und gibt eine Zeichenkette zurück, die deren Struktur beschreibt.
+Sie können es hier herunterladen:
+<https://raw.githubusercontent.com/AllenDowney/ThinkPython/v3/structshape.py>.
+
+%% Cell type:code id:e9f03e91 tags:
+
+``` python
+download('https://raw.githubusercontent.com/AllenDowney/ThinkPython/v3/structshape.py');
+```
+
+%% Cell type:markdown id:646f4d55 tags:
+
+Wir können es so importieren:
+
+%% Cell type:code id:90ab624a tags:
+
+``` python
+from structshape import structshape
+```
+
+%% Cell type:markdown id:86cc6ccc tags:
+
+Hier ist ein Beispiel mit einer einfachen Liste:
+
+%% Cell type:code id:6794330f tags:
+
+``` python
+t = [1, 2, 3]
+structshape(t)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:9de4f6ec tags:
+
+Hier ist eine Liste mit Listen:
+
+%% Cell type:code id:54cd185b tags:
+
+``` python
+t2 = [[1,2], [3,4], [5,6]]
+structshape(t2)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:aced9984 tags:
+
+Wenn die Elemente einer Liste nicht dem gleichen Datentypen entsprechen, gruppiert sie `structshape` nach Typ:
+
+%% Cell type:code id:04028afd tags:
+
+``` python
+t3 = [1, 2, 3, 4.0, '5', '6', [7], [8], 9]
+structshape(t3)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:f63ff690 tags:
+
+Hier ist eine Liste aus Tupeln:
+
+%% Cell type:code id:b5d45c88 tags:
+
+``` python
+s = 'abc'
+lt = list(zip(t, s))
+structshape(lt)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:c9ec67eb tags:
+
+Und hier ist ein assoziatives Datenfeld mit drei Elementen, das von ganzen Zahlen zu Zeichenketten verweist:
+
+%% Cell type:code id:15131907 tags:
+
+``` python
+d = dict(lt)
+structshape(d)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:f29bb82b tags:
+
+Wenn es Ihnen Schwierigkeiten bereitet, einen Überblick über Ihre Datenstrukturen zu behalten, kann `structshape` helfen.
+
+%% Cell type:markdown id:7a113d88-a078-4b89-b887-ccaed7981eef tags:
+
+## Glossar
+
+Legen wir uns eine Liste mit den wichtigsten Begriffen an, die wir im Kapitel 11 gelernt haben:
+
+- verpacken:
+- entpacken:
+- Zip-Objekt:
+- Enumerate-Objekt:
+- Sortier-Schlüssel:
+- Datenstruktur:
+
+Ergänzen Sie die Liste in eigenen Worten. Das ist eine gute Erinnerungs- und Übungsmöglichkeit.
+
+%% Cell type:markdown id:1471b3c0 tags:
+
+## Übung
+
+%% Cell type:code id:c65d68d2 tags:
+
+``` python
+# Diese Zelle weist Jupyter an, detallierte Debugging-Informationen auszugeben, wenn ein Laufzeitfehler
+# passiert. Lassen Sie sie daher laufen, bevor Sie beginnen an den Aufgaben zu arbeiten.
+
+%xmode Verbose
+```
+
+%% Cell type:markdown id:97a0352d tags:
+
+### Fragen Sie einen virtuellen Assistenten
+
+Die Übungen in diesem Kapitel könnten etwas schwieriger sein, als die in vorherigen Kapiteln, daher möchte ich Sie ermutigen, einen virtuellen Assistenten um Hilfe zu fragen.
+Wenn Sie schwierigere Fragen stellen könnte Ihnen auffallen, dass die Antworten beim ersten Versuch noch nicht richtig sind, daher ist dies eine gute Möglichkeit, das Schreiben von guten Prompts und nachfolgenden Verfeinerungen zu üben.
+
+Eine Strategie, die Sie in Erwägung ziehen könnten, ist das Zerteilen von großen Problemen in kleinere Teile, die mit einfachen Funktionen gelöst werden können.
+Bitten Sie einen virtuellen Assistenten darum, diese Funktionen zu schreiben und zu testen.
+Dann, sobald diese funktionieren, fragen Sie nach einer Lösung für das urspüngliche Problem.
+
+Bei einige der Aufgaben unten mache ich Vorschläge, welche Datenstrukturen oder Algorithmen sich hier eignen würden.
+Sie finden die Vorschläge vielleicht hilfreich, während Sie an den Aufgaben arbeiten, diese sind aber auch gute Prompts zum Weitergeben an einen virtuellen Assistenten.
+
+%% Cell type:markdown id:f90e011f tags:
+
+### Aufgabe 1
+
+In diesem Kapitel habe ich gesagt, dass Tupel als Schlüssel in assoziativen Datenfeldern genutzt werden können, weil sie unveränderlich und dadurch hashbar sind.
+Das ist aber nicht immer der Fall.
+
+Wenn ein Tupel einen veränderbaren Wert wie etwa eine Liste oder ein assoziatives Datenfeld enthält, ist es nicht mehr hashbar, da es Elemente enthält, die nicht hashbar sind. Hier ist zum Beispiel ein Tupel, das zwei Listen mit ganzen Zahlen enthält:
+
+%% Cell type:code id:4416fe4a tags:
+
+``` python
+liste0 = [1, 2, 3]
+liste1 = [4, 5]
+
+t = (liste0, liste1)
+t
+```
+
+%% Cell type:markdown id:02799077 tags:
+
+Schreiben Sie eine Code-Zeile, die den Wert `6` an das Ende der zweiten Liste in `t` anhängt. Wenn Sie `t` ausgeben sollte das Ergebnis `([1, 2, 3], [4, 5, 6])` sein.
+
+%% Cell type:code id:e6eda0e4 tags:
+
+``` python
+# Lösung hierhin schreiben
+```
+
+%% Cell type:markdown id:644b1dfb tags:
+
+Versuchen Sie, ein assoziatives Datenfeld zu erstellen, das von `t` auf eine Zeichenkette verweist und überprüfen Sie, ob Sie einen `TypeError` erhalten.
+
+%% Cell type:code id:4fae1acc tags:
+
+``` python
+# Lösung hierhin schreiben
+```
+
+%% Cell type:markdown id:fb77a352 tags:
+
+Für mehr Informationen zu diesem Thema fragen Sie einen virtuellen Assistenten: "Sind Tupel in Python immer hashbar?".
+
+%% Cell type:markdown id:bdfc8c27 tags:
+
+### Aufgabe 2
+
+In diesem Kapitel haben wir ein assoziatives Datenfeld erstellt, dass von jedem Buchstaben zu dessen Index im Alphabet verweist:
+
+%% Cell type:code id:855c7ed2 tags:
+
+``` python
+buchstaben = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'
+zahlen = range(len(buchstaben))
+buchstaben_verweis = dict(zip(buchstaben, zahlen))
+```
+
+%% Cell type:markdown id:a8cd720b tags:
+
+Der Index von `'a'` ist zum Beispiel `0`:
+
+%% Cell type:code id:3c921f68 tags:
+
+``` python
+buchstaben_verweis['a']
+```
+
+%% Cell type:markdown id:a04c25db tags:
+
+Um in die andere Richtung zu gehen, können wir Listen-Indexierung verwenden.
+Der Buchstabe am Index `1` ist zum Beispiel `'b'`:
+
+%% Cell type:code id:b029b0da tags:
+
+``` python
+buchstaben[1]
+```
+
+%% Cell type:markdown id:165ab770 tags:
+
+Wir können `buchstaben_verweis` und `buchstaben` verwenden, um Wörter mittels einer Cäsar-Chiffre zu ver- und entschlüsseln.
+
+Eine Cäsar-Chiffre ist eine schwache Form der Verschlüsselung, bei der jeder Buchstabe um eine festgelegte Zahl von Stellen im Alphabet verschoben wird. Würde eine Verschiebung über `z` hinausgehen, wird wieder bei `a` begonnen. Zum Beispiel ist `'a'` um `2` verschoben `'c'` und `'z'` um `1` verschoben ist `'a'`.
+
+Schreiben sie eine Funktion namens `wort_verschieben`, die als Parameter eine Zeichenkette und eine ganze Zahl aufnimmt und eine neue Zeichenkette zurückgibt, die alle Buchstaben der ursprünglichen Zeichenkette verschoben um die angegebene Anzahl Stellen enthält.
+
+Um Ihre Funktion zu testen, überprüfen Sie, ob `"cheer"` um `7` Stellen verschoben `"jolly"` und `"melon"`um `16` Stellen verschoben `"cubed"` ergibt.
+
+Tipps: Verwenden Sie den Modulus-Operator um vom `z` wieder zu `a` zurückzuspringen.
+Gehen Sie in einer Schleife die Buchstaben des Worts, verschieben Sie diese und hängen das Ergebnis an das Ende einer Liste mit Buchstaben an.
+Verwenden Sie dann `join`, um die Buchstaben zu einer Zeichenkette zu konkatenieren.
+
+%% Cell type:markdown id:e7478b18 tags:
+
+Verwenden Sie als Starthilfe diese Gliederung:
+
+%% Cell type:code id:1cc07036 tags:
+
+``` python
+def wort_verschieben(wort, n):
+    """Verschieben die Buchstaben von `wort` um `n` Stellen.
+
+    >>> wort_verschieben('cheer', 7)
+    'jolly'
+    >>> wort_verschieben('melon', 16)
+    'cubed'
+    """
+    return None
+```
+
+%% Cell type:code id:96560a0e tags:
+
+``` python
+# Lösung hierhin schreiben
+```
+
+%% Cell type:code id:c026c6d1 tags:
+
+``` python
+wort_verschieben('cheer', 7)
+```
+
+%% Cell type:code id:5814999d tags:
+
+``` python
+wort_verschieben('melon', 16)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:39a67af9 tags:
+
+Sie können `doctest` verwenden, um Ihre Funktion zu testen:
+
+%% Cell type:code id:9464d140 tags:
+
+``` python
+from doctest import run_docstring_examples
+
+def run_doctests(func):
+    run_docstring_examples(func, globals(), name=func.__name__)
+
+run_doctests(wort_verschieben)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:779f13af tags:
+
+### Aufgabe 3
+
+Schreiben Sie eine Funktion namens `haeufigste_buchstaben`, die eine Zeichenkette aufnimmt und die einzelnen Buchstaben in absteigender Reihenfolge ihrer Häufigkeit ausgibt.
+
+Um die Elemente in absteigender Reihenfolge zu erhalten können Sie `reversed` zusammen mit `sorted` verwenden, oder Sie können `reverse=True` als Schlüsselwort-Parameter an `sorted` übergeben.
+
+%% Cell type:markdown id:d71923e6 tags:
+
+Als Einstieg können Sie diese Skizze der Funktion verwenden:
+
+%% Cell type:code id:4309d0b5 tags:
+
+``` python
+def haeufigste_buchstaben(zeichenkette):
+    return None
+```
+
+%% Cell type:code id:52228828 tags:
+
+``` python
+# Lösung hierhin schreiben
+```
+
+%% Cell type:markdown id:c6354c44 tags:
+
+Und dieses Beispiel können Sie verwenden, um Ihre Funktion zu testen:
+
+%% Cell type:code id:3bf2aa0d tags:
+
+``` python
+haeufigste_buchstaben('brontosaurus')
+```
+
+%% Cell type:markdown id:2ca1e337 tags:
+
+Sobald Ihre Funktion funktioniert können Sie den folgenden Code verwenden, um die häufigsten Buchstaben aus *Dracula* auszugeben (der Text kann über Projekt Gutenberg heruntergeladen werden):
+
+%% Cell type:code id:e4fbf5d9 tags:
+
+``` python
+download('https://www.gutenberg.org/cache/epub/345/pg345.txt');
+```
+
+%% Cell type:code id:817ec689 tags:
+
+``` python
+zeichenkette = open('pg345.txt').read()
+haeufigste_buchstaben(zeichenkette)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:211c09c9 tags:
+
+Nach Zims "Codes and Secret Writing" beginnt die Buchstabenfolge für die englische Sprache, absteigend nach Häufigkeit sortiert, mit "ETAONRISH".
+Wie lässt sich diese Folge mit den Ergebnissen von *Dracula* vergleichen?
+
+%% Cell type:markdown id:cbe9933e tags:
+
+### Aufgabe 4
+
+In einer vorherigen Übung haben wir getestet, ob zwei Zeichenketten Anagramme voneinander sind, indem wir die Buchstaben beider Wörter sortiert, und überprüft haben ob diese gleich sind.
+Lasst uns nun das gleiche Problem etwas herausfordernder machen.
+
+Wir werden ein Programm schreiben, das eine Wortliste aufnimmt und alle Wortgruppen daraus ausgibt, die Anagramme sind.
+Der Output könnte zum Beispiel so aussehen:
+
+    ['deltas', 'desalt', 'lasted', 'salted', 'slated', 'staled']
+    ['retainers', 'ternaries']
+    ['generating', 'greatening']
+    ['resmelts', 'smelters', 'termless']
+
+Tipp: Sortieren Sie für jedes Wort in der Liste die Buchstaben und verbinden Sie zu einer Zeichenkette. Erstellen Sie nun ein assoziatives Datenfeld `anagramm_dict`, das von dieser geordneten Zeichenkette auf eine Liste mit Wörtern verweist, die dessen Anagramme sind.
+
+%% Cell type:markdown id:4b9ed2a8 tags:
+
+Die folgende Zelle lädt `words.txt` herunter und liest die Wörter in eine Liste ein:
+
+%% Cell type:code id:941719c1 tags:
+
+``` python
+download('https://raw.githubusercontent.com/AllenDowney/ThinkPython/v3/words.txt');
+```
+
+%% Cell type:code id:d2ec641b tags:
+
+``` python
+wort_liste = open('words.txt').read().split()
+```
+
+%% Cell type:markdown id:e4cc2c8c tags:
+
+Hier ist die `wort_sortieren`-Funktion, die wir schon verwendet haben:
+
+%% Cell type:code id:7ae29f73 tags:
+
+``` python
+def wort_sortieren(wort):
+    return ''.join(sorted(wort))
+```
+
+%% Cell type:code id:013819a5 tags:
+
+``` python
+# Lösung hierhin schreiben
+```
+
+%% Cell type:markdown id:70faa9f5 tags:
+
+Um die längste Liste mit Anagrammen zu finden können Sie die folgende Funktion verwenden, die ein Schlüssel-Wert-Paar aufnimmt, bei dem der Schlüssel eine Zeichenkette und der Wert eine Liste mit Wörtern ist.
+Sie gibt die Länge der Liste zurück:
+
+%% Cell type:code id:fbf9ede3 tags:
+
+``` python
+def wert_laenge(paar):
+    schluessel, wert = paar
+    return len(wert)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:dcda6e28 tags:
+
+Wir können diese Funktion als Sortierschlüssel verwenden, um die längste Anagramm-Liste zu finden:
+
+%% Cell type:code id:55435050 tags:
+
+``` python
+anagramm_elemente = sorted(anagramm_dict.items(), key=wert_laenge)
+for schluessel, wert in anagramm_elemente[-10:]:
+    print(wert)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:0b6d5add tags:
+
+Wenn Sie die längsten Wörter, von denen es Anagramme gibt erfahren wollen, verwenden Sie die folgende Schleife um einige von ihnen auszugeben:
+
+%% Cell type:code id:6a9320c2 tags:
+
+``` python
+laengste = 7
+
+for schluessel, wert in anagramm_elemente:
+    if len(wert) > 1:
+        wort_laenge = len(wert[0])
+        if wort_laenge > laengste:
+            laengste = wort_laenge
+            print(wert)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:4fbe939e tags:
+
+### Aufgabe 5
+
+Schreiben Sie eine Funktion namens `wort_distanz`, die zwei Wörter derselben Länge aufnimmt, und die Anzahl der Stellen zurückgibt, an denen sich diese unterscheiden.
+
+Tipp: Verwenden Sie `zip`, um in einer Schleife durch die korrespondierenden Buchstaben der Wörter zu gehen.
+
+%% Cell type:markdown id:8b48dbdc tags:
+
+Hier ist eine Gliederung der Funktion mit Doctests, die Sie verwenden können, um Ihre Funktion zu testen:
+
+%% Cell type:code id:3d5a75f8 tags:
+
+``` python
+def wort_distanz(wort1, wort2):
+    """Berechnet die Anzahl der Stellen, an denen sich die beiden Wörter unterscheiden.
+
+    >>> wort_distanz("hello", "hxllo")
+    1
+    >>> wort_distanz("ample", "apply")
+    2
+    >>> wort_distanz("kitten", "mutton")
+    3
+    """
+    return None
+```
+
+%% Cell type:code id:a9816dde tags:
+
+``` python
+# Lösung hierhin schreiben
+```
+
+%% Cell type:code id:753a23c1 tags:
+
+``` python
+from doctest import run_docstring_examples
+
+def run_doctests(func):
+    run_docstring_examples(func, globals(), name=func.__name__)
+
+run_doctests(wort_distanz)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:066eec59 tags:
+
+### Aufgabe 6
+
+"Metathese“ bezeichnet das Vertauschen von Buchstaben in einem Wort.
+Zwei Wörter bilden ein "Metathese-Paar“, wenn man das eine in das andere umwandeln kann, indem man zwei Buchstaben vertauscht, wie zum Beispiel bei  `converse` und `conserve`.
+Schreiben Sie ein Programm, das alle Metathesepaare in der Wortliste findet.
+
+Tipp: Die Wörter in einem Metathesepaar müssen Anagramme voneinander sein.
+
+Credit: Diese Aufgabe ist inspiriert von einem Beispiel auf <http://puzzlers.org>.
+
+%% Cell type:code id:57649075 tags:
+
+``` python
+# Lösung hierhin schreiben
+```
+
+%% Cell type:markdown id:6a028806 tags:
+
+### Aufgabe 7
+
+Dies ist eine Bonus-Aufgabe, die sich nicht im Buch befindet.
+Sie ist schwieriger als die anderen Übungen in diesem Kapitel, also fragen Sie vielleicht einen virtuellen Assistenten um Hilfe oder kommen Sie auf die Aufgabe zurück, nachdem Sie weitere Kapitel gelesen haben.
+
+Hier ist ein weiterer Car Talk Puzzler
+(<http://www.cartalk.com/content/puzzlers>):
+
+> Welches ist das längste englische Wort, das ein gültiges Wort bleibt,
+> nachdem man einen Buchstaben nach dem anderen entfernt hat?
+>
+> Buchstaben können von beiden Enden des Wortes und aus dessen Mitte entfernt werden, aber Sie dürfen
+> keine der Buchstaben vertauschen. Jedes Mal wenn Sie einen Buchstaben entfernen,
+> erhalten Sie ein neues Wort. Wenn Sie das eine Weile tun, enden Sie irgendwann bei einem
+> einzelnen Buchstaben und auch dieser wird ein englisches Wort sein --
+> eines, das im Wörterbuch steht. Ich will nun wissen, welches das längste Wort ist
+> und wie viele Buchstaben dieses hat.
+>
+> Ich werde hierfür ein kleines Beispiel geben: "Sprite". Ok? Wir beginnen mit
+> `"sprite"`, entfernen einen Buchstaben aus der Mitte des Wortes, in diesem Fall das `r`,
+> und erhalten das Wort `"spite"`, davon entfernen wir das `e` und bekommen `"spit"`,
+> wovon wir wiederum das `s` entfernen und `"pit"` bekommen, dann `"it"` und zuletzt `"I"`.
+
+Schreiben Sie ein Programm, das alle Wörter findet, die auf diese Weise reduziert werden können und finden Sie von diesen das schließlich das Längste.
+
+Diese Übung ist ein bisschen schwieriger als die meisten anderen, also sind hier einige Empfehlungen:
+
+1.  Sie sollten vielleicht eine Funktion schreiben, die für ein Wort eine Liste aller Wörter berechnet, die daraus durch Entfernen eines Buchstabens gebildet werden können. Das sind die "Kinder“ dieses Wortes.
+
+2.  Rekursiv ist ein Wort reduzierbar, wenn eines seiner Kinder reduzierbar ist. Als Basisfall können Sie die leere Zeichenkette als reduzierbar betrachten.
+
+3.  Die Wortliste, die wir bisher verwendet haben enthält keine Wörter aus einzelnen Buchstaben. Also sollten Sie vielleicht "I" und "a" hinzufügen.
+
+4.  Um die Leistung Ihres Programmes zu verbessern könnten Sie die Wörter, von denen schon bekannt ist, dass sie reduzierbar sind memoisieren.
+
+%% Cell type:code id:c19bf833 tags:
+
+``` python
+# Lösung hierhin schreiben
+```
+
+%% Cell type:code id:2d9764d6 tags:
+
+``` python
+# Lösung hierhin schreiben
+```
+
+%% Cell type:code id:5e4f5d8e tags:
+
+``` python
+# Lösung hierhin schreiben
+```
+
+%% Cell type:code id:27d311dd tags:
+
+``` python
+# Lösung hierhin schreiben
+```
+
+%% Cell type:code id:68c27c7e tags:
+
+``` python
+# Lösung hierhin schreiben
+```
+
+%% Cell type:markdown id:e01fcbe0-9b3f-4e8f-8e8a-807c50a2154a tags:
+
+![Speichern](https://amor.cms.hu-berlin.de/~jaeschkr/teaching/spp/floppy.png) Speichern Sie dieses Notebook, so dass Ihre Änderungen nicht verlorengehen (nicht auf einem Pool-Rechner). Klicken Sie dazu oben links auf das Disketten-Icon und nutzen Sie beispielsweise einen USB-Stick, E-Mail, Google Drive, Dropbox oder Ihre [HU-Box](https://box.hu-berlin.de/).
+
+%% Cell type:markdown id:ca074907-29ea-4a54-9573-9e468d491860 tags:
+
+![Smiley](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3e/Cool-smiley.svg)
+
+Herzlichen Glückwunsch! Sie haben das 11. Kapitel geschafft.
+
+%% Cell type:markdown id:5cf853f4-5575-408c-8446-bc993452dc66 tags:
+
+<img src="https://scm.cms.hu-berlin.de/ibi/python/-/raw/master/img/by-nc-sa.png" alt="CC BY-NC-SA" style="width: 150px;"/>
+
+Der Text dieses Notebooks ist als freies Werk unter der Lizenz [CC BY-NC-SA 4.0 ](https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/) verfügbar.
+Der Code dieses Notebooks ist als freies Werk unter der Lizenz [MIT License](https://mit-license.org/) verfügbar.
+
+Es handelt sich um übersetzte und leicht veränderte Notebooks von [Allen B. Downey](https://allendowney.com) aus [Think Python: 3rd Edition](https://allendowney.github.io/ThinkPython/index.html).

notebooks/seminar12.ipynb

+%% Cell type:markdown id:59a8621b tags:
+
+# Kapitel 12: Textanalyse und -generierung
+[Chapter 12: Text Analysis and Generation](https://colab.research.google.com/github/AllenDowney/ThinkPython/blob/v3/chapters/chap12.ipynb)
+
+Bis zu diesem Zeitpunkt haben wir uns mit den Datenstrukturen beschäftigt, die den Kern von Python bilden -- Listen, assoziative Datenfelder und Tupel -- und mit einigen Algorithmen, die diese verwenden.
+In diesem Kapitel werden wir sie benutzen, um Textanalyse und Markov-Generierung zu erforschen:
+
+* **Textanalyse** ist ein Weg, die statistischen Beziehungen zwischen Wörtern in einem Dokument zu beschreiben, also wie wahrscheinlich es zum Beispiel ist, dass ein Wort auf ein anderes folgt, und
+
+* **Markov-Generierung** ist ein Weg, neuen Text aus Wörtern und Phrasen, die dem Original-Text ähneln zu generieren.
+
+Diese Algorithmen ähneln in Teilen **Large Language Models** (LLM), die der Hauptbestandteil von Chatbots sind.
+
+WIr werden damit beginnen zu zählen, wie oft jedes Wort in einem Buch vorkommt.
+Dann werden wir Wortpaare betrachten und für jedes Wort eine Liste mit Wörtern, die diesem folgen anlegen.
+Wir werden eine einfache Version eines Markov-Generators erstellen und in den Übungsaufgaben werden Sie die Möglichkeit haben, eine allgemeinere Version von diesem zu bauen.
+
+### Ihre Lernziele:
+
+Beschreiben Sie in 2-3 Stichpunkten kurz was Sie im Seminar heute lernen wollen. Klicken Sie dazu doppelt auf diesen Text und bearbeiten Sie dann den Text:
+
+-
+-
+-
+
+%% Cell type:markdown id:9a0b03e4-0e53-40b4-8850-5fa03078f99a tags:
+
+## Herunterladen des unterstützenden Codes
+Die folgende Zelle lädt eine Datei herunter und führt einen Code aus, der speziell für dieses Notebook verwendet wird. Sie müssen diesen Code nicht verstehen, aber Sie sollten die Zelle vor allen weiteren Zellen in diesem Notebook ausführen:
+
+%% Cell type:code id:6c6265de tags:
+
+``` python
+from os.path import basename, exists
+
+def download(url):
+    filename = basename(url)
+    if not exists(filename):
+        from urllib.request import urlretrieve
+
+        local, _ = urlretrieve(url, filename)
+        print("Downloaded " + str(local))
+    return filename
+
+download('https://github.com/AllenDowney/ThinkPython/raw/v3/thinkpython.py');
+download('https://github.com/AllenDowney/ThinkPython/raw/v3/diagram.py');
+
+import thinkpython
+```
+
+%% Cell type:markdown id:0e3811b8 tags:
+
+## Einzigartige Wörter
+
+Lasst uns als ersten Schritt in Richtung Textanalyse ein Buch lesen -- *The Strange Case Of Dr. Jekyll And Mr. Hyde* (Deutsch: *Der seltsame Fall des Dr. Jekyll und Mr. Hyde*) von Robert Louis Stevenson -- und die Menge der einzigartigen Wörter darin zählen.
+Anweisungen für das Herunterladen des Buches befinden sich im Notebook zu diesem Kapitel.
+
+%% Cell type:markdown id:6567e1bf tags:
+
+Die folgende Zelle lädt das Buch von Projekt Gutenberg herunter:
+
+%% Cell type:code id:4cd1c980 tags:
+
+``` python
+download('https://www.gutenberg.org/cache/epub/43/pg43.txt');
+```
+
+%% Cell type:markdown id:5465ab1d tags:
+
+Die Version von Projekt Gutenberg enthält am Anfang Informationen über das Buch und am Ende Lizenzinformationen.
+Wir werden `datei_bereinigt` aus Kapitel 8 verwenden, um dieses Material zu entfernen und eine "bereinigte" Datei zu schreiben, die nur den Text des Buches enthält.
+
+%% Cell type:code id:52ebfe94 tags:
+
+``` python
+def ist_spezielle_zeile(zeile):
+    return zeile.strip().startswith('*** ')
+```
+
+%% Cell type:code id:49cfc352 tags:
+
+``` python
+def datei_bereinigt(input_datei, output_datei):
+    leser = open(input_datei, encoding='utf-8')
+    schreiber = open(output_datei, 'w')
+
+    for zeile in leser:
+        if ist_spezielle_zeile(zeile):
+            break
+
+    for zeile in leser:
+        if ist_spezielle_zeile(zeile):
+            break
+        schreiber.write(zeile)
+
+    leser.close()
+    schreiber.close()
+```
+
+%% Cell type:code id:44e53ce6 tags:
+
+``` python
+dateiname = 'dr_jekyll.txt'
+```
+
+%% Cell type:code id:50d1fafa tags:
+
+``` python
+datei_bereinigt('pg43.txt', dateiname)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:bc66d7e2 tags:
+
+Wir werden eine `for`-Schleife nutzen, um die Zeilen der Datei zu lesen und `split`, um diese Zeilen in Wörter aufzuteilen.
+Dann werden wir, um einen Überblick über die einzigartigen Wörter zu erhalten, jedes Wort als Schlüssel eines assoziativen Datenfelds speichern:
+
+%% Cell type:code id:16d24028 tags:
+
+``` python
+einzigartige_woerter = {}
+for zeile in open(dateiname):
+    seq = zeile.split()
+    for wort in seq:
+        einzigartige_woerter[wort] = 1
+
+len(einzigartige_woerter)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:85171a3a tags:
+
+Die Länge des assoziativen Datenfelds ist die Anzahl der einzigartigen Wörter -- etwa `6000` wenn wir auf diese Weise zählen.
+Aber bei genauerer Inspektion fällt auf, dass einige Einträge keine gültigen Wörter sind.
+
+Lasst uns zum Beispiel die längsten Wörter in `einzigartige_woerter` betrachten.
+Wir können `sorted` verwenden, um die Wörter zu sortieren und die `len`-Funktion als Schlüsselwort-Argument übergeben, sodass die Wörter nach ihrer Länge geordnet werden:
+
+%% Cell type:code id:1668e6bd tags:
+
+``` python
+sorted(einzigartige_woerter, key=len)[-5:]
+```
+
+%% Cell type:markdown id:795f5327 tags:
+
+Der Segment-Index, `[-5:]`, wählt die letzten `5` Elemente der sortierten Liste aus, was hier die längsten Wörter sind.
+
+Die Liste enthält einige wirklich lange Wörter, wie `"circumscription"`, und einige Wörter mit Bindestrich, wie `"chocolate-coloured"`.
+Aber einige der längsten "Wörter" sind eigentlich zwei durch einen Gedankenstrich getrennte Wörter.
+Und andere Wörter enthalten Interpunktion wie Punkte, Ausrufezeichen oder Anführungszeichen.
+
+Also müssen wir uns bevor wir weitermachen um Gedankenstriche und andere Interpunktion kümmern.
+
+%% Cell type:markdown id:bf89fafa tags:
+
+## Interpunktion
+
+Um die Wörter im Text zu identifizieren, müssen wir uns um zwei Aspekte kümmern:
+
+* Wenn ein Gedankenstrich in einer Zeile auftaucht, soll er durch ein Leerzeichen ersetzt werden -- wenn wir dann `split` verwenden, werden die Wörter getrennt.
+
+* Nachdem wir die Wörter getrennt haben, können wir `strip` verwenden, um Interpunktion zu entfernen.
+
+Um den ersten Aspekt zu behandeln, können wir die folgende Funktion verwenden, die eine Zeichenkette aufnimmt, Gedankenstriche mit Leerzeichen ersetzt, die Zeichenkette zerteilt und die daraus resultierende Liste zurückgibt:
+
+%% Cell type:code id:ed5f0a43 tags:
+
+``` python
+def zeile_teilen(zeile):
+    return zeile.replace('—', ' ').split()
+```
+
+%% Cell type:markdown id:d5decdec tags:
+
+Beachten Sie, dass `zeile_teilen` nur Gedankenstriche ersetzt, keine Bindestriche.
+Hier ist ein Beispiel:
+
+%% Cell type:code id:a9df2aeb tags:
+
+``` python
+zeile_teilen('coolness—frightened')
+```
+
+%% Cell type:markdown id:0d9eb318 tags:
+
+Jetzt können wir, um die Interpunktion am Anfang und Ende jedes Wortes zu entfernen, `strip` verwenden. Dafür brauchen wir aber zuerst eine Liste mit allen Zeichen, die als Interpunktion betrachtet werden.
+
+Zeichen in Python-Zeichenketten sind in Unicode codiert, was ein internationaler Standard ist, der verwendet wird um Buchstaben aus fast jedem Alphabet, Zahlen, Symbole, Interpunktionszeichen und mehr darzustellen.
+Das `unicodedata`-Modul stellt eine `category`-Funktion zur Verfügung, die wir nutzen können um zu beurteilen welche Zeichen zur Interpunktion gehören.
+Wenn der Funktion ein Buchstabe übergeben wird, gibt sie einen String mit Informationen darüber, welcher Kategorie der Buchstabe angehört zurück:
+
+%% Cell type:code id:b138b123 tags:
+
+``` python
+import unicodedata
+
+unicodedata.category('A')
+```
+
+%% Cell type:markdown id:994835ea tags:
+
+Die Kategorie-Zeichenkette von `'A'` ist `'Lu'` -- das `'L'` bedeutet, es ist ein Buchstabe (Enlisch: _**l**etter_) und das `'u'` sagt aus, dass dieser großgeschrieben (Englisch: _**u**ppercase_) ist.
+
+Die Kategorie-Zeichenkette von `'.'` ist `'Po'` -- das `'P'` bedeutet, es ist Interpunktion (Englisch: _**p**unctuation_) und das `'o'` zeigt an, dass die Subkategorie "andere" (Englisch: _**o**ther_) ist.
+
+%% Cell type:code id:fe65df44 tags:
+
+``` python
+unicodedata.category('.')
+```
+
+%% Cell type:markdown id:03773b9b tags:
+
+Wir können die Interpunktionszeichen im Buch finden, indem wir nach den Zeichen der Kategorien, die mit `'P'` beginnen suchen.
+Die folgende Schleife speichert die einzigartigen Interpunktionszeichen in einem assoziativen Datenfeld:
+
+%% Cell type:code id:b47a87cf tags:
+
+``` python
+interp_zeichen = {}
+for zeile in open(dateiname):
+    for zeichen in zeile:
+        kategorie = unicodedata.category(zeichen)
+        if kategorie.startswith('P'):
+            interp_zeichen[zeichen] = 1
+```
+
+%% Cell type:markdown id:e6741dfa tags:
+
+Um eine Liste mit Interpunktionszeichen zu machen können wir die Schlüssel des assoziativen Datenfelds zu einer Zeichenkette zusammenfügen:
+
+%% Cell type:code id:348949be tags:
+
+``` python
+interpunktion = ''.join(interp_zeichen)
+print(interpunktion)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:6af8d5a2 tags:
+
+Jetzt wo wir wissen, welche der Zeichen im Buch zur Interpunktion gehören, können wir eine Funktion schreiben, die ein Wort aufnimmt, mögliche Interpunktion an dessen Anfang und Ende entfernt und es in Kleinbuchstaben konvertiert:
+
+%% Cell type:code id:06121901 tags:
+
+``` python
+def wort_bereinigt(wort):
+    return wort.strip(interpunktion).lower()
+```
+
+%% Cell type:markdown id:58a78cb1 tags:
+
+Hier ist ein Beispiel:
+
+%% Cell type:code id:881ed9f8 tags:
+
+``` python
+wort_bereinigt('“Behold!”')
+```
+
+%% Cell type:markdown id:314e4fbd tags:
+
+Weil `strip` Zeichen vom Anfang und Ende eines Wortes entfernt, werden Worte mit Bindestrich in Ruhe gelassen:
+
+%% Cell type:code id:ab5d2fed tags:
+
+``` python
+wort_bereinigt('pocket-handkerchief')
+```
+
+%% Cell type:markdown id:99050f8a tags:
+
+Hier ist nun eine Schleife, die `zeile_teilen` und `wort_bereinigt` verwendet, um die einzigartigen Wörter im Buch zu identifizieren:
+
+%% Cell type:code id:2fdfb936 tags:
+
+``` python
+einzigartige_woerter2 = {}
+for zeile in open(dateiname):
+    for wort in zeile_teilen(zeile):
+        wort = wort_bereinigt(wort)
+        einzigartige_woerter2[wort] = 1
+
+len(einzigartige_woerter2)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:992e5466 tags:
+
+Mit dieser engeren Definition davon, was ein Wort ist, gibt es nur noch etwa 4000 verschiedene Wörter im Text.
+Und wir können überprüfen, dass die Liste der längsten Wörter aufgeräumt wurde:
+
+%% Cell type:code id:3104d191 tags:
+
+``` python
+sorted(einzigartige_woerter2, key=len)[-5:]
+```
+
+%% Cell type:markdown id:8014c330 tags:
+
+Lasst uns jetzt schauen, wie oft jedes Wort verwendet wird.
+
+%% Cell type:markdown id:7ef40180 tags:
+
+## Worthäufigkeiten
+
+Die folgende Schleife berechnet die Häufigkeit jedes einzigartigen Wortes:
+
+%% Cell type:code id:4fba7d1c tags:
+
+``` python
+wort_zaehler = {}
+for zeile in open(dateiname):
+    for wort in zeile_teilen(zeile):
+        wort = wort_bereinigt(wort)
+        if wort not in wort_zaehler:
+            wort_zaehler[wort] = 1
+        else:
+            wort_zaehler[wort] += 1
+```
+
+%% Cell type:markdown id:bd680b81 tags:
+
+Das erste Mal wenn wir ein Wort sehen, initialisieren wir dessen Häufigkeit mit `1`. Wenn wir das gleiche Wort später noch einmal sehen, inkrementieren wir seine Häufigkeit.
+
+Um zu sehen, welche Wörter am häufigsten vorkommen, können wir `items` verwenden und damit die Schlüssel-Wert-Paare von `wort_zaehler` erhalten, sowie diese anschließend nach dem zweiten Element des Paares, also der Häufigkeit, sortieren.
+Zuerst definieren wir eine Funktion, die das zweite Element auswählt:
+
+%% Cell type:code id:4be34c95 tags:
+
+``` python
+def zweites_element(t):
+    return t[1]
+```
+
+%% Cell type:markdown id:b15a5bd6 tags:
+
+Jetzt können wir `sorted` mit zwei Schlüsselwort-Argumenten verwenden:
+
+* `key=zweites_element` bedeutet, dass die Elemente nach der Häufigkeit der Wörter sortiert werden.
+
+* `reverse=True` bedeutet, dass die Elemente in umgekehrter (Englisch: *reverse*) Reihenfolge sortiert werden, sodass die am häufigsten verwendeten Wörter zuerst kommen.
+
+%% Cell type:code id:8efe7c4c tags:
+
+``` python
+elemente = sorted(wort_zaehler.items(), key=zweites_element, reverse=True)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:db6812e2 tags:
+
+Hier sind die fünf häufigsten Wörter:
+
+%% Cell type:code id:79c17341 tags:
+
+``` python
+for wort, haeufigkeit in elemente[:5]:
+    print(haeufigkeit, wort, sep='\t')
+```
+
+%% Cell type:markdown id:551e81bb tags:
+
+Im nächsten Abschnitt werden wir diese Schleife in eine Funktion verkapseln.
+Und wir werden sie verwenden, um ein neues Feature darzustellen -- optionale Parameter.
+
+%% Cell type:markdown id:45243ccc tags:
+
+## Optionale Parameter
+
+Wir haben bereits eingebaute Funktionen verwendet, die optionale Parameter aufnehmen.
+`round` nimmt zum Beispiel einen optionalen Parameter namens `ndigits` auf, der angibt, wie viele Dezimalstellen behalten werden sollen:
+
+%% Cell type:code id:838bcb4f tags:
+
+``` python
+round(3.141592653589793, ndigits=3)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:6ae60945 tags:
+
+Aber das geht nicht nur mit eingebauten Funktionen -- wir können auch selbst Funktionen mit optionalen Parametern schreiben.
+Die folgende Funktion nimmt zum Beispiel zwei Parameter, `wort_zaehler` und `num`, auf:
+
+%% Cell type:code id:90c45e7e tags:
+
+``` python
+def print_am_haeufigsten(wort_zaehler, num=5):
+    elemente = sorted(wort_zaehler.items(), key=zweites_element, reverse=True)
+
+    for wort, haeufigkeit in elemente[:num]:
+        print(haeufigkeit, wort, sep='\t')
+```
+
+%% Cell type:markdown id:78cb1531 tags:
+
+Der zweite Parameter sieht wie eine Zuweisung aus, das stimmt aber nicht -- es ist ein optionaler Parameter.
+
+Wenn wir diese Funktion mit einem Argument aufrufen, erhält `num` den **Standardwert** (Englisch: *default value*), der hier `5` ist:
+
+%% Cell type:code id:e106be95 tags:
+
+``` python
+print_am_haeufigsten(wort_zaehler)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:29753ad6 tags:
+
+Wenn wir die Funktion mit zwei Argumenten aufrufen, wird `num` statt des Standardwerts das zweite Argument zugewiesen:
+
+%% Cell type:code id:8101a510 tags:
+
+``` python
+print_am_haeufigsten(wort_zaehler, 3)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:e9bf907b tags:
+
+In diesem Fall würde man sagen, dass das optionale Argument den Standardwert **überschreibt** (Englisch: *override*).
+
+Wenn eine Funktion sowohl verbindliche als auch optionale Parameter hat, müssen die verbindlichen Parameter alle zuerst kommen, gefolgt von den optionalen:
+
+%% Cell type:code id:c046117b tags:
+
+``` python
+%%expect SyntaxError
+
+def schlechte_funktion(n=5, wort_zaehler):
+    return None
+```
+
+%% Cell type:markdown id:3f450df2 tags:
+
+## Subtraktion assoziativer Datenfelder
+
+Nehmen wir einmal an, wir wollen eine Rechtschreibprüfung für ein Buch vornehmen -- also eine Liste von Wörtern finden, die falsch geschrieben sein könnten.
+
+Eine Art das zu tun ist es, die Wörter im Buch zu finden, die nicht in einer Liste mit zulässigen Wörtern auftauchen.
+In vorherigen Kapiteln haben wir eine Liste mit Wörtern, die für Wortspiele wie Scrabble als gültig angesehen werden, verwendet.
+Jetzt werden wir diese Liste nutzen, um die Rechtschreibung von Robert Louis Stevenson zu kontrollieren.
+
+Wir können uns dieses Problem als Mengensubtraktion vorstellen -- wir wollen alle Wörter aus einer Menge (die Wörter im Buch) finden, die in der anderen Menge (die Wörter in der Liste) nicht enthalten sind.
+
+%% Cell type:markdown id:a3804d82 tags:
+
+Die folgende Zelle lädt die Wortliste herunter:
+
+%% Cell type:code id:edd8ff1c tags:
+
+``` python
+download('https://raw.githubusercontent.com/AllenDowney/ThinkPython/v3/words.txt');
+```
+
+%% Cell type:markdown id:2a46556c tags:
+
+Wie wir es schon zuvor getan haben, können wir den Inhalt von `words.txt` lesen und in eine Liste von Zeichenketten aufteilen:
+
+%% Cell type:code id:67ef3e08 tags:
+
+``` python
+wort_liste = open('words.txt').read().split()
+```
+
+%% Cell type:markdown id:22becbab tags:
+
+Dann legen wir die Wörter als Schlüssel in einem assoziativen Datenfeld ab, damit wir den `in`-Operator verwenden können, um schnell zu überprüfen ob ein Wort zulässig ist:
+
+%% Cell type:code id:471d58e9 tags:
+
+``` python
+gueltige_woerter = {}
+for wort in wort_liste:
+    gueltige_woerter[wort] = 1
+```
+
+%% Cell type:markdown id:94cc7c61 tags:
+
+Um jetzt Wörter zu identifizieren, die im Buch vorkommen, aber nicht in der Wortliste, werden wir `subtrahieren` verwenden, was zwei assoziative Datenfelder als Parameter aufnimmt und ein neues assoziatives Datenfeld zurückgibt, das alle Schlüssel aus dem einen Datenfeld enthält, die sich nicht im anderen befinden:
+
+%% Cell type:code id:4d4c3538 tags:
+
+``` python
+def subtrahieren(feld1, feld2):
+    ergebnis = {}
+    for schluessel in feld1:
+        if schluessel not in feld2:
+            ergebnis[schluessel] = feld1[schluessel]
+    return ergebnis
+```
+
+%% Cell type:markdown id:e70c63b4 tags:
+
+Das verwenden wir folgendermaßen:
+
+%% Cell type:code id:8b42e014 tags:
+
+``` python
+diff = subtrahieren(wort_zaehler, gueltige_woerter)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:f8ada7bd tags:
+
+Um ein paar Beispiele für eventuell falschgeschriebene Wörter zu erhalten, können wir die häufigsten Wörter aus `diff` ausgeben:
+
+%% Cell type:code id:f48be152 tags:
+
+``` python
+print_am_haeufigsten(diff)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:deeec418 tags:
+
+Die häufigsten "falschgeschriebenen" Wörter sind größtenteils Namen und einige einbuchstabige Wörter (Mr. Utterson ist ein Freund von Dr. Jekyll und dessen Anwalt).
+
+Wenn wir Wörter auswählen, die nur einmal vorkommen, ist es wahrscheinlicher, dass diese tatsächliche Fehler sind.
+Das können wir tun, indem wir in einer Schleife durch die Elemente gehen und eine Liste mit Wörtern der Häufigkeit `1` erstellen:
+
+%% Cell type:code id:5716f967 tags:
+
+``` python
+einzelfaelle = []
+for wort, haeufigkeit in diff.items():
+    if haeufigkeit == 1:
+        einzelfaelle.append(wort)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:98ae9281 tags:
+
+Hier sind die letzten paar Elemente dieser Liste:
+
+%% Cell type:code id:b37219f5 tags:
+
+``` python
+einzelfaelle[-5:]
+```
+
+%% Cell type:markdown id:c5040834 tags:
+
+Die meisten von ihnen sind gültige Wörter, die sich nicht in der Wortliste befinden.
+Aber `'reindue'` scheint eine falschgeschriebene Version von `'reinduce'` zu sein, also haben wir zumindest einen wirklichen Fehler gefunden.
+
+%% Cell type:markdown id:afcbbe19 tags:
+
+## Zufallszahlen
+
+Als einen weiteren Schritt in Richtung Markov-Text-Generierung werden wir nun eine zufällige Abfolge von Wörtern aus `wort_zaehler` erstellen.
+Aber lasst uns zuerst über Zufälligkeit sprechen.
+
+Die meisten Computer-Programme sind bei gleichen Eingaben **deterministisch**, das bedeutet sie generieren jedes Mal den gleichen Output.
+Determinismus ist normalerweise eine gute Sache, da wir für gewöhnlich erwarten, dass die gleiche Berechnung das gleiche Ergebnis liefert.
+Für manche Anwendungsfälle möchten wir aber, dass der Computer unvorhersehbar ist.
+Spiele sind ein Beispiel dafür, es gibt aber noch mehr.
+
+Ein Programm wirklich nicht-deterministisch zu machen, erweist sich als schwierig, aber es gibt Wege, es vorzutäuschen.
+Einer ist es, Algorithmen zu verwenden, die **pseudozufällige** Zahlen generieren.
+Pseudozufällige Zahlen sind nicht wirklich zufällig, weil sie durch deterministische Berechnung generiert werden, aber durch reine Betrachtung sind sie nahezu unmöglich von zufälligen Zahlen zu unterscheiden.
+
+Das `random`-Modul stellt Funktionen zur Verfügung, die pseudozufällige Zahlen generieren -- diese werde ich von hier an einfach "zufällig" nennen.
+Wir können es so importieren:
+
+%% Cell type:code id:75b548a9 tags:
+
+``` python
+import random
+```
+
+%% Cell type:code id:2bfa31ae tags:
+
+``` python
+# diese Zelle initialisiert den Generator für Zufallszahlen so, dass dieser
+# bei jedem Durchlauf des Notebooks die gleiche Folge generiert.
+
+random.seed(4)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:8cbbd7f8 tags:
+
+Das `random`-Modul bietet eine Funktion namens `choice`, die zufällig ein Element aus einer Liste auswählt, wobei jedes Element mit gleicher Wahrscheinlichkeit ausgewählt werden könnte:
+
+%% Cell type:code id:6f5d5c1c tags:
+
+``` python
+t = [1, 2, 3]
+random.choice(t)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:57c15af2 tags:
+
+Wenn wir die Funktion erneut aufrufen, erhalten wir vielleicht wieder das gleiche Element -- oder ein anderes:
+
+%% Cell type:code id:1445068b tags:
+
+``` python
+random.choice(t)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:6f0c2572 tags:
+
+Auf lange Sicht erwarten wir, dass wir jedes Element etwa gleich oft auftaucht.
+
+Wenn wir `choice` mit einem assoziativen Datenfeld nutzen, erhalten wir einen `KeyError`:
+
+%% Cell type:code id:4fc47ecd tags:
+
+``` python
+%%expect KeyError
+
+random.choice(wort_zaehler)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:592722f3 tags:
+
+Um einen zufälligen Schlüssel auszuwählen, müssen wir zuerst die Schlüssel in einer Liste speichern und dann `choice` aufrufen:
+
+%% Cell type:code id:91ae9d4c tags:
+
+``` python
+woerter = list(wort_zaehler)
+random.choice(woerter)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:172d72f6 tags:
+
+Wenn wir eine zufällige Folge von Wörtern generieren, ergibt diese nicht viel Sinn:
+
+%% Cell type:code id:8bf595c1 tags:
+
+``` python
+for i in range(6):
+    wort = random.choice(woerter)
+    print(wort, end=' ')
+```
+
+%% Cell type:markdown id:e0e2fbc4 tags:
+
+Teil des Problems ist es, dass wir bisher nicht beachtet haben, dass einige Wörter häufiger vorkommen als andere.
+Die Ergebnisse werden besser, wenn wir Wörter mit unterschiedlichem "Gewicht" auswählen, sodass manche häufiger gewählt werden als andere.
+
+Wenn wir die Werte aus `wort_zaehler` als Gewichte verwenden, wird jedes Wort mit einer Wahrscheinlichkeit ausgewählt, die von seiner Häufigkeit abhängt:
+
+%% Cell type:code id:22953b65 tags:
+
+``` python
+gewichte = wort_zaehler.values()
+```
+
+%% Cell type:markdown id:5098bf93 tags:
+
+Das `random`-Modul bietet eine weitere Funktion namens `choices`, die Gewichte als optionales Argument aufnimmt:
+
+%% Cell type:code id:1c7cdf4d tags:
+
+``` python
+random.choices(woerter, weights=gewichte)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:a3341e84 tags:
+
+Sie nimmt ein weiteres optionales Argument, `k`, auf, das die Anzahl der auszuwählenden Wörter vorgibt:
+
+%% Cell type:code id:a7a3aa42 tags:
+
+``` python
+zufaellige_woerter = random.choices(woerter, weights=gewichte, k=6)
+zufaellige_woerter
+```
+
+%% Cell type:markdown id:e57e6f3d tags:
+
+Das Ergebnis ist eine Liste mit Zeichenketten, die wir zu etwas zusammenfügen können, das schon mehr nach einem Satz aussieht:
+
+%% Cell type:code id:c4286fb3 tags:
+
+``` python
+' '.join(zufaellige_woerter)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:c7a35dff tags:
+
+Wenn wir die Wörter aus dem Buch zufällig auswählen, bekommen wir zwar ein Gefühl für das verwendete Vokabular, aber eine Folge von zufälligen Wörtern ergibt selten Sinn, weil keine Beziehungen zwischen den aufeinanderfolgenden Wörtern existieren.
+In einem echten Satz erwarten wir zum Beispiel, dass ein Artikel wie "das" vor einem Adjektiv oder Substantiv steht, und eher nicht vor einem Verb oder Adverb.
+Der nächste Schritt ist also, diese Beziehungen zwischen Wörtern zu betrachten.
+
+%% Cell type:markdown id:0921dd53 tags:
+
+## Bigramme
+
+Statt uns die Wörter einzeln nacheinander anzusehen, betrachten wir nun Sequenzen aus zwei Wörtern an, die man **Bigramme** nennt.
+Eine Abfolge von drei Wörtern nennt man **Trigramm** und eine Folge mit einer nicht festgelegten Anzahl an Wörtern heißt **n-gramm**.
+
+Lasst uns ein Programm schreiben, das alle Bigramme im Buch, sowie die Anzahl der Male, die diese auftauchen findet.
+Um die Ergebnisse zu speichern werden wir ein assoziatives Datenfeld verwenden, in dem...
+
+* ... die Schlüssel Tupel aus Zeichenketten sind, die Bigramme repräsentieren und...
+
+* ... die Werte ganze Zahlen sind, die Häufigkeiten repräsentieren.
+
+Wir werden es `bigramm_zaehler` nennen:
+
+%% Cell type:code id:d8ee02f6 tags:
+
+``` python
+bigramm_zaehler = {}
+```
+
+%% Cell type:markdown id:33f97a2a tags:
+
+Die folgende Funktion nimmt eine Liste aus zwei Zeichenketten als Parameter auf.
+Zuerst erstellt sie ein Tupel aus den zwei Zeichenketten, das als Schlüssel in einem assoziativen Datenfeld verwendet werden kann.
+Dann fügt sie den Schlüssel zu `bigramm_zaehler` hinzu, wenn er noch nicht existiert, oder erhöht seine Häufigkeit, wenn er schon existiert:
+
+%% Cell type:code id:bfdb1de1 tags:
+
+``` python
+def zaehle_bigramme(bigramm):
+    schluessel = tuple(bigramm)
+    if schluessel not in bigramm_zaehler:
+        bigramm_zaehler[schluessel] = 1
+    else:
+        bigramm_zaehler[schluessel] += 1
+```
+
+%% Cell type:markdown id:5c30f429 tags:
+
+Während wir durch das Buch gehen, müssen wir jedes aufeinander folgende Wortpaar erfassen.
+Wenn wir also die Sequenz "man is not truly one" sehen, fügen wir die Bigramme "man is", "is not", "not truly" und so weiter hinzu.
+
+Um diese Bigramme im Blick zu behalten, werden wir eine Liste namens `fenster` verwenden, weil sie wie ein Fenster funktioniert, das sich über die Buchseiten bewegt und immer nur zwei Wörter gleichzeitig zeigt.
+Zu Beginn ist `fenster` leer:
+
+%% Cell type:code id:2e73df79 tags:
+
+``` python
+fenster = []
+```
+
+%% Cell type:markdown id:9376558c tags:
+
+Wir werden die folgende Funktion verwenden, um die Wörter eines nach dem anderen zu verarbeiten:
+
+%% Cell type:code id:495ad429 tags:
+
+``` python
+def wort_verarbeiten(wort):
+    fenster.append(wort)
+
+    if len(fenster) == 2:
+        zaehle_bigramme(fenster)
+        fenster.pop(0)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:56895591 tags:
+
+Das erste Mal wenn diese Funktion aufgerufen wird, hängt sie das angegebene Wort an `fenster` an.
+Weil sich nur ein Wort im Fenster befindet, haben wir nur ein Bigramm und die Funktion endet.
+
+Beim zweiten Aufruf -- und jedem weiteren danach -- hängt sie ein zweites Wort an `fenster` an.
+Weil sich nur zwei Wörter im Fenster befinden, wird `zaehle_bigramme` aufgerufen, um festzustellen, wie oft jedes Bigram erscheint.
+Dann verwendet die Funktion `pop`, um das erste Wort aus dem Fenster zu entfernen.
+
+Das folgende Programm geht in einer Schleife durch die Wörter des Buchs, und verarbeitet sie eines nach dem anderen:
+
+%% Cell type:code id:c1224061 tags:
+
+``` python
+for zeile in open(dateiname):
+    for wort in zeile_teilen(zeile):
+        wort = wort_bereinigt(wort)
+        wort_verarbeiten(wort)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:20c4627a tags:
+
+Das Ergebnis ist ein assoziatives Datenfeld, das von jedem Bigramm zu der Häufigkeit von dessen Vorkommen verweist.
+Wir können `print_am_haeufigsten` verwenden, um die häufigsten Bigramme zu sehen:
+
+%% Cell type:code id:4296485a tags:
+
+``` python
+print_am_haeufigsten(bigramm_zaehler)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:757bd309 tags:
+
+Wenn wir uns die Ergebnisse ansehen, können wir ein Gefühl dafür bekommen, welche Wortpaare am wahrscheinlichsten zusammen auftauchen.
+Wir können die Ergebnisse auch dafür verwenden, zufälligen Text zu generieren:
+
+%% Cell type:code id:e03fd803 tags:
+
+``` python
+random.seed(0)
+```
+
+%% Cell type:code id:f6ee1840 tags:
+
+``` python
+bigramme = list(bigramm_zaehler)
+gewichte = bigramm_zaehler.values()
+zufaellige_bigramme = random.choices(bigramme, weights=gewichte, k=6)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:eda80407 tags:
+
+`bigramme` ist eine Liste mit den Bigrammen, die im Buch vorkommen und
+`gewichte` ist eine Liste mit deren Häufigkeiten, also ist `random_bigramme` ein Sample, in dem die Wahrscheinlichkeit, dass ein Bigramm ausgewählt wird, proportional zu dessen Häufigkeit ist.
+
+Hier sind die Ergebnisse:
+
+%% Cell type:code id:d6c65d79 tags:
+
+``` python
+for paar in zufaellige_bigramme:
+    print(' '.join(paar), end=' ')
+```
+
+%% Cell type:markdown id:5f24c3b6 tags:
+
+Diese Art Text zu generieren ist besser, als zufällige Wörter auszuwählen, ergibt aber immer noch nicht viel Sinn.
+
+%% Cell type:markdown id:a13d93b5 tags:
+
+## Markov-Analyse
+
+Mit einer Markov-Ketten-Textanalyse, bei der für jedes Wort in einem Text eine Liste mit Wörtern, die darauf folgen berechnet wird, können wir bessere Ergebnisse erzielen.
+Als Beispiel werden wir diesen Liedtext von Monty Pythons Song *Eric, the Half a Bee* analysieren:
+
+%% Cell type:code id:3171d592 tags:
+
+``` python
+song = """
+Half a bee, philosophically,
+Must, ipso facto, half not be.
+But half the bee has got to be
+Vis a vis, its entity. D'you see?
+"""
+```
+
+%% Cell type:markdown id:583ab9f0 tags:
+
+Um die Ergebnisse zu speichern, werden wir ein assoziatives Datenfeld verwenden, das von jedem Wort auf eine Liste mit darauffolgenden Wörtern verweist:
+
+%% Cell type:code id:3321e6a4 tags:
+
+``` python
+nachfolger_verweis = {}
+```
+
+%% Cell type:markdown id:d5d85b09 tags:
+
+Als Beispiel werden wir mit den ersten beiden Wörtern des Liedes beginnen:
+
+%% Cell type:code id:e4e55c71 tags:
+
+``` python
+erstes = 'half'
+zweites = 'a'
+```
+
+%% Cell type:markdown id:0349fe78 tags:
+
+Wenn sich das erste Wort nicht in `nachfolger_verweis` befindet, müssen wir ein neues Element hinzufügen, das von dem ersten Wort zu einer Liste verweist, die das zweite Wort enthält:
+
+%% Cell type:code id:f25dcb5e tags:
+
+``` python
+nachfolger_verweis[erstes] = [zweites]
+nachfolger_verweis
+```
+
+%% Cell type:markdown id:55bb8df9 tags:
+
+Wenn sich das erste Wort schon im assoziativen Datenfeld befindet, können wir es suchen, um die Liste mit Nachfolgern, die wir bisher gesehen haben zu bekommen und dann das neue Wort daran anhängen:
+
+%% Cell type:code id:990354a0 tags:
+
+``` python
+erstes = 'half'
+zweites = 'not'
+
+nachfolger_verweis[erstes].append(zweites)
+nachfolger_verweis
+```
+
+%% Cell type:markdown id:6289cc32 tags:
+
+Die folgende Funktion verkapselt diese Schritte:
+
+%% Cell type:code id:b9371452 tags:
+
+``` python
+def bigramm_hinzufuegen(bigramm):
+    erstes, zweites = bigramm
+
+    if erstes not in nachfolger_verweis:
+        nachfolger_verweis[erstes] = [zweites]
+    else:
+        nachfolger_verweis[erstes].append(zweites)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:74a51700 tags:
+
+Wenn das gleiche Bigramm mehr als einmal vorkommt, wird das zweite Wort mehrfach der Liste hinzugefügt.
+Auf diese Art speichert `nachfolger_verweis`, wie oft jeder Nachfolger erscheint.
+
+Wie wir es schon im vorherigen Abschnitt getan haben, werden wir eine Liste namens `fenster` verwenden, um Paare aus aufeinanderfolgende Wörtern zu speichern.
+Und wir werden die folgende Funktion nutzen, um die Wörter eines nach dem anderen zu verarbeiten:
+
+%% Cell type:code id:8c3f45c2 tags:
+
+``` python
+def wort_verarbeiten_bigramm(wort):
+    fenster.append(wort)
+
+    if len(fenster) == 2:
+        bigramm_hinzufuegen(fenster)
+        fenster.pop(0)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:861a60d9 tags:
+
+Folgendermaßen verwenden wir das, um die Wörter im Lied zu verarbeiten:
+
+%% Cell type:code id:641990a3 tags:
+
+``` python
+nachfolger_verweis = {}
+fenster = []
+
+for wort in song.split():
+    wort = wort_bereinigt(wort)
+    wort_verarbeiten_bigramm(wort)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:bf490d67 tags:
+
+Und hier sind die Ergebnisse:
+
+%% Cell type:code id:9322a49a tags:
+
+``` python
+nachfolger_verweis
+```
+
+%% Cell type:markdown id:ff7bad74 tags:
+
+Das Wort `'half'` kann vor `'a'`, `'not'`, oder `'the'` stehen.
+Das Wort `'a'` kann vor `'bee'` oder `'vis'` stehen.
+Die meisten anderen Wörter kommen nur einmal vor, also folgt auf sie nur ein einzelnes Wort.
+
+Jetzt analysieren wir das Buch:
+
+%% Cell type:code id:45a60c52 tags:
+
+``` python
+nachfolger_verweis = {}
+fenster = []
+
+for zeile in open(dateiname):
+    for wort in zeile_teilen(zeile):
+        wort = wort_bereinigt(wort)
+        wort_verarbeiten_bigramm(wort)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:2676e2fb tags:
+
+Wir können jedes Wort suchen und dadurch die Wörter finden, die auf dieses folgen:
+
+%% Cell type:code id:3e86102c tags:
+
+``` python
+# Ich habe diese Zelle verwendet, um einen Vorgänger mit einer großen Anzahl möglicher
+# Nachfolger und mindestens einem wiederholten Wort zu finden.
+
+def enthaelt_duplikate(t):
+    return len(set(t)) < len(t)
+
+for schluessel, wert in nachfolger_verweis.items():
+    if len(wert) == 7 and enthaelt_duplikate(wert):
+        print(schluessel, wert)
+```
+
+%% Cell type:code id:e49d52f7 tags:
+
+``` python
+nachfolger_verweis['going']
+```
+
+%% Cell type:markdown id:7b777a9c tags:
+
+In dieser Liste mit Nachfolgern fällt auf, dass das Wort `'to'` dreimal vorkommt -- die anderen Nachfolger erscheinen nur einmal.
+
+%% Cell type:markdown id:e8bf85fc tags:
+
+## Text generieren
+
+Wir können die Ergebnisse des vorigen Abschnitts nutzen, um neuen Text mit den gleichen Beziehungen zwischen aufeinanderfolgenden Wörtern wie im Original zu generieren.
+Das funktioniert so:
+
+* Beginnend bei einem beliebigen Wort, das im Text vorkommt, ermitteln wir dessen mögliche Nachfolger und wählen daraus zufällig einen aus.
+
+* Dann verwenden wir das ausgewählte Wort, um dessen mögliche Nachfolger zu ermitteln und daraus wieder einen zufällig auszusuchen.
+
+Wir können diesen Prozess wiederholen, bis wir so viele Wörter generiert haben wie wir möchten.
+Als Beispiel beginnen wir mit dem Wort `'although'`.
+Hier sind die Wörter, die darauf folgen können:
+
+%% Cell type:code id:15108884 tags:
+
+``` python
+wort = 'although'
+nachfolger = nachfolger_verweis[wort]
+nachfolger
+```
+
+%% Cell type:code id:747a41be tags:
+
+``` python
+# diese Zelle initialisiert den Zufallsgenerator für Zahlen, damit dieser
+# bei jedem Durchlauf des Notebooks an der gleichen stelle in der Abfolge
+# beginnt.
+
+random.seed(2)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:b26a2ead tags:
+
+Wir können `choice` verwenden, um mit gleicher Wahrscheinlichkeit aus der Liste auszuwählen:
+
+%% Cell type:code id:5a4682dc tags:
+
+``` python
+wort = random.choice(nachfolger)
+wort
+```
+
+%% Cell type:markdown id:9741beca tags:
+
+Wenn das gleiche Wort mehr als einmal in der Liste vorkommt, ist die Wahrscheinlichkeit, dass es ausgewählt wird höher.
+
+Um diese Schritte zu wiederholen, können wir die folgende Schleife verwenden, die eine längere Folge generiert:
+
+%% Cell type:code id:36ee0f76 tags:
+
+``` python
+for i in range(10):
+    nachfolger = nachfolger_verweis[wort]
+    wort = random.choice(nachfolger)
+    print(wort, end=' ')
+```
+
+%% Cell type:markdown id:38a2d79a tags:
+
+Das Ergebnis klingt schon viel eher nach einem echten Satz, es ergibt aber immer noch nicht viel Sinn.
+
+Das können wir verbessern, indem wir mehr als ein Wort als Schlüssel in `nachfolger_verweis` verwenden.
+Zum Beispiel können wir ein assoziatives Datenfeld erstellen, das von jedem Bigramm -- oder Trigramm -- auf die Liste der darauffolgenden Wörter verweist.
+In den Übungen werden Sie die Möglichkeit haben, diese Analyse zu implementieren und zu sehen, was die Ergebnisse davon sind.
+
+%% Cell type:markdown id:c59dff45 tags:
+
+## Debuggen
+
+Inzwischen schreiben wir umfangreichere Programme und es könnte sein, dass sie dadurch mehr Zeit mit debuggen verbringen.
+Wenn Sie an einem schwierigen Bug hängen bleiben, sind hier einige Dinge, die Sie versuchen könnten:
+
+* Lesen (**R**eading): Begutachten Sie Ihren Code, lesen Sie ihn sich noch einmal durch und vergewissern Sie sich, dass er das aussagt, was Sie sagen wollten.
+
+* Durchlaufen (**R**unning): Experimentieren Sie, indem Sie Veränderungen am Code vornehmen und verschiedene Versionen laufen lassen. Wenn man das Richtige an der richtigen Stelle im Programm anzeigt, wird das Problem oft offensichtlich, manchmal muss man aber doch ein Gerüst bauen.
+
+* Grübeln (**R**uminating): Nehmen Sie sich etwas Zeit zum Nachdenken! Welche Art von Fehler ist es: ein Syntaxfehler, ein Laufzeitfehler oder ein semantischer Fehler? Welche Informationen können Sie aus den Fehlermeldungen oder dem Output des Programms ziehen? Welche Art von Fehler könnte für das Problem, das Sie sehen verantwortlich sein? Was haben Sie zuletzt verändert, bevor das Probelm aufgetreten ist?
+
+* Quietscheentchen-Methode (**R**ubberducking): Wenn Sie jemand anderem das Problem erklären, finden sie manchmal die Antwort, bevor Sie überhaupt alle Fragen gestellt haben. Oft brauchen Sie dafür nichtmal eine andere Person, Sie könnten sich auch einfach mit einer Quietscheente unterhalten. Das ist der Ursprung der bekannten Strategie namens **Quietscheentchen-Debugging**. Ich habe mir das nicht ausgedacht -- lesen Sie es auf <https://de.wikipedia.org/wiki/Quietscheentchen-Debugging> nach.
+
+* Rückzug (**R**etreat): An einem gewissen Punkt ist es das Beste, zurückzugehen -- und die letzten Änderungen rückgängig zu machen -- bis Sie wieder zu einem Programm kommen, das funktioniert. Dann können Sie mit dem Neuaufbau beginnen.
+
+* Ausruhen (**R**esting): Wenn Sie Ihrem Gehirn eine Pause geben, wird es manchmal das Problem einfach für Sie finden.
+
+%% Cell type:markdown id:12c2cd32 tags:
+
+Programmieranfänger bleiben manchmal bei einer dieser Aktivitäten stecken und vergessen die anderen. Für jede Aktivität gibt es einen eigenen Fehlermodus.
+
+Das Lesen Ihres Codes funktioniert zum Beispiel, wenn das Problem ein Tippfehler ist, aber nicht, wenn das Problem ein konzeptionelles Missverständnis ist.
+Wenn Sie selbst nicht verstehen, was Ihr Programm tut, können Sie es hundert Mal lesen und werden den Fehler nie sehen, weil er in Ihrem Kopf ist.
+
+Das Durchführen von Experimenten kann funktionieren, vor allem wenn Sie kleine, einfache Tests durchführen.
+Wenn Sie jedoch Experimente durchführen, ohne nachzudenken oder Ihren Code zu lesen, kann es lange dauern, bis Sie herausfinden, was passiert.
+
+Sie müssen sich Zeit zum Nachdenken nehmen. Debugging ist wie eine experimentelle Wissenschaft. Sie sollten mindestens eine Hypothese darüber haben, was das Problem ist. Wenn es zwei oder mehr Möglichkeiten gibt, versuchen Sie, sich einen Test auszudenken, der eine von ihnen ausschließt.
+
+%% Cell type:markdown id:a55036e1 tags:
+
+Aber selbst die besten Debugging-Techniken können nicht helfen, wenn es zu viele Fehler gibt oder wenn der Code, den Sie versuchen zu reparieren zu groß und kompliziert ist.
+Manchmal ist die beste Option, sich zurückzuziehen und das Programm so lange zu vereinfachen, bis sie an einem Punkt ankommen, wo wieder etwas funktioniert.
+
+Programmieranfänger zögern oft, sich zurückzuziehen, weil sie es nicht über sich bringen können, eine Codezeile zu löschen (selbst wenn sie falsch ist). Wenn Sie sich dadurch besser fühlen, kopieren Sie Ihr Programm in eine andere Datei, bevor Sie damit beginnen, es zu zerlegen. Dann können Sie die Teile nach und nach zurückkopieren.
+
+Um einen schwierigen Bug zu finden, muss man lesen, durchlaufen, grübeln, sich zurückziehen und sich manchmal auch ausruhen.
+Wenn Sie bei einer dieser Aktivitäten hängenbleiben, testen Sie die anderen.
+
+%% Cell type:markdown id:7a113d88-a078-4b89-b887-ccaed7981eef tags:
+
+## Glossar
+
+Legen wir uns eine Liste mit den wichtigsten Begriffen an, die wir im Kapitel 12 gelernt haben:
+
+- Standardwert:
+- überschreiben:
+- deterministisch:
+- pseudozufällig:
+- Bigramm:
+- Trigramm:
+- n-gramm:
+- Quietscheentchen-Debugging:
+
+Ergänzen Sie die Liste in eigenen Worten. Das ist eine gute Erinnerungs- und Übungsmöglichkeit.
+
+%% Cell type:markdown id:cde18229 tags:
+
+## Übung
+
+%% Cell type:code id:a4e34564 tags:remove-print
+
+``` python
+# Diese Zelle weist Jupyter an, detallierte Debugging-Informationen auszugeben, wenn ein Laufzeitfehler
+# passiert. Lassen Sie sie daher laufen, bevor Sie beginnen an den Aufgaben zu arbeiten.
+
+%xmode Verbose
+```
+
+%% Cell type:markdown id:9b0efab8 tags:
+
+### Fragen Sie einen virtuellen Assistenten
+
+In `bigramm_hinzufuegen` erstellt die `if`-Anweisung eine neue Liste oder hängt ein Element an eine bereits existierende Liste an, je nachdem, ob sich der Schlüssel schon im assoziativen Datenfeld befindet:
+
+%% Cell type:code id:a4365ac0 tags:
+
+``` python
+def bigramm_hinzufuegen(bigramm):
+    erstes, zweites = bigramm
+
+    if erstes not in nachfolger_verweis:
+        nachfolger_verweis[erstes] = [zweites]
+    else:
+        nachfolger_verweis[erstes].append(zweites)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:30d9e549 tags:
+
+Assoziative Datenfelder bieten eine Methode namens `setdefault`, das wir verwenden können, um das gleiche etwas knapper und präziser zu tun.
+Fragen Sie einen virtuellen Assistenten, wie das funktioniert, oder kopieren Sie `bigramm_hinzufuegen` in einen virtuellen Assistenten und fragen Sie diesen: "Kannst du das unter Verwendung von `setdefault` umschreiben?"
+
+In diesem Kapitel haben wir Markov-Ketten-Textanalyse und -Generierung implementiert.
+Wenn Sie neugierig sind, können Sie einen virtuellen Assistenten nach mehr Informationen zu diesem Thema fragen.
+Etwas, das Sie vielleicht erfahren werden ist, dass virtuelle Assistenten Algorithmen verwenden, die der Markov-Generierung recht ähnlich sind -- sich aber auch in einigen wichtigen Punkten unterscheiden.
+Fragen Sie einen VA: "Was sind die Unterschiede zwischen Large Language Models wie GPT und Markov-Ketten-Textanalyse?".
+
+%% Cell type:markdown id:060c9ef6 tags:
+
+### Aufgabe 1
+
+Schreiben Sie eine Funktion, die zählt wie oft jedes Trigramm (Folge von drei Wörtern) vorkommt.
+Wenn Sie Ihre Funktion mit dem Text von *Dr. Jekyll and Mr. Hyde* testen, sollten Sie herausfinden, dass das häufigste Trigramm "said the lawyer" ist.
+
+Tipp: Schreiben Sie eine Funktion namens `zaehle_trigramme` die `zaehle_bigramme` ähnelt. Schreiben Sie dann eine Funktion namens `wort_verarbeiten_trigramm`, die `wort_verarbeiten_bigramm` ähnlich ist.
+
+%% Cell type:code id:f38a61ff tags:
+
+``` python
+# Lösung hierhin schreiben
+def wort_verarbeiten_trigramm(wort):
+    pass
+```
+
+%% Cell type:code id:d047e546 tags:
+
+``` python
+# Lösung hierhin schreiben
+```
+
+%% Cell type:markdown id:ca1f8a79 tags:
+
+Sie können die folgende Schleife verwenden, um das Buch zu lesen und die Wörter zu verarbeiten:
+
+%% Cell type:code id:6b8932ee tags:
+
+``` python
+trigramm_zaehler = {}
+fenster = []
+
+for zeile in open(dateiname):
+    for wort in zeile_teilen(zeile):
+        wort = wort_bereinigt(wort)
+        wort_verarbeiten_trigramm(wort)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:35d37fa1 tags:
+
+Verwenden Sie dann `print_am_haeufigsten`, um die häufigsten Trigramme im Buch zu finden:
+
+%% Cell type:code id:44c3f0d8 tags:
+
+``` python
+print_am_haeufigsten(trigramm_zaehler)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:4bd07bb7 tags:
+
+### Aufgabe 2
+
+Lassen Sie uns nun eine Markov-Ketten-Textanalyse mit Verweisen von jedem Bigramm zu einer Liste von möglichen Nachfolgern implementieren.
+
+Schreiben Sie, beginnend mit `bigramm_hinzufuegen`, eine Funktion namens `trigramm_hinzufuegen`, die eine Liste von drei Wörtern aufnimmt und ein Element in `nachfolger_verweis` entweder hinzufügt oder aktualisiert, wobei die ersten beiden Wörter als Schlüssel und das dritte Wort als möglicher Nachfolger verwendet werden.
+
+%% Cell type:code id:3fcf85f4 tags:
+
+``` python
+# Lösung hierhin schreiben
+```
+
+%% Cell type:markdown id:94d683fe tags:
+
+Hier ist eine Version von `wort_verarbeiten_trigramm`, die `trigramm_hinzufuegen` aufruft.
+
+%% Cell type:code id:d9e554e3 tags:
+
+``` python
+def wort_verarbeiten_trigramm(wort):
+    fenster.append(wort)
+
+    if len(fenster) == 3:
+        trigramm_hinzufuegen(fenster)
+        fenster.pop(0)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:82eeed41 tags:
+
+Sie können die folgende Schleife verwenden, um Ihre Funktion mit dem Songtext von "Eric, the Half a Bee" zu testen:
+
+%% Cell type:code id:8c2ee21c tags:
+
+``` python
+nachfolger_verweis = {}
+fenster = []
+
+for zeichenkette in song.split():
+    wort = zeichenkette.strip(interpunktion).lower()
+    wort_verarbeiten_trigramm(wort)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:8829d4c2 tags:
+
+Wenn Ihre Funktion funktioniert wie geplant, sollte der Vorgänger `('half', 'a')` auf eine Liste mit dem einzelnen Element `'bee'` verweisen.
+Tatsächlich erscheint jedes Bigramm in diesem Lied nur einmal, also haben enthalten Werte in `nachfolger_verweis` nur ein einziges Element:
+
+%% Cell type:code id:b13384e3 tags:
+
+``` python
+nachfolger_verweis
+```
+
+%% Cell type:markdown id:886212b5 tags:
+
+Sie können die folgende Schleife verwenden, um Ihre Funktion mit Wörtern aus dem Buch zu testen:
+
+%% Cell type:code id:62c2177f tags:
+
+``` python
+nachfolger_verweis = {}
+fenster = []
+
+for zeile in open(dateiname):
+    for wort in zeile_teilen(zeile):
+        wort = wort_bereinigt(wort)
+        wort_verarbeiten_trigramm(wort)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:3e1d073e tags:
+
+In der nächsten Aufgabe werden Sie die Ergebnisse verwenden, um neuen Text zufällig zu generieren.
+
+%% Cell type:markdown id:04d7a6ee tags:
+
+### Aufgabe 3
+
+Für diese Aufgaben werden wir annehmen, dass `nachfolger_verweis` ein assoziatives Datenfeld ist, das von jedem Bigramm zu der Liste mit Worten, die auf dieses folgen verweist:
+
+%% Cell type:code id:64e11f26 tags:
+
+``` python
+# diese Zelle initialisiert den Zufallsgenerator für Zahlen, damit dieser
+# bei jedem Durchlauf des Notebooks an der gleichen stelle in der Abfolge
+# beginnt.
+
+random.seed(3)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:fb0f8f7d tags:
+
+Um zufälligen Text zu generieren, beginnen wir damit, einen zufälligen Schlüssel aus `nachfolger_verweis` auszuwählen:
+
+%% Cell type:code id:fe2d93fa tags:
+
+``` python
+nachfolger = list(nachfolger_verweis)
+bigramm = random.choice(nachfolger)
+bigramm
+```
+
+%% Cell type:markdown id:83ed6c7e tags:
+
+Schreiben Sie nun eine Schleife, die weitere 50 Wörter generiert, indem sie diesen Schritten folgt:
+
+1. Suchen Sie in `nachfolger_verweis` die Liste mit Wörtern, die auf `bigramm` folgen können.
+
+2. Wählen Sie eines davon zufällig und geben Sie dieses aus.
+
+3. Erstellen Sie für die nächste Iteration ein neues Bigramm, das das zweite Wort aus `bigramm` und den ausgewählten Nachfolger enthält.
+
+Wenn wir zum Beispiel mit dem Bigramm `('doubted', 'if')` beginnen und `'from'` als Nachfolger auswählen, dann ist das nächste Bigramm `('if', 'from')`.
+
+%% Cell type:code id:22210a5c tags:
+
+``` python
+# Lösung hierhin schreiben
+```
+
+%% Cell type:markdown id:c71d8a89 tags:
+
+Wenn alles funktioniert, sollten sie feststellen, dass der generierte Text dem Stil des Originals erkennbar ähnelt und manche Sätze Sinn ergeben, der Text aber möglicherweise zwischen verschiedenen Themen hin- und herspringt.
+
+Als zusätzliche Übung, passen Sie Ihre Lösung so an die letzten beiden Übungen an, dass diese Trigramme als Schlüssel in `nachfolger_verweis` verwendet, und sehen Sie sich an, welche Auswirkungen das auf die Ergebnisse hat.
+
+%% Cell type:code id:3d4efda7 tags:
+
+``` python
+```
+
+%% Cell type:markdown id:aadee942-b8dd-4679-a331-e6023b569ad6 tags:
+
+![Speichern](https://amor.cms.hu-berlin.de/~jaeschkr/teaching/spp/floppy.png) Speichern Sie dieses Notebook, so dass Ihre Änderungen nicht verlorengehen (nicht auf einem Pool-Rechner). Rufen Sie dazu im Menü *File* den Punkt *Download as* → *Notebook* auf und nutzen Sie beispielsweise einen USB-Stick, E-Mail, Google Drive, Dropbox oder Ihre [HU-Box](https://box.hu-berlin.de/).
+
+%% Cell type:markdown id:3f98530e-bfe6-4319-9898-50940c840ba4 tags:
+
+![Smiley](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/79/Face-smile.svg/48px-Face-smile.svg.png)
+
+Herzlichen Glückwunsch! Sie haben das 12. Kapitel geschafft!
+
+%% Cell type:markdown id:5cf853f4-5575-408c-8446-bc993452dc66 tags:
+
+<img src="https://scm.cms.hu-berlin.de/ibi/python/-/raw/master/img/by-nc-sa.png" alt="CC BY-NC-SA" style="width: 150px;"/>
+
+Der Text dieses Notebooks ist als freies Werk unter der Lizenz [CC BY-NC-SA 4.0 ](https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/) verfügbar.
+Der Code dieses Notebooks ist als freies Werk unter der Lizenz [MIT License](https://mit-license.org/) verfügbar.
+
+Es handelt sich um übersetzte und leicht veränderte Notebooks von [Allen B. Downey](https://allendowney.com) aus [Think Python: 3rd Edition](https://allendowney.github.io/ThinkPython/index.html).

notebooks/seminar_regex.ipynb

+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+# Seminar Problemorientierte Programmierung
+
+## 3 Extra: Reguläre Ausdrücke
+
+Dieses Kapitel taucht nicht im englischen Python-Kurs auf und wird separat gepflegt.
+
+In der Praxis können wir reguläre Ausdrücke nutzen, um in Texten zu suchen und Muster zu entdecken. Python bietet uns im `re`-Modul (re = Regular Expression = Regulärer Ausdruck) viele Funktionen an, um mit regulären Ausdrücken zu arbeiten.
+
+Es gibt dabei zwei "Dimensionen" an denen wir uns "entlanghangeln" müssen: die Funktionen, die vom `re`-Modul bereitgestellt werden und die regulären Ausdrücke selber, die komplex werden können. Wir beginnen zunächst mit nur einer Funktion und werden Stück für Stück komplexere Ausdrücke kennenlernen. Danach schauen wir uns weitere Funktionen an.
+
+### Ihre Lernziele
+
+Beschreiben Sie in 2-3 Stichpunkten kurz was Sie im Seminar heute lernen wollen. Klicken Sie dazu doppelt auf diesen Text und bearbeiten Sie dann den Text:
+
+-
+-
+-
+
+
+### Exkurs: Was mir an Python gefällt
+In ihrem Verzeichnis sollte eine Datei `test.txt` liegen. Öffnen Sie diese in einem Texteditor Ihrer Wahl. Schauen Sie jetzt, wie leicht man mit dem Modul `re` in Python E-Mail-Adressen extrahieren kann:
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+import re
+
+def find_in_file(pattern, file):
+    reg_pattern = re.compile(pattern)
+    for line in file:
+        for found in reg_pattern.findall(line):
+            print(found[0])
+
+find_in_file(r"([a-zA-Z0-9-!#$%&'*+-/=?^_`{|}~]+@([A-Za-z0-9-]+\.)+[a-zA-Z]{2,})", open("test.txt", "rt"))
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+###  3.1 Einfache Suche
+
+Wir können mit der Funktion `findall` alle Teilzeichenketten in einer Zeichenkette finden, die auf ein gegebenes Muster (in Form eines regulären Ausdrucks) passen. Die Funktion erwartet zwei Argumente: einen regulären Ausdruck und die Zeichenkette, die durchsucht werden soll:
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+import re
+re.findall(r'f[a-z]*', 'which foot or hand fell fastest')
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+
+1. In der ersten Zeile wird das `re`-Modul importiert. Das muss einmal am Anfang unseres Programms passieren. Hier im Jupyter-Notebook reicht es, wenn das Modul in einem Block importiert wird - sobald der Block ausgeführt wurde, kann es in allen folgenden Blöcken verwendet werden.
+2. In der nächsten Zeile wird - mittels der Punkt-Notation - die `findall`-Funktion im `re`-Modul aufgerufen.
+3. Der Funktion werden zwei Argumente übergeben: `r'f[a-z]*'` und `'which foot or hand fell fastest'`.
+4. Das erste Argument ist ein regulärer Ausdruck. Reguläre Ausdrücke werden in Hochkommata `''` eingeschlossen und beginnen mit einem `r`.
+5. Das heißt, der eigentliche reguläre Ausdruck lautet `f[a-z]*`. Dieser Ausdruck beschreibt Zeichenketten, die mit einem `f` beginnen und von beliebig vielen - auch 0! - (`*`) Kleinbuchstaben (`[a-z]`) gefolgt werden. Dabei beschreibt der Ausdruck `[a-z]` in eckigen Klammern ein Zeichen, welches die Werte `a` bis `z` haben darf, das `*` dahinter besagt, dass dieses Zeichen beliebig oft wiederholt werden darf.
+6. Das zweite Argument (`'which foot or hand fell fastest'`) ist die Zeichenkette, in der wir nach Teilzeichenketten suchen, die auf den übergebenen regulären Ausdruck passen.
+
+Das Ergebnis des Aufrufs von `findall` ist eine Liste der Teilzeichenketten, die auf das Muster passen - in unserem Beispiel sind das die Zeichenketten `foot`, `fell` und `fastest`.
+
+Probieren Sie es hier selber aus:
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+regaus = r'f[a-z]*'
+text = input("Geben Sie eine Zeichenkette zum Testen ein:")
+ergebnis = re.findall(regaus, text)
+if ergebnis:
+    print("Es wurden folgende Teilzeichenketten erkannt:", ergebnis)
+else:
+    print("Leider wurde nichts erkannt, probieren Sie es noch einmal.")
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+Ändern Sie den regulären Ausdruck im folgenden Beispiel, so dass alle Wörter, die mit einem `b` beginnen ausgegeben werden:
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+re.findall(r'b', 'Wir bauten und bohrten bis das Haus fertig war.')
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+Die Ausgabe sollte so aussehen:
+```
+['bauten', 'bohrten', 'bis']
+```
+Ändern Sie den regulären Ausdruck, so dass jetzt nur Wörter ausgegeben werden, die mit einem `b` beginnen und mit einem `n` enden. Die Ausgabe sollte dann so aussehen:
+```
+['bauten', 'bohrten']
+```
+
+Welche Probleme sind bei Ihren Versuchen aufgetreten?
+-
+-
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+### 3.2 Schritt für Schritt: ein beliebiges Zeichen
+
+Der Punkt `.` steht für ein beliebiges Zeichen:
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+re.findall(r'a.', "Am Anfang aßen wir alle Manna und Kartoffeln")
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+Im Satz `Am Anfang aßen wir alle Kartoffeln.` gibt es genau sechs Vorkommen von einem kleinen `a` mit einem Zeichen dahinter. Wie wir sehen, wird auch das `a` am Ende von `Manna`, welches von einem Leerzeichen gefolgt ist, erkannt. Das liegt daran, dass der Punkt für wirklich jedes Zeichen (auch das Leerzeichen) steht. Die zwei Zeichenketten `Am` und `An` werden nicht erkannt, da sie ein großes `A` enthalten, wir aber nach einem kleinen gesucht haben.
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+### 3.3 Und weiter
+
+Sie kennen jetzt eine Funktion, um reguläre Ausdrücke in Python anzuwenden und damit Texte zu durchsuchen. Weitere Funktionen ermöglichen die Extraktion und das Ersetzen von Teilzeichenketten in Texten. Bevor wir diese Funktionen kennenlernen, ist es praktisch, mit regulären Ausdrücken vertraut zu werden. Eine sehr gute interaktive Übungsseite dazu finden Sie [hier](https://regexone.com/lesson/introduction_abcs). Arbeiten Sie diese Seite gemeinsam Schritt für Schritt durch. Schrecken Sie nicht vor dem englischen Text zurück - ich helfe Ihnen bei Fragen gerne weiter.
+
+Es gibt noch viele andere gute Tutorials zu regulären Ausdrücken, z.B. [hier](https://ryanstutorials.net/regular-expressions-tutorial/) oder [hier](https://www.python-kurs.eu/re.php). Sie können auch eine dieser Anleitungen durcharbeiten, wenn Sie damit besser zurechtkommen.
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+### 3.4 weitere nützliche Funktionen des `re`-Moduls
+
+Sie haben in den Tutorials einige regulären Ausdrücke kennengelernt. Nun können wir weitere Funktionen des `re`-Moduls benutzen. Im Folgenden werden mehrere Funktionen vorgestellt. Anschließend können Sie diese in Übungen testen.
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+#### 3.4.1 Suchen und Matchen
+
+Die Funktion `findall(regex,string)` haben sie schon kennengelernt:
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+import re
+re.findall(r'f[a-z]*', 'which foot or hand fell fastest')
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+Zudem gibt es eine Funktion  `search(regex,string)`. Die Argumente sind diesselben wie bei `findall`.
+Diese Funktion durchsucht eine Zeichenkette *string* nach dem Vorkommen eines Teilstrings, der auf den regulären Ausdruck *regex* passt. Der erste gefundene Teilstring wird zurückgeliefert. Die Rückgabe ist ein sogennantes *match-Objekt*.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+import re
+object1 = re.search(r'f[a-z]*', 'which foot or hand fell fastest')
+
+object2 = re.search(r'f[a-z]*', 'The regex did not match anything.')
+
+print(object1,"\n",object2)
+
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+Ein *match-Objekt* enthält die Methoden `group()`, `span()`, `start()` und `end()`, die man im folgenden Beispiel im selbsterklärenden Einsatz sieht:
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+object1 = re.search(r'f[a-z]*', 'which foot or hand fell fastest')
+print(object1.group())
+print(object1.span())
+print(object1.start())
+print(object1.end())
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+Es gibt zuletzt noch eine dritte Funktion `match(regex,string)`. Diese Funktion checkt, ob ein Teilstring, der auf den regulären Ausdruck *regex* passt, am Anfang der Zeichenkette *string* vorkommt, Die Rückgabe ist wieder ein *match-Objekt*.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+object1 = re.match(r'f[a-z]*', 'foot or hand fell fastest')
+object2 = re.match(r'f[a-z]*', 'which foot or hand fell fastest')
+print(object2)
+print(object1)
+print(object1.group())
+print(object1.span())
+print(object1.start())
+print(object1.end())
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+#### 3.4.1 Übung:
+
+Denken Sie sich eine Zeichenkette und einen regulären Ausdruck aus, die die Unterschiede der drei kennengelernten Funktionen wiedergibt.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+#### 3.4.2 Ersetzen
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+Das `re`-Modul stellt nicht nur Funktionen zum Durchsuchen von Zeichenketten zur Verfügung. Mit der Funktion `re.sub(regex, replacement, string)` kann man Teilstrings ersetzen. Jede Übereinstimmung des regulären Ausdrucks *regex* in der Zeichenkette *string* wird durch die Zeichenkette *replacement* ersetzt.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+re.sub(r'f[a-z]*', 'beer', 'which foot or hand fell fastest')
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+#### 3.4.3 Kompilieren
+
+Wenn man bestimmte reguläre Ausdrücke mehrmals benutzen möchte, kann man die Funktion `compile(regex)` benutzen. Diese Funktion kompiliert einen regulären Ausdruck *regex* in eine regex-Objekt. Dieses kann man dann für weitere Funktionen nutzen.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+regex_1 = re.compile(r'f[a-z]*')
+
+print(regex_1.findall('which foot or hand fell fastest'))
+
+print(regex_1.search('which foot or hand fell fastest'))
+
+print(regex_1.match('which foot or hand fell fastest'))
+
+print(regex_1.sub('beer','which foot or hand fell fastest'))
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+### Aufgaben
+
+#### Aufgabe 1
+Schreiben Sie eine Funktion, die eine Zeichenkette als Parameter entgegennimmt und überprüft, ob die Zeichenkette nur Kleinbuchstaben und Zahlen enthält.
+Benutzen Sie reguläre Ausdrücke und die obigen Funktionen.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+#### Aufgabe 2
+
+Schreiben Sie eine Funktion, die eine Zeichenkette als Parameter entgegennimmt und überprüft, ob die Zeichenkette einen Teilstring enthält, der aus einem "a" und nachfolgend aus mindestens einem "b" besteht. (z.B. "abb", "abbbbb", "abbbbbbbbbbbbbbbb").
+Benutzen Sie reguläre Ausdrücke und die obigen Funktionen.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+#### Aufgabe 3
+
+Schreiben Sie eine Funktion, die eine Zeichenkette als Parameter entgegennimmt und alle darin enthaltenen Leerzeichen durch ein Minus ersetzt.
+Benutzen Sie reguläre Ausdrücke und die obigen Funktionen.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+#### Aufgabe 4
+
+Schreiben Sie eine Funktion, die eine Zeichenkette *s* und eine natürliche Zahl  *n* als Parameter entgegennimmt und alle Wörter der Länge n aus der Zeichenkette *s* entfernt.
+Benutzen Sie reguläre Ausdrücke und die obigen Funktionen.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+![Speichern](https://amor.cms.hu-berlin.de/~jaeschkr/teaching/spp/floppy.png) Speichern Sie dieses Notebook so, dass Ihre Änderungen nicht verlorengehen (nicht auf einem Pool-Rechner). Klicken Sie dazu oben links auf das Disketten-Icon und nutzen Sie beispielsweise einen USB-Stick, E-Mail, Google Drive, Dropbox oder Ihre [HU-Box](https://box.hu-berlin.de/).
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+![Smiley](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a7/Emblem-fun.svg)
+
+Herzlichen Glückwunsch! Sie haben das 3. Kapitel geschafft. Weiter geht es in [4: Fallstudie: Schnittstellenentwurf](seminar04.ipynb).
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+![CC-BY-NC](https://scm.cms.hu-berlin.de/ibi/python/-/raw/master/img/cc-by-nc.png)
+
+Dieses Notebook ist als freies Werk unter der Lizenz [Creative Commons Attribution-NonCommercial 3.0 Unported](http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) verfügbar. Sie dürfen die Inhalte kopieren, verteilen und verändern, solange Sie die Urheber nennen und sie nicht für kommerzielle Zwecke nutzen.

notebooks/summary_python_basics.ipynb

+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+<h1>Table of Contents<span class="tocSkip"></span></h1>
+<div class="toc"><ul class="toc-item"><li><span><a href="#Jupyter-Notebook-Grundlagen" data-toc-modified-id="Jupyter-Notebook-Grundlagen-1"><span class="toc-item-num">1&nbsp;&nbsp;</span>Jupyter Notebook Grundlagen</a></span><ul class="toc-item"><li><span><a href="#Standardbrowser" data-toc-modified-id="Standardbrowser-1.1"><span class="toc-item-num">1.1&nbsp;&nbsp;</span>Standardbrowser</a></span><ul class="toc-item"><li><span><a href="#Anleitungen" data-toc-modified-id="Anleitungen-1.1.1"><span class="toc-item-num">1.1.1&nbsp;&nbsp;</span>Anleitungen</a></span></li></ul></li><li><span><a href="#Shortcuts" data-toc-modified-id="Shortcuts-1.2"><span class="toc-item-num">1.2&nbsp;&nbsp;</span>Shortcuts</a></span><ul class="toc-item"><li><span><a href="#Beispiel:-Markdown-Zelle-vs.-Code-Zelle" data-toc-modified-id="Beispiel:-Markdown-Zelle-vs.-Code-Zelle-1.2.1"><span class="toc-item-num">1.2.1&nbsp;&nbsp;</span>Beispiel: Markdown Zelle vs. Code Zelle</a></span></li></ul></li></ul></li><li><span><a href="#Python-Grundlagen" data-toc-modified-id="Python-Grundlagen-2"><span class="toc-item-num">2&nbsp;&nbsp;</span>Python Grundlagen</a></span><ul class="toc-item"><li><span><a href="#Grundlegende-Datentypen" data-toc-modified-id="Grundlegende-Datentypen-2.1"><span class="toc-item-num">2.1&nbsp;&nbsp;</span>Grundlegende Datentypen</a></span></li><li><span><a href="#Listen" data-toc-modified-id="Listen-2.2"><span class="toc-item-num">2.2&nbsp;&nbsp;</span>Listen</a></span></li><li><span><a href="#Mengen" data-toc-modified-id="Mengen-2.3"><span class="toc-item-num">2.3&nbsp;&nbsp;</span>Mengen</a></span></li><li><span><a href="#Ranges" data-toc-modified-id="Ranges-2.4"><span class="toc-item-num">2.4&nbsp;&nbsp;</span>Ranges</a></span></li><li><span><a href="#Tupel" data-toc-modified-id="Tupel-2.5"><span class="toc-item-num">2.5&nbsp;&nbsp;</span>Tupel</a></span></li><li><span><a href="#Dictionaries" data-toc-modified-id="Dictionaries-2.6"><span class="toc-item-num">2.6&nbsp;&nbsp;</span>Dictionaries</a></span></li><li><span><a href="#If-Anweisungen" data-toc-modified-id="If-Anweisungen-2.7"><span class="toc-item-num">2.7&nbsp;&nbsp;</span>If-Anweisungen</a></span></li><li><span><a href="#Schleifen" data-toc-modified-id="Schleifen-2.8"><span class="toc-item-num">2.8&nbsp;&nbsp;</span>Schleifen</a></span></li><li><span><a href="#Funktionen" data-toc-modified-id="Funktionen-2.9"><span class="toc-item-num">2.9&nbsp;&nbsp;</span>Funktionen</a></span></li></ul></li><li><span><a href="#----------------Praktisch-für-Python,-aber-nicht-für-unseren-Kurs------------------" data-toc-modified-id="----------------Praktisch-für-Python,-aber-nicht-für-unseren-Kurs-------------------3"><span class="toc-item-num">3&nbsp;&nbsp;</span><font color="red">--------------- Praktisch für Python, aber nicht für unseren Kurs -----------------</font></a></span><ul class="toc-item"><li><span><a href="#Lambda-Funktionen" data-toc-modified-id="Lambda-Funktionen-3.1"><span class="toc-item-num">3.1&nbsp;&nbsp;</span>Lambda-Funktionen</a></span></li><li><span><a href="#List-Comprehensions" data-toc-modified-id="List-Comprehensions-3.2"><span class="toc-item-num">3.2&nbsp;&nbsp;</span>List Comprehensions</a></span></li><li><span><a href="#Klassen" data-toc-modified-id="Klassen-3.3"><span class="toc-item-num">3.3&nbsp;&nbsp;</span>Klassen</a></span></li></ul></li></ul></div>
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+# Grundlagen Jupyter Notebooks
+
+Falls Sie im Python-Programmierkurs sind und dies ihr erstes geöffnetes Jupyter Notebook ist: Herzlichen Glückwunsch! :)
+
+Falls Sie im Python-Programmierkurs sind und dies ihr erstes geöffnetes Jupyter Notebook ist, lesen Sie nur bis bis zum Kapitel "Python.Grundlagen". Danach wechseln Sie zum Notebook [seminar00.ipynb](seminar00.ipynb).
+
+- Jupyter ist freie Software – ein browserbasiertes Tool für verschiedene Programmiersprachen (wir benutzen Python).
+- Es stellt Quellcode, Visualisierungen, Text und Erklärungen in einem (Web-)Dokument – dem Jupyter Notebook – dar.
+- Notebooks bestehen aus Blöcken bzw. "Zellen".
+- Es gibt zwei Arten von Blöcken: "Code" ist für Python-Code, "Markdown" ist für Texte, die Sie mit Hilfe der [Markdown-Syntax](https://de.wikipedia.org/wiki/Markdown#Auszeichnungsbeispiele) formatieren können.
+- Blöcke können "ausgeführt" werden, dabei wird der Python-Code ausgeführt und Markdown in HTML umgewandelt und angezeigt.
+- Unterhalb eines Blocks mit Quellcode wird der Rückgabewert der letzten Anweisung ausgegeben.
+- Quellcode kann auf mehrere Blöcke aufgeteilt werden (Variablen behalten ihre Gültigkeit/Sichtbarkeit).
+- Sie können auf Text doppelt klicken, um sich den Markdown-Quellcode anzuzeigen. Probieren Sie es mit diesem Text aus.
+- Durch die Tastenkombination "Strg" und "Enter"  oder durch Drücken des "Run"-Buttons oben im Menü kommen Sie wieder in den Lesemodus
+- Wenn Sie mal etwas "kaputtgespielt" haben, hilft es evtl., im "Kernel"-Menü den "Restart"-Eintrag auszuwählen.
+
+
+
+## Standardbrowser
+
+Bitte verwenden Sie **nicht** Safari oder Internet Explorer. Auch mit Windows Edge gab es in der Vergangenheit Probleme. Wir empfehlen die Verwendung von Firefox, aber auch Google Chrome lief in der Vergangenheit problemlos. Wenn Sie unsicher sind, was ihr aktueller Standardbrowser ist, folgen Sie einfach der folgenden Anleitung zum Ändern des Standardbrowsers und gehen Sie sicher, dass der richtige Standardbrowser ausgewählt ist.
+
+### Anleitungen
+
+**Änderung des Standardbrowsers in...**
+
+*macOS:*
+1. Öffnen sie die Systemeinstellungen.
+2. Klicken Sie auf „Allgemein“.
+3. Wählen Sie unter „Standard-Webbrowser“ den gewünschten Browser aus.
+
+*Ubuntu Linux:*
+1. Öffnen Sie die System Settings.
+2. Klicken Sie auf „Applications“.
+3. Wählen Sie in der linken Spalte „Default Applications“ aus.
+4. Klicken Sie in der Spalte rechts davon auf „Web Browser“.
+5. Wählen Sie „in the following browser:“ aus.
+6. Wählen Sie den gewünschten Browser aus.
+
+*Windows:*
+1. Öffnen Sie die Systemsteuerung.
+2. Klicken Sie auf „Standardprogramme“.
+3. Klicken Sie auf „Standardprogramme festlegen“.
+4. Klicken Sie in der Liste auf den gewünschten Browser.
+5. Klicken Sie dann auf „Dieses Programm als Standard festlegen“.
+
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+
+## Shortcuts
+
+**Bitte probieren Sie alle unten stehenden Befehle und verstehen Sie, was gemacht wird. Das ist die Basis, die Sie für das Arbeiten mit Jupyter Notebooks brauchen.**
+
+Übersicht: *Menü Help -> Keyboard Shortcuts*
+
+Wichtigste Shortcuts:
+
+- *Enter*: Editiermodus für selektierte Zelle (grün umrandet)
+- *Esc*: Editiermodus verlassen/Kommandomodus (blau umrandet)
+- *Strg + Enter*: Selektierte Zelle ausführen
+- *Shift + Enter*: Selektierte Zelle ausführen und in nächste Zelle springen
+
+Im Editiermodus:
+- *Tab*: Autocomplete oder Einrücken
+- *Shift + Tab*: Einrücken rückwärts
+
+Im Kommando-/Lesemodus:
+- *B*: Zelle darunter einfügen
+- *A*: Zelle darüber einfügen
+- *DD*: Zelle löschen
+- *M*: Zelltyp Markdown (für formatierte beschreibende Texte, zB diese Zelle)
+- *Y*: Zelltyp Code (Default)
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+### Beispiel: Markdown Zelle vs. Code Zelle
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+Dies ist eine **Markdown Zelle**. Hier kann jeglicher Text geschrieben werden. Durch Strg+Enter wird er in den Lesemodus gebracht, durch ein einfach Enter (oder Doppelklick) in den Editiermodus.
+
+Hier werden keine Rechnungen ausgeführt, siehe:
+
+5+3
+
+In diesen Feldern werden Erklärungen, Aufgabenstellungen und schriftliche Antworten von euch stehen.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+# Das ist eine **Code Zelle**, bei Strg+Enter wird die folgende Rechnung ausgeführt und darunter angezeigt
+# Mit Enter kommt man in den Editiermodus, mit Strg+Enter wird der Code ausgeführt.
+# Der Text kann hier nur stehen, da eine Raute am Anfang der Zeile steht.
+# Dadurch werden diese Zeilen nicht ausgeführt.
+
+5+3
+
+# In diesen Zellen wird der Python Code geschrieben, manchmal müssen Sie ihn schreiben,
+# manchmal steht der Code schon dort und muss von Ihnen nur ausgeführt werden.
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+# Python-Grundlagen
+- Dynamisch typisierte Sprache
+- Statt geschweifter Klammern für Codeblöcke (Funktionen, Schleifen) wird Code mit vier Leerzeichen (pro Hierarchieebene) eingerückt
+- Die meisten Editoren ersetzen Tab automatisch durch vier Leerzeichen
+- Kommentare beginnen mit Raute #
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+## Grundlegende Datentypen
+Zahlentypen (int/float) sind größtenteils äquivalent zu Java. Strings können mit doppelten oder einfachen Anführungszeichen deklariert werden.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+# Variablen definieren
+
+a = 2*2.0
+b = 5
+
+# Ausgabe
+
+print(a + b)
+
+# Diese Zelle auswählen und mit `<SHIFT> + <ENTER>` ausführen.
+# Der letzte Rückgabewert der Zelle wird dann unten ausgegeben,
+# hier also der Wert von `a+b`:b
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+Die grundlegenden Rechenoperationen __`+`, `-`, `*`, `/`__ und __`**`__ sind ebenfalls in Python verfügbar und verhalten sich, wie man es erwartet:
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+# äquivalent zu a = a + 1
+a += 1
+
+print(a)
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+# Potenzieren
+
+2**4
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+# Division
+
+2/4
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+Es gibt verschiedene Variablentypen:
+    - int (Ganzzahl, z.B. 1, 20, 52432432)
+    - float (Gleitkommazahl, z.B. 1.423, 1/3, 0.23487235723)
+    - str (Zeichenkette, z.B. "Hello World", 'this is a string')
+    - bool (Wahrheitswerte, z.B. True, False)
+
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+
+
+# Zeichenketten bzw. strings
+
+text1 = 'Hallo '
+text2 = "Welt"
+
+print (text1 + text2)
+
+# Andere Datentypen müssen explizit in Strings konvertiert werden,
+# wenn sie an einen String angehängt werden sollen.
+print(text1 + str(1))
+
+# oder man muss sie durch Kommata trennen:
+
+print(text1,1)
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+# Zeichenkette zu float
+float('1')
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+# integer zu float
+
+float(1)
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+*None* entspricht *null* in Java.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+myvar = None
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+print(myvar)
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+if myvar is None:
+    print('x ist nicht definiert')
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+## Listen
+Listen werden mit eckigen Klammern oder list() initialisiert.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+l = [1,2,3,3]
+l.append(4)
+
+print(l)
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+Vorsicht bei der Kombination von Listen. append hängt die übergebene Variable als einzelnen Listeneintrag an die Liste an.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+l.append([5, 6])
+
+print(l)
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+Zur Kombination von zwei Listen wird der +-Operator verwendet.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+l2 = l + [5,6]
+
+print(l2)
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+## Mengen
+Mengen können mit geschweiften Klammern oder set() initialisiert werden.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+s = {1,2,3,3}
+s2 = set([2,3,4,5])
+
+print(s)
+print(s.intersection(s2))
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+s.add(9)
+s.remove(2)
+s
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+Mit list() und set() können die Typen auch ineinander konvertiert werden.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+list(s)
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+set([1,2,3])
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+## Ranges
+Auflistung von Zahlen, werden z.Bsp. für for-Schleifen mit Index verwendet.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+for i in range(5):
+    print(i)
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+## Tupel
+Für sortierete Werte mit fester Komponentenanzahl und fester Bedeutung für jeden Eintrag.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+essen = 'Chili'
+preis = 2.51
+boneintrag = (essen, preis)
+
+print(boneintrag)
+print(boneintrag[0])
+print(boneintrag[1])
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+(essen2, preis2) = boneintrag
+
+print(essen2)
+print(preis2)
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+Klammern können oft weggelassen werden
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+boneintrag = essen, preis
+essen2, preis2 = boneintrag
+
+print(boneintrag)
+print(essen2)
+print(preis2)
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+## Dictionaries
+Äquivalent zu Maps.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+d = {'Chili': 1.90, 'Penne': 2.50}
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+d.keys()
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+d.values()
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+for key, val in d.items():
+    print('{}: {}'.format(key, val))
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+d['Chili']
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+d['Burger'] = 4.90
+d
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+del d['Burger']
+d
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+## If-Anweisungen
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+if 2>1 or 1>2:
+    print ('Bedingung erfüllt.')
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+y = 10
+x = 5 if y > 10 else 4
+
+print(x)
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+## Schleifen
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+x = 5
+while x > 0:
+    x -= 1
+x
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+for x in ['a', 'b', 'c']:
+    print(x)
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+## Funktionen
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+def sum_upto(n):
+    return n*(n+1)/2
+
+sum_upto(4)
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+Zur besseren Übersicht (insbesondere bei vielen Parametern) können diese auch namentlich zugewiesen werden.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+sum_upto(n=4)
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+Funktionen können *Default-Parameter* haben, d.h. Werte, die von der Funktion als Standardwert verwendet werden (wenn kein anderer Wert übergeben wird). Default-Parameter müssen am Ende der Funktion stehen und übergeben werden.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+def fun_with_default(x=3):
+    print('Parameter is {}'.format(x))
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+fun_with_default()
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+fun_with_default(x=4)
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+Funktionen können wie Variablen referenziert werden (Pointer auf die Funktion) und zum Beispiel als Parameter übergeben werden.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+def calc_and_print(calc_function, n):
+    calc_result = calc_function(n)
+    print(calc_result)
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+calc_and_print(sum_upto, 4)
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+# <font color='red'>--------------- Praktisch für Python, aber nicht für unseren Kurs -----------------</font>
+
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+## Lambda-Funktionen
+I.d.R. für Inline-Funktionen. Können zum Beispiel an Funktionen als Parameter übergeben oder als Variable deklariert werden. Lambdas enthalten ein einzelnes Statement, dessen Wert automatisch der Rückgabewert ist.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+calc_square = lambda x: x**2
+calc_square(3)
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+calc_and_print(calc_square, 4)
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+calc_and_print(lambda x: x**3, 4)
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+## List Comprehensions
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+y = [x**2 for x in range(10)]
+y
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+xy = [(x, x**2) for x in range(10) if x%2 == 0]
+xy
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+## Klassen
+Objekte einer Klasse bekommen bei Methodenaufrufen als ersten Parameter automatisch das *"self"*-Objekt übergeben (vgl. *this* in Java). Dieser Parameter muss also immer auch als erster Parameter einer Klassenmethode übergeben werden.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+class Vehicle():
+    # Constructor
+    def __init__(self, n_wheels=4, noise='beep'):
+        self.n_wheels = n_wheels
+        self.noise = noise
+
+    def make_noise(self):
+        print(self.noise)
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+basicVehicle = Vehicle()
+basicVehicle.make_noise()
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+Properties sind immer von außen sichtbar und lassen sich verändern. Properties, die nicht zur Veränderung gedacht sind, werden nach Konvention durch zwei Unterstriche im Namen gekennzeichnet.
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+basicVehicle.n_wheels
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+Vererbung ist in Python möglich. In der Regel wird aber Duck-Typing verwendet.
+
+“When I see a bird that walks like a duck and swims like a duck and quacks like a duck, I call that bird a duck.”
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+bike = Vehicle(n_wheels=2, noise='ring')
+bike.make_noise()
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+class Bike(Vehicle):
+    def __init__(self):
+        self.n_wheels = 2
+        self.noise = 'ring'
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+Bike().make_noise()
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+![CC-BY-NC](https://scm.cms.hu-berlin.de/ibi/python/-/raw/master/img/cc-by-nc.png)
+
+Dieses Notebook ist als freies Werk unter der Lizenz [Creative Commons Attribution-NonCommercial 3.0 Unported](http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) verfügbar. Sie dürfen die Inhalte kopieren, verteilen und verändern, solange Sie die Urheber nennen und sie nicht für kommerzielle Zwecke nutzen.

notebooks/test.txt

+
+Syntax
+
+The format of email addresses is local-part@domain where the local part may be up to 64 characters long and the domain may have a maximum of 255 characters.[4] The formal definitions are in RFC 5322 (sections 3.2.3 and 3.4.1) and RFC 5321—with a more readable form given in the informational RFC 3696[5] and the associated errata. Note that unlike the syntax of RFC 1034,[6] and RFC 1035[7] there is no trailing period in the domain name.
+Local-part
+
+The local-part of the email address may use any of these ASCII characters:
+
+    uppercase and lowercase Latin letters A to Z and a to z;
+    digits 0 to 9;
+    printable characters others than letters and digit !#$%&'*+-/=?^_`{|}~;
+
+    dot ., provided that it is not the first or last character unless quoted, and provided also that it does not appear consecutively unless quoted (e.g. John..Doe@example.com is not allowed but "John..Doe"@example.com is allowed);[8]
+
+Note that some mail servers wildcard local parts, typically the characters following a plus and less often the characters following a minus, so fred+bah@domain and fred+foo@domain might end up in the same inbox as fred+@domain or even as fred@domain. This can be useful for tagging emails for sorting, see below, and for spam control. Braces { and } are also used in that fashion, although less often.
+
+    space and special characters "(),:;<>@[\] are allowed with restrictions (they are only allowed inside a quoted string, as described in the paragraph below, and in addition, a backslash or double-quote must be preceded by a backslash);
+    comments are allowed with parentheses at either end of the local-part; e.g. john.smith(comment)@example.com and (comment)john.smith@example.com are both equivalent to john.smith@example.com.
+
+In addition to the above ASCII characters, international characters above U+007F, encoded as UTF-8, are permitted by RFC 6531, though even mail systems that support SMTPUTF8 and 8BITMIME may restrict which characters to use when assigning local-parts.
+
+A local part is either a Dot-string or a Quoted-string; it cannot be a combination. Quoted strings and characters however, are not commonly used.[citation needed] RFC 5321 also warns that "a host that expects to receive mail SHOULD avoid defining mailboxes where the Local-part requires (or uses) the Quoted-string form".
+
+The local-part postmaster is treated specially—it is case-insensitive, and should be forwarded to the domain email administrator. Technically all other local-parts are case-sensitive, therefore jsmith@example.com and JSmith@example.com specify different mailboxes; however, many organizations treat uppercase and lowercase letters as equivalent. Indeed, RFC 5321 warns that "a host that expects to receive mail SHOULD avoid defining mailboxes where ... the Local-part is case-sensitive".
+
+Despite the wide range of special characters which are technically valid, organisations, mail services, mail servers and mail clients in practice often do not accept all of them. For example, Windows Live Hotmail only allows creation of email addresses using alphanumerics, dot (.), underscore (_) and hyphen (-).[9] Common advice is to avoid using some special characters to avoid the risk of rejected emails.[10]
+Domain
+
+The domain name part of an email address has to conform to strict guidelines: it must match the requirements for a hostname, a list of dot-separated DNS labels, each label being limited to a length of 63 characters and consisting of:[8]:§2
+
+    uppercase and lowercase Latin letters A to Z and a to z;
+    digits 0 to 9, provided that top-level domain names are not all-numeric;
+    hyphen -, provided that it is not the first or last character.
+
+This rule is known as the LDH rule (letters, digits, hyphen). In addition, the domain may be an IP address literal, surrounded by square brackets [], such as jsmith@[192.168.2.1] or jsmith@[IPv6:2001:db8::1], although this is rarely seen except in email spam. Internationalized domain names (which are encoded to comply with the requirements for a hostname) allow for presentation of non-ASCII domains. In mail systems compliant with RFC 6531 and RFC 6532 an email address may be encoded as UTF-8, both a local-part as well as a domain name.
+
+Comments are allowed in the domain as well as in the local-part; for example, john.smith@(comment)example.com and john.smith@example.com(comment) are equivalent to john.smith@example.com.
+Examples
+
+Valid email addresses
+    simple@example.com
+    very.common@example.com
+    disposable.style.email.with+symbol@example.com
+    other.email-with-hyphen@example.com
+    fully-qualified-domain@example.com
+    user.name+tag+sorting@example.com (may go to user.name@example.com inbox depending on mail server)
+    x@example.com (one-letter local-part)
+    example-indeed@strange-example.com
+    admin@mailserver1 (local domain name with no TLD, although ICANN highly discourages dotless email addresses)
+    example@s.example (see the List of Internet top-level domains)
+    " "@example.org (space between the quotes)
+    "john..doe"@example.org (quoted double dot)
+
+Invalid email addresses
+    Abc.example.com (no @ character)
+    A@b@c@example.com (only one @ is allowed outside quotation marks)
+    a"b(c)d,e:f;g<h>i[j\k]l@example.com (none of the special characters in this local-part are allowed outside quotation marks)
+    just"not"right@example.com (quoted strings must be dot separated or the only element making up the local-part)
+    this is"not\allowed@example.com (spaces, quotes, and backslashes may only exist when within quoted strings and preceded by a backslash)
+    this\ still\"not\\allowed@example.com (even if escaped (preceded by a backslash), spaces, quotes, and backslashes must still be contained by quotes)
+    1234567890123456789012345678901234567890123456789012345678901234+x@example.com (local part is longer than 64 characters)
+
+Common local-part semantics
+
+According to RFC 5321 2.3.11 Mailbox and Address, "...the local-part MUST be interpreted and assigned semantics only by the host specified in the domain of the address." This means that no assumptions can be made about the meaning of the local-part of another mail server. It is entirely up to the configuration of the mail server.
+Local-part normalization
+
+Interpretation of the local part of an email address is dependent on the conventions and policies implemented in the mail server. For example, case sensitivity may distinguish mailboxes differing only in capitalization of characters of the local-part, although this is not very common.[11] Gmail ignores all dots in the local-part for the purposes of determining account identity.[12] This prevents the creation of user accounts your.user.name or yourusername when the account your.username already exists.
+Subaddressing
+
+Some mail services support a tag included in the local-part, such that the address is an alias to a prefix of the local part. For example, the address joeuser+tag@example.com denotes the same delivery address as joeuser@example.com. RFC 5233, refers to this convention as sub-addressing, but it is also known as plus addressing or tagged addressing.
+
+Addresses of this form, using various separators between the base name and the tag, are supported by several email services, including Runbox (plus), Gmail (plus),[13] Rackspace Email (plus), Yahoo! Mail Plus (hyphen),[14] Apple's iCloud (plus), Outlook.com (plus),[15] ProtonMail (plus),[16] FastMail (plus and Subdomain Addressing),[17] MMDF (equals), Qmail and Courier Mail Server (hyphen).[18][19] Postfix allows configuring an arbitrary separator from the legal character set.[20]
+
+The text of the tag may be used to apply filtering,[18] or to create single-use, or disposable email addresses.[21]
+
+In practice, the form validation of some web sites may reject special characters such as "+" in an email address – treating them, incorrectly, as invalid characters. This can lead to an incorrect user receiving an e-mail if the "+" is silently stripped by a website without any warning or error messages. For example, an email intended for the user-entered email address foo+bar@example.com could be incorrectly sent to foobar@example.com. In other cases a poor user experience can occur if some parts of a site, such as a user registration page, allow the "+" character whilst other parts, such as a page for unsubscribing from a site's mailing list, do not. 

notebooks/top10000de.txt

+der
+die
+und
+in
+den
+von
+zu
+das
+mit
+sich
+des
+auf
+für
+ist
+im
+dem
+nicht
+ein
+Die
+eine
+als
+auch
+es
+an
+werden
+aus
+er
+hat
+daß
+sie
+nach
+wird
+bei
+einer
+Der
+um
+am
+sind
+noch
+wie
+einem
+über
+einen
+Das
+so
+Sie
+zum
+war
+haben
+nur
+oder
+aber
+vor
+zur
+bis
+mehr
+durch
+man
+sein
+wurde
+sei
+In
+Prozent
+hatte
+kann
+gegen
+vom
+können
+schon
+wenn
+habe
+seine
+Mark
+ihre
+dann
+unter
+wir
+soll
+ich
+eines
+Es
+Jahr
+zwei
+Jahren
+diese
+dieser
+wieder
+keine
+Uhr
+seiner
+worden
+Und
+will
+zwischen
+Im
+immer
+Millionen
+Ein
+was
+sagte
+Er
+gibt
+alle
+DM
+diesem
+seit
+muß
+wurden
+beim
+doch
+jetzt
+waren
+drei
+Jahre
+Mit
+neue
+neuen
+damit
+bereits
+da
+Auch
+ihr
+seinen
+müssen
+ab
+ihrer
+Nach
+ohne
+sondern
+selbst
+ersten
+nun
+etwa
+Bei
+heute
+ihren
+weil
+ihm
+seien
+Menschen
+Deutschland
+anderen
+werde
+Ich
+sagt
+Wir
+Eine
+rund
+Für
+Aber
+ihn
+Ende
+jedoch
+Zeit
+sollen
+ins
+Wenn
+So
+seinem
+uns
+Stadt
+geht
+Doch
+sehr
+hier
+ganz
+erst
+wollen
+Berlin
+vor allem
+sowie
+hatten
+kein
+deutschen
+machen
+lassen
+Als
+Unternehmen
+andere
+ob
+dieses
+steht
+dabei
+wegen
+weiter
+denn
+beiden
+einmal
+etwas
+Wie
+nichts
+allerdings
+vier
+gut
+viele
+wo
+viel
+dort
+alles
+Auf
+wäre
+SPD
+kommt
+vergangenen
+denen
+fast
+fünf
+könnte
+nicht nur
+hätten
+Frau
+Am
+dafür
+kommen
+diesen
+letzten
+zwar
+Diese
+großen
+dazu
+Von
+Mann
+Da
+sollte
+würde
+also
+bisher
+Leben
+Milliarden
+Welt
+Regierung
+konnte
+ihrem
+Frauen
+während
+Land
+zehn
+würden
+stehen
+ja
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+zurück
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+dessen
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+davon
+gestern
+geben
+Teil
+Polizei
+dass
+hätte
+eigenen
+kaum
+sieht
+große
+Denn
+weitere
+Was
+sehen
+macht
+Angaben
+weniger
+gerade
+läßt
+Geld
+München
+deutsche
+allen
+darauf
+wohl
+später
+könne
+deshalb
+aller
+kam
+Arbeit
+mich
+gegenüber
+nächsten
+bleibt
+wenig
+lange
+gemacht
+Wer
+Dies
+Fall
+mir
+gehen
+Berliner
+mal
+Weg
+CDU
+wollte
+sechs
+keinen
+Woche
+dagegen
+alten
+möglich
+gilt
+erklärte
+müsse
+Dabei
+könnten
+Geschichte
+zusammen
+finden
+Tag
+Art
+erhalten
+Man
+Dollar
+Wochen
+jeder
+nie
+bleiben
+besonders
+Jahres
+Deutschen
+Den
+Zu
+zunächst
+derzeit
+allein
+deutlich
+Entwicklung
+weiß
+einige
+sollten
+Präsident
+geworden
+statt
+Bonn
+Platz
+inzwischen
+Nur
+Freitag
+Um
+pro
+seines
+Damit
+Montag
+Europa
+schließlich
+Sonntag
+einfach
+gehört
+eher
+oft
+Zahl
+neben
+hält
+weit
+Partei
+meisten
+Thema
+zeigt
+Politik
+Aus
+zweiten
+Januar
+insgesamt
+je
+mußte
+Anfang
+hinter
+ebenfalls
+ging
+Mitarbeiter
+darüber
+vielen
+Ziel
+darf
+Seite
+fest
+hin
+erklärt
+Namen
+Haus
+An
+Frankfurt
+Gesellschaft
+Mittwoch
+damals
+Dienstag
+Hilfe
+Mai
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+Seit
+Tage
+Donnerstag
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+besser
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+lang
+Nicht
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+Erfolg
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+liegen
+politischen
+Gruppe
+Rolle
+stellt
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+sieben
+September
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+Männer
+Oktober
+Mrd
+überhaupt
+eigene
+Dann
+gegeben
+Außerdem
+Stunden
+eigentlich
+Meter
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+Probleme
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+ebenso
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+Bis
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+Bild
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+April
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+Hamburg
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+Mal
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+mehrere
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+Mio
+Programm
+offenbar
+Hier
+weiteren
+natürlich
+konnten
+stark
+Dezember
+Juli
+ganze
+kommenden
+Kunden
+bekommen
+eben
+kleine
+trotz
+wirklich
+Lage
+Länder
+leicht
+gekommen
+Spiel
+laut
+November
+kurz
+politische
+führt
+innerhalb
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+e
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+Routine
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+US
+d
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+ernsthafte
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+Analyst
+zurückgehen
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+FC
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+donnerstags
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+überein
+Oberursel
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+erhob
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+gemein
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+Leitungen
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+fünfziger Jahre
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+lud
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+körperlich
+verständigen
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+angestrebten
+Parks
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+Innern
+Christopher
+nützlich
+orientierte
+Kompositionen
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+Formel 1
+nix
+Käse
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+Konflikts
+goldene
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+längerer
+Geliebte
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+bittere
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+detaillierte
+abgehalten
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+einsam
+Blau
+Anregung
+Kameraden
+Kooperationen
+Wilfried
+Schalke
+Zusatz
+geschrumpft
+stundenlang
+unweit
+Illusionen
+körperlichen
+bemühte
+finanzieller
+klares
+Werder Bremen
+einsparen
+Anführer
+Überwindung
+Fliegen
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+vorläufige
+Vorbilder
+betonten
+verfügte
+Extremisten
+bloßen
+berät
+gemerkt
+verwehrt
+Hütte
+John Major
+nebst
+Theorien
+Angeblich
+Kaufhaus
+Atlantik
+Tief
+Hertha
+ausgewählte
+gängigen
+leuchtet
+Berufe
+Bezirken

notebooks/uebung_regex.ipynb

+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+# 12. Übungsblatt
+
+Mit diesem Python-Code können Sie Ihren regulären Ausdruck testen:
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+import re
+
+"""
+Ändern Sie den folgenden regulären Ausdruck, so dass alle
+positiven Muster erkannt werden, aber kein negatives Muster.
+"""
+muster = re.compile("Z")
+positive = [
+    "rap them",
+    "tapeth",
+    "apth",
+    "wrap/try",
+    "sap tray",
+    "87ap9th",
+    "apothecary"
+]
+
+negative = [
+    "aleht",
+    "happy them",
+    "tarpth",
+    "Apt",
+    "peth",
+    "tarreth",
+    "ddapdg",
+    "apples",
+    "shape the"
+]
+
+# testen, ob alle positiven Muster richtig erkannt werden
+positive_not_matched = [s for s in positive if not muster.findall(s)]
+if positive_not_matched:
+    print("Folgende positiven Muster wurden nicht erkannt:", ", ".join(positive_not_matched))
+
+# testen, ob keine negativen Muster erkannt werden
+negative_matched = [s for s in negative if muster.findall(s)]
+if negative_matched:
+    print("Folgende negativen Muster wurden erkannt:", ", ".join(negative_matched))
+
+if not positive_not_matched and not negative_matched:
+    print("Herzlichen Glückwunsch, Sie haben das richtige Muster gefunden!")
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+Nachfolgend noch einige Beispiele zur Verwendung von regulären Ausdrücke mit Python:
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+# Funktionen für reguläre Ausdrücke werden im Modul "re" bereitgestellt
+import re
+
+# die Methode "findall" findet alle Teilzeichenketten in einer Zeichenkette,
+# die auf das angegebene Muster passen
+re.findall("cat|dog", "This sentence contains a dog.")
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+# die Methode "match" testet, ob die gesamte Zeichenkette auf das angegebene Muster passt
+re.match(".*dog\\.", "This sentence contains a dog.")
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+re.match(".*(cat|dog)", "This sentence contains a cat.")
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+Mit "match" können wir beispielsweise unsere Ergebnisse für Aufgabe 1 prüfen:
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+if re.match("[hc]?at", "cat"):
+    print("Wort wurde erkannt")
+else:
+    print("Wort wurde nicht erkannt")
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+# Es gibt eine umfangreiche eingebaute Hilfe:
+help(re)
+```
+
+%% Cell type:code id: tags:
+
+``` 
+```
+
+%% Cell type:markdown id: tags:
+
+![CC-BY-NC](https://scm.cms.hu-berlin.de/ibi/python/-/raw/master/img/cc-by-nc.png)
+
+Dieses Notebook ist als freies Werk unter der Lizenz [Creative Commons Attribution-NonCommercial 3.0 Unported](http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) verfügbar. Sie dürfen die Inhalte kopieren, verteilen und verändern, solange Sie die Urheber nennen und sie nicht für kommerzielle Zwecke nutzen.

programmierspass/Code_Review.ipynb

+%% Cell type:markdown id:ordinary-coordination tags:
+
+# Code Review
+
+<br/>
+<br/>
+
+Dieses Notebook finden Sie hier: https://scm.cms.hu-berlin.de/ibi/python/-/blob/master/programmierspass/Code_Review.ipynb
+
+<br/>
+
+![CC-BY-NC](https://scm.cms.hu-berlin.de/ibi/python/-/raw/master/img/cc-by-nc.png)
+
+Dieses Notebook ist als freies Werk unter der Lizenz [Creative Commons Attribution-NonCommercial 3.0 Unported](http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) verfügbar. Sie dürfen die Inhalte kopieren, verteilen und verändern, solange Sie die Urheber nennen und sie nicht für kommerzielle Zwecke nutzen.
+
+%% Cell type:markdown id:median-updating tags:
+
+## Was ist es und worum geht es?
+
+**Code Review** soll primär **Codequalität sichern**, aber auch
+- Code **verbessern**
+  - *Fehler* finden und beseitigen
+  - *Lesbarkeit* und *Verständlichkeit* prüfen und verbessern
+- Code **verstehen**, **lernen**
+- bessere Lösungen finden
+- Gefühl gemeinsamer Verantwortung aufbauen/stärken
+
+%% Cell type:markdown id:paperback-lottery tags:
+
+## Code verbessern
+
+- *Fehler* finden und beseitigen →
+  1. Syntaktische Fehler
+  2. Laufzeitfehler
+  3. Semantische Fehler
+- *Lesbarkeit* und *Verständlichkeit* prüfen und verbessern →
+  1. Programmierstil
+
+%% Cell type:markdown id:activated-immune tags:
+
+## Methoden
+
+1. Pair Programming → z.B. IKT-Programmierkurs
+2. "The Wisdom of the Crowds" → Entwicklung Freier Software
+3. [IEEE Standard for Software Reviews and Audits (IEEE STD 1028-2008)](https://doi.org/10.1109%2Fieeestd.2008.4601584):
+  - Management reviews
+  - Technical reviews
+  - Inspections
+  - Walk-throughs
+  - Audits
+
+*Wir schauen uns heute viele (kleine) Codebeispiele an, um [aus deren Fehlern zu lernen](https://de.wikipedia.org/wiki/Lernen_aus_Fehlern).*
+
+%% Cell type:markdown id:changing-appeal tags:
+
+## Syntaktische Fehler
+
+%% Cell type:markdown id:collaborative-imagination tags:
+
+Beginnen wir mit ein paar Beispielen ...
+
+%% Cell type:code id:billion-aspect tags:
+
+``` 
+a := 4
+```
+
+%% Cell type:code id:periodic-might tags:
+
+``` 
+'a' = 1
+```
+
+%% Cell type:code id:vulnerable-guyana tags:
+
+``` 
+a() = 1
+```
+
+%% Cell type:code id:timely-transparency tags:
+
+``` 
+pass = 1
+```
+
+%% Cell type:code id:active-semester tags:
+
+``` 
+def pass():
+    print("pass")
+```
+
+%% Cell type:code id:technical-forty tags:
+
+``` 
+import keyword
+print(keyword.kwlist)
+```
+
+%% Cell type:code id:institutional-belize tags:
+
+``` 
+iff a == 0:
+    print("a ist zu klein")
+```
+
+%% Cell type:code id:certified-annex tags:
+
+``` 
+if a == 0:
+print("a ist zu klein")
+```
+
+%% Cell type:code id:statutory-category tags:
+
+``` 
+if a == 0:
+    break
+```
+
+%% Cell type:code id:present-trash tags:
+
+``` 
+a = 4 * (3 + 2
+```
+
+%% Cell type:code id:judicial-approval tags:
+
+``` 
+a = 'Mir gefällt's hier'
+```
+
+%% Cell type:markdown id:julian-stopping tags:
+
+![Brains aside, I wonder how many poorly-written xkcd.com-parsing scripts will break on this title (or ;;&quot;&#39;&#39;{&lt;&lt;&#5b;&#39; this mouseover text.&quot;](https://imgs.xkcd.com/comics/(.png)
+
+[Randall Munroe](https://xkcd.com/859/) / [CC-BY-NC](https://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.5/)
+
+%% Cell type:markdown id:friendly-delhi tags:
+
+**syntaktische Fehler**
+- Code verstösst gegen Syntaxregeln ("Grammatik") der Sprache (Python → https://docs.python.org/3/reference/grammar.html)
+- hauptsächlich bei Anfänger:innen
+- häufig: fehlende/flasch gesetzte Doppelpunkte, Kommata, Klammern, etc.
+- müssen beseitigt werden, damit Programm überhaupt lauffähig ist ("geparst" werden kann)
+
+%% Cell type:markdown id:excited-harvey tags:
+
+### Laufzeitfehler
+
+Auch ein syntaktisch korrektes Programm kann Fehler bei der Ausführung verursachen:
+
+%% Cell type:code id:adopted-jordan tags:
+
+``` 
+print(a + b)
+```
+
+%% Cell type:code id:diverse-seating tags:
+
+``` 
+print(Hallo)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:alternative-tuition tags:
+
+→ Syntaxfehler können auch zu Laufzeitfehlern führen, werden aber vom Parser nicht als Syntaxfehler erkannt.
+
+%% Cell type:code id:plain-costa tags:
+
+``` 
+a = ["a", "b", "c"]
+print(a[3])
+```
+
+%% Cell type:code id:completed-phrase tags:
+
+``` 
+a = {
+    "title" : "The Art of Computer Programming",
+    "author" : "Donald E. Knuth"
+}
+print(a["publisher"])
+```
+
+%% Cell type:code id:buried-chambers tags:
+
+``` 
+a = "Das Quadrat von 1234567 ist " + 1234567**2
+```
+
+%% Cell type:code id:olive-greene tags:
+
+``` 
+a = "Das Quadrat von zwei ist " + int("vier")
+```
+
+%% Cell type:code id:engaging-transformation tags:
+
+``` 
+23 / (1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 - ((9*10)/2))
+```
+
+%% Cell type:code id:designing-schema tags:
+
+``` 
+def rekursion():
+    rekursion()
+rekursion()
+```
+
+%% Cell type:code id:resistant-machinery tags:
+
+``` 
+while 2 == 2*1:
+    a = a * 2
+```
+
+%% Cell type:markdown id:nonprofit-brief tags:
+
+## Semantische Fehler
+
+Diese werden nicht vom Interpreter erkannt und können beliebig komplex werden:
+
+%% Cell type:code id:signed-military tags:
+
+``` 
+pi = 3
+```
+
+%% Cell type:code id:composed-stocks tags:
+
+``` 
+wochenstunden = 40 * 4
+```
+
+%% Cell type:code id:existing-objective tags:
+
+``` 
+gerade_zahlen = [i for i in range(1,10,2)]
+gerade_zahlen
+```
+
+%% Cell type:markdown id:desperate-solution tags:
+
+
+![6uamyn5m8n721.png](attachment:6uamyn5m8n721.png)
+[siehe auch](https://img.devrant.com/devrant/rant/c_844886_xA3J2.jpg)
+
+%% Cell type:markdown id:manufactured-exclusive tags:
+
+Ein typischer [off-by-one-Fehler](https://de.wikipedia.org/wiki/Off-by-one-Error).
+
+%% Cell type:code id:digital-premises tags:
+
+``` 
+def print_boxed(s):
+    print("-" * len(s))
+    print("|", s, "|")
+    print("-" * len(s))
+
+print_boxed("Hallo Welt!")
+```
+
+%% Cell type:markdown id:signal-means tags:
+
+OK, die waren einfach. Steigern wir uns:
+
+%% Cell type:code id:fatal-motor tags:
+
+``` 
+def teiler(zahlen, a):
+    """Prüft, ob eine der Zahlen ein Teiler von a ist."""
+    for zahl in zahlen:
+        return a % zahl == 0
+    return False
+
+def primzahlen(n):
+    """Berechnet alle Primzahlen bis (einschließlich) n."""
+    prim = []
+    for i in range(2, n):
+        if not teiler(prim, i):
+            prim.append(i)
+    return prim
+
+primzahlen(10)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:ranking-cleveland tags:
+
+<div style="float:right;">
+
+<img src="https://amor.cms.hu-berlin.de/~jaeschkr/teaching/heisenbug.png" style="width:400px"/>
+<small>
+<a href="https://geek-and-poke.com/geekandpoke/2009/7/8/the-art-of-bugfixing-chapter-2.html">Geek &amp; Poke</a> / <a href="https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/">CC-BY 3.0</a>
+</small>
+
+</div>
+
+Diese Art von Fehlern treten bei jeder Programmausführung auf und sind vergleichsweise einfach zu entdecken.
+
+Es gibt auch deutlich subtilere Fehler, die reproduzierbar nur unter bestimmten Bedingungen auftreten.
+
+Und dann gibt es noch Fehler, die nur unter so seltsamen Bedingungen auftreten, dass diese praktisch nicht reproduzierbar sind. → [Heisenbugs](https://en.wikipedia.org/wiki/Heisenbug):
+
+*A bug that disappears or alters its behavior when one attempts to probe or isolate it.* ([The Jargon File](http://catb.org/jargon/html/H/heisenbug.html))
+
+(siehe auch: <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Bug_(engineering)">Bug</a>)
+
+%% Cell type:markdown id:greenhouse-japan tags:
+
+## Programmierstil
+
+![I honestly didn&#39;t think you could even USE emoji in variable names. Or that there were so many different crying ones.](https://imgs.xkcd.com/comics/code_quality_2x.png)
+
+[Randall Munroe](https://xkcd.com/1513/) / [CC-BY-NC](https://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.5/)
+(weitere:
+[XKCD 1695](https://xkcd.com/1695/),
+[XKCD 1833](https://xkcd.com/1833/),
+[XKCD 1926](https://xkcd.com/1926/),
+[XKCD 2138](https://xkcd.com/2138/),
+[siehe auch](https://www.explainxkcd.com/wiki/index.php/Category:Code_Quality))
+
+%% Cell type:markdown id:corporate-pearl tags:
+
+Ein weites Feld ...
+
+... zum Beispiel:
+- Benennung von Variablen → https://en.wikipedia.org/wiki/Naming_convention_(programming)
+- Code-Layout
+- Kommentare
+- Aufteilung/Umfang von Funktionen
+
+→ [Style Guide for Python Code](https://peps.python.org/pep-0008/)
+
+%% Cell type:markdown id:three-science tags:
+
+## Die Reiskornlegende
+
+<img src="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/07/Lahur_Sessa_by_Thiago_Cruz.jpg/480px-Lahur_Sessa_by_Thiago_Cruz.jpg" style="float:right; width: 400px;"/>
+
+Mittels Iteration und Rekursion soll die Anzahl der Reiskörner auf einem Schachbrett berechnet werden, wenn Sie wie in der [Reiskornlegende](https://de.wikipedia.org/wiki/Sissa_ibn_Dahir#Legende) beschrieben verteilt werden: *auf das erste Feld ein Korn, auf das zweite Feld zwei Körner, auf das dritte Feld vier Körner ... usw. immer verdoppelnd bis zum 64. Feld*.
+
+%% Cell type:markdown id:behind-driver tags:
+
+### Iteration
+
+%% Cell type:code id:extreme-angola tags:
+
+``` 
+def reiskoerner(i,n,j):
+    while (i<=n):
+        print ("Feld",i,"=",j,"Körner")
+        i=i+1
+        j=j*2
+```
+
+%% Cell type:markdown id:alpha-designation tags:
+
+- funktioniert prinzipiell
+- sprechendere Variablennamen
+- i und j innerhalb der Funktion initialisieren
+  - damit die Funktionssignatur möglichst einfach ist
+  - weil der entscheidende Parameter die Anzahl der Tage ist
+
+%% Cell type:code id:entire-upset tags:
+
+``` 
+def reiskoerner ():
+    reis = 0,01
+    while 1 <= feld >= 64
+        Reis verdoppeln
+        Feld um eins erhoehen
+        print Reis,Feld
+```
+
+%% Cell type:markdown id:promising-sleep tags:
+
+- Dezimaltrennzeichen ist `.`, nicht `,`
+- fehlender Doppelpunkt am Ende der `while`-Zeile
+- `feld` müsste `<= 64` sein
+- Notation `1 <= reis >= 64` klappt in Python nicht
+
+%% Cell type:code id:patent-picnic tags:
+
+``` 
+def reiskoerner (a, b):
+    while (b_mehr < b * (2**a-1)):
+        b_mehr = b_mehr * 2
+        print (b_mehr)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:decent-captain tags:
+
+- sprechendere Variablennamen
+- direkte Exponentierung unnötig, da diese durch die Schleife und sukzessive Verdopplung von durchgeführt werden könne (was effizienter wäre, als bei jedem Durchlauf erneut zu Exponentieren)
+- dafür müsste `a` jeweils verdoppelt werden
+- Schleife sollte dann testen, ob `a` noch innerhalb des erlaubten Bereiches ist
+- `b\_mehr` muss initialisiert werden
+
+%% Cell type:code id:affected-armenia tags:
+
+``` 
+def reiskoerner(t):
+    r = 1
+    while f > 1:
+        r = r * 2
+        f = f - 1
+    return r
+```
+
+%% Cell type:markdown id:severe-anthony tags:
+
+- Ausgabe der Reiskörner pro Feld fehlt
+- Felder würden rückwärts ausgegeben werden -- Ausgabe des Feldes müsste dann ggf. angepasst werden
+
+%% Cell type:code id:functional-georgia tags:
+
+``` 
+r=1
+f=1
+def reis
+while (f<64):
+    f=f+1
+    r=r*2
+print (r)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:smooth-prevention tags:
+
+- Initialisierung der Variablen sollte innerhalb der Funktion erfolgen
+- Syntaxfehler (z.B. Einrückung)
+- Ausgabe von `r` sollte innerhalb der Schleife sein
+- Maximalwert als Parameter
+
+%% Cell type:code id:working-poker tags:
+
+``` 
+def reis( ):
+    anzahl_der_felder = 1
+    reiskoerner = 1
+    neue_reiskoerner = reiskoerner * 2
+    if anzahl_der_felder == 1:
+        print("Feld 1 : 1 Reiskorn")
+    else anzahl_der_felder < 65 and anzahl_der_felder > 1:
+        print("Feld", anzahl_der_felder, ":", neues_gehalt, "Reiskörner")
+    anzahl_der_felder = anzahl_der_felder + 1
+    reiskoerner = neue_reiskoerner
+```
+
+%% Cell type:markdown id:alert-surfing tags:
+
+- keine Iteration, Grundidee trotzdem irgendwie da
+
+%% Cell type:code id:identical-advance tags:
+
+``` 
+def iterativer_algorithmus(Feld):
+    while Feld <= 64:
+        reis=2**(Feld-1)
+        print(reis)
+        Feld += 1
+```
+
+%% Cell type:markdown id:increased-lightweight tags:
+
+- Anzahl der Felder übergeben, Startfeld innerhalb der Funktion initialisieren
+- Anzahl der Reiskoerner tatsächlich verdoppeln
+
+%% Cell type:code id:inclusive-running tags:
+
+``` 
+function reiskoerner(r, f):
+    print (b)
+    while f < 30 do
+        a = a +1
+        r = b * 2
+        print (b)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:burning-definition tags:
+
+- Syntaxfehler (fehlendes `def`, `do` statt Doppelpunkt, etc.)
+- Variablennamen falsch (`a` müsste `f` sein, `b` müsste `r` sein)
+
+%% Cell type:markdown id:elegant-delicious tags:
+
+### Rekursion
+
+%% Cell type:code id:alive-cancer tags:
+
+``` 
+def reiskoerner(reis, feld):
+    if feld == 64:
+        print reis
+        return reis
+    else:
+        print reis
+        return reiskoerner(reis * 2, feld + 1)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:identical-district tags:
+
+- "getarnte" Iteration, keine Rekursion!
+- `print` ist eine Funktion -- daher Aufruf als `print()`
+
+%% Cell type:code id:instrumental-transsexual tags:
+
+``` 
+def reiskoerner (f, r):
+    i = 1
+    if i < f:
+        print(r)
+        i = i + 1
+        reiskoerner(f,r*2)
+
+reiskoerner (64, 1)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:practical-paradise tags:
+
+- Prinzip falsch, wie vorher auch
+- aber auch noch: Stackoverflow!
+- denn: `i` wird nicht verwendet
+
+%% Cell type:code id:efficient-standing tags:
+
+``` 
+def reiskoerner (r, f)
+if f <= 64
+    print (r)
+    reis= 2* reiskoerner(f-1)
+else
+    print (r)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:annual-refund tags:
+
+- Grundidee ist da
+- Syntax beachten: Einrückungen und Doppelpunkte
+- Funktion erwartet zwei Parameter -- nur einer wird übergeben
+- in der Verzweigung müsste auf `f > 1` getestet werden
+- `r` wird nicht verwendet -- stattdessen `reis`
+- im `else`-Zweig müsste 1 zurückgegeben werden
+- im `if`-Zweig müsste ebenfalls eine `return`-Anweisung stehen
+
+%% Cell type:code id:elementary-broadway tags:
+
+``` 
+def reiskoerner_pro_feld ( anzahl_der_felder, reiskoerner ):
+    neue_reiskoerner = reiskoerner*2
+    while anzahl_der_felder <= 64:
+        reiskoerner_pro_feld ( anzahl_der_felder, reiskoerner)
+        print(anzahl_der_felder, neue_reiskoerner)
+    anzahl_der_felder = anzahl_der_felder + 1
+    reiskoerner = neue_reiskoerner + 1
+
+reiskoerner_pro_feld (anzahl_der_felder = 1, reiskoerner = 1)
+```
+
+%% Cell type:markdown id:supreme-chinese tags:
+
+## Weiterführende Links
+
+- https://www.greenteapress.com/thinkpython/html/thinkpython021.html
+- https://realpython.com/invalid-syntax-python/
+- https://www.tutorialsteacher.com/python/error-types-in-python