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{
"cells": [
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"# 2. Hausaufgabe\n",
"\n",
"Geben Sie diese Hausaufgabe gemeinsam mit Ihrem/r Partner/in ab. Füllen Sie dazu dieses Notebook aus und speichern Sie es ab (Disketten-Icon oben links). Laden Sie dann die Datei (hausaufgabe2_nachname1_nachname2.ipynb) in Moodle hoch. Verwenden Sie Kommentare im Python-Quellcode und Markdown-Textboxen im Jupyter-Notebook ([Syntax-Beispiele](https://de.wikipedia.org/wiki/Markdown#Auszeichnungsbeispiele)) um ihr Programm zu kommentieren.\n",
"* Geben Sie bitte Ihrem **Notebook einen Namen**, sodass es Ihnen und Ihrem Partner zugeordnet werden kann (z.B. *hausaufgabe2_nachname1_nachname2.ipynb*)\n",
"* Für das Aufwärmen sind in den Seminar-Notebooks schon Musterlösungen gegeben, die nur geringfügig angepasst werden müssen. Falls Sie eine davon nutzen, **ändern Sie zumindest die Namen der Argument und Variablen.** \n",
"* Fügen Sie außerdem **Kommentare** zu ihrem Code hinzu, mit denen Sie erklären, was die Funktion macht (Schleife, Bedingungen, etc. beschreiben). Dies kann man durch zwei Varianten machen:\n",
" - \\# --> inline-Kommentare zum Code selbst\n",
" - ''' ''' --> Docstrings: Funktionsbeschreibung\n",
"* Schauen Sie sich das notebook **[FAQ.ipynb](FAQ.ipynb)** an, hier sind turtle-Methoden beschrieben, die Sie in dieser Hausaufgabe nutzen können. \n",
"* In jedem Codeblock steht eine **Testfunktion**, die am Ende die von Ihnen definierte Funktion aufruft. Dies sollte funktionieren (dort kann man auch direkt ablesen, wieviele und welche Argumente gebraucht werden). Anfangs können Sie den Aufruf gerne auskommentieren, damit nicht immer eine Fehlermeldung angezeigt wird (danach wieder Kommentare entfernen).\n",
"* Schreiben Sie bitte zu jeder definierten Funktion einen **Funktionsaufruf mit eigens definierten *turtle-Objekten* und Parametern**.\n",
"* Nutzen Sie **Schleifen** in allen Aufgaben, in denen Sie geometrische Figuren zeichnen müssen (Sie haben diese in den Seminaren kennengelernt)!\n",
"* Verwenden Sie die von Ihnen **geschriebenen Funktionen aus vorherigen Aufgabenteilen in den Folgeaufgaben**, um Code zu sparen und Fehler zu vermeiden (zum Beispiel die Nutzung der Funktion triangle in den Aufgaben 2-5).\n",
"* Sie dürfen natürlich auch andere Funktionen des turtle-Moduls nutzen (siehe https://docs.python.org/3/library/turtle.html).\n",
"* Bitte geben Sie nur **eine Lösung pro Aufgabe** ab.\n",
"* **Zusatz** = freiwillig\n",
"\n",
"\n",
"Wir wünschen viel Erfolg beim Lösen der Aufgaben!"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"### Hilfsfunktion:"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"from random import randint \n",
"\n",
"def setcolor(): \n",
" \"\"\"generiert eine zufällige rgb-Farbe\"\"\"\n",
" return (randint(0,255),randint(0,255),randint(0,255)) \n"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"from random import randint \n",
"\n",
"def setcolor(t,n): \n",
" ''' nimmt eine Turte und eine Ganzzahl entgegen und ändert die Farbe der gezeichneten Linien (n = 1) oder die \n",
" Farbe der gezeichneten Linien und die Farbe der turtle selbst (n = 2) bei jedem Aufruf zufällig'''\n",
" turtle.colormode(255) # um RGB-Farben anzuwenden, muss man vorher diesen Colormode aktivieren\n",
" if n==1: #setze n=1, um die Schildkröte und Formen in der gleichen Farbe zu färben\n",
" t.color(randint(0,255),randint(0,255),randint(0,255)) #generiert eine zufällige Farbe für die turtle\n",
" if n==2: # setze n=2, um Schildkröte und Formen in unterschiedlichen Farben zu färben\n",
" t.color((randint(0,255),randint(0,255),randint(0,255)),(randint(0,255),randint(0,255),randint(0,255))) "
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"# Beispielcode zur Hilfsfunktion\n",
"import turtle\n",
"\n",
"caro = turtle.Turtle()\n",
"\n",
"for i in range(20):\n",
" caro.fd(100)\n",
" caro.lt(90)\n",
" # Aufruf der Hilfsfunktion am Ende der Schleife, \n",
" #um im nächsten Schleifendurchlauf die Linie und die turtle neu zu färben\n",
"# caro.color(setcolor())\n",
" setcolor(t,1)\n",
" t.color(setcolor())\n",
"\n",
"turtle.mainloop()\n",
"turtle.bye()"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"## Aufwärmen\n",
"\n",
"\n",
"\n",
"### Aufgabe 0\n",
"Schreiben Sie eine Funktion `square`, die zwei Parameter `t` und `length` erwartet. `t` ist eine Schildkröte, `length` eine Ganzzahl. Die Funktion soll die Schildkröte nutzen, um ein Quadrat mit Seitenlänge `length` zu zeichnen. "
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"import turtle\n",
"# Implementieren Sie hier ihre Funktion und schreiben Sie Kommentare dazu\n",
"\n",
"\n",
"\n",
"\n",
"# Testen Sie hier ihre Funktion; fügen Sie auch eigene Tests hinzu\n",
"otto = turtle.Turtle()\n",
"square(t = otto, length = 100)\n",
"turtle.mainloop()\n",
"turtle.bye()"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"## Aufgaben\n",
"\n",
"\n",
"Schreiben Sie eine Funktion `triangle`, die zwei Parameter `t` und `l` erwartet. `t` ist eine Schildkröte, `l` eine Ganzzahl. Die Funktion soll die Schildkröte nutzen, um ein gleichseitiges Dreieck mit Seitenlänge `l` zu zeichnen. Schreiben Sie einen Funktionsaufruf, der `otto` und `40` an `triangle` übergibt und rufen Sie ihr Programm auf."
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"import turtle\n",
"# Implementieren Sie hier ihre Funktion und schreiben Sie Kommentare dazu\n",
"\n",
"\n",
"\n",
"\n",
"# Testen Sie hier ihre Funktion; fügen Sie auch eigene Tests hinzu\n",
"triangle(otto, 100)\n",
"\n",
"turtle.mainloop()\n",
"turtle.bye()"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"### eingebaute turtle-Methoden:\n",
"- Dokumention von python: https://docs.python.org/3/library/turtle.html\n",
" - Dort finden Sie alle Funktionen, die Sie auf Ihre Schildkröte anwenden können. Wichtig für die Hausaufgabe sind (neben denen, die Sie schon kennengelernt haben):\n",
"- `t.shape('turtle')`: ändert die Gestalt der \"Schildkröte\" in eine Schildkröte.\n",
"- Die Farbe der Schildkröte und der Färbung der Muster wählt man mit `t.color(c)`, wobei `c` eine Zeichenkette ist (z.B. 'red', 'green', etc.) \n",
"- `t.begin_fill()` ... `t.end_fill()`: Färbt das Muster, was die Schildkröte zwischen den beiden Anweisungen gezeichnet hat, ein.\n",
"- `t.stamp()`: Platziert bei Aufruf eine Schildkröte an der Stelle, an der die Schildkröte sich zu diesem Zeitpunkt befindet.\n",
"- Mit `t.speed(x)` können Sie der turtle verschiedene Geschwindigkeiten geben (`x` ist eine Zahl zwischen 1 und 100)"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"import turtle\n",
"# Implementieren Sie hier ihre Funktion und schreiben Sie Kommentare dazu\n",
"\n",
"def square(t, l):\n",
" t.shape('turtle')\n",
" t.begin_fill()\n",
" for i in range(4):\n",
" t.stamp()\n",
" t.fd(l)\n",
" t.lt(90)\n",
" t.color(setcolor())\n",
" t.end_fill()\n",
"\n",
"# Testen Sie hier ihre Funktion; fügen Sie auch eigene Tests hinzu\n",
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"### Aufgabe 2\n",
"#### a\n",
"Nutzen Sie die Funktionen, um die Schildkröte in einer Farbe Ihrer Wahl zu färben. Dies können Sie direkt in Ihren Code aus Aufgabe 2 einbauen. Sie können aber auch einen neuen Codeblock erstellen.\n",
"#### b\n",
"Nutzen Sie die Funktionen, um Ihr Dreieck in einer Farbe Ihrer Wahl zu färben.\n",
"#### c\n",
"Nutzen Sie die Funktionen, um an jeder Ecke Ihres Dreiecks eine Schildkröte zu platzieren."
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"### Aufgabe 3\n",
"Schreiben Sie eine Funktion `repeat_triangle`, die **vier Dreiecke nebeneinander** zeichnet. Sie soll zwei Argumente `t` und `l` erhalten. `t` ist eine Schildkröte, `l` eine Ganzzahl. Die Funktion soll die Schildkröte nutzen, um die gleichseitigen Dreiecke mit Seitenlänge `l` zu zeichnen. Die Farbe der Dreiecke soll nicht schwarz sein. Nutzen Sie dafür Ihre Lösung aus Aufgabe 2. <br>\n",
"- *Zusatz*: Jedes Dreieck soll eine eigene Farbe haben.\n",
"- *Zusatz*: Verändern Sie die Funktion so, dass sie eine variable Anzahl von Dreiecken zeichnen kann, die als Argument übergeben wird.\n",
"\n",
"- Eine mögliche Lösung könnte so aussehen:\n",
""
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"import turtle\n",
"# Implementieren Sie hier ihre Funktion und schreiben Sie Kommentare dazu\n",
"\n",
"def repeat(t, l, anzahl):\n",
" for i in range(anzahl):\n",
" \n",
"\n",
"# Testen Sie hier ihre Funktion; fügen Sie auch eigene Tests hinzu\n",
"\n",
"turtle.mainloop()\n",
"turtle.bye()"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"### Aufgabe 4\n",
"Schreiben Sie eine Funktion `pile_triangle`, die **vier Dreiecke übereinander** zeichnet. Sie soll zwei Argumente `t` und `l` erhalten. `t` ist eine Schildkröte, `l` eine Ganzzahl. Die Funktion soll die Schildkröte nutzen, um die gleichseitigen Dreiecke mit Seitenlänge `l` zu zeichnen. Die Farbe der Dreiecke soll nicht schwarz sein. Nutzen Sie dafür Ihre Lösung aus Aufgabe 2. <br>\n",
"- *Zusatz* : Jedes Dreieck soll eine eigene Farbe haben.\n",
"- *Zusatz*: Verändern Sie die Funktion so, dass sie eine variable Anzahl von Dreiecken zeichnen kann, die als Argument übergeben wird.\n",
"\n",
"\n",
"- Eine mögliche Lösung könnte so aussehen: \n",
""
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"import turtle\n",
"# Implementieren Sie hier ihre Funktion und schreiben Sie Kommentare dazu\n",
"\n",
"\n",
"\n",
"\n",
"\n",
"# Testen Sie hier ihre Funktion; fügen Sie auch eigene Tests hinzu\n",
"pile_triangle(otto, 80)\n",
"\n",
"\n",
"turtle.mainloop()\n",
"turtle.bye()"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"### Aufgabe 5\n",
"Schreiben Sie eine Funktion `tiled_triangle`, die **drei Dreiecke übereinander und drei Dreiecke nebeneinander** zeichnet. Sie soll zwei Argumente `t` und `l` erhalten. `t` ist eine Schildkröte, `l` eine Ganzzahl. Die Funktion soll die Schildkröte nutzen, um die gleichseitigen Dreiecke mit Seitenlänge `l` zu zeichnen. Die Farbe der Dreiecke soll nicht schwarz sein. Nutzen Sie dafür Ihre Lösung aus Aufgabe 2 und Aufgabe 3 oder Aufgabe 4. <br>\n",
"- *Zusatz* : Jedes Dreieck soll eine eigene Farbe haben.\n",
"- *Zusatz* : Färben Sie auch die Zwischenräume, die hier entstehen\n",
" \n",
"\n",
"- Eine mögliche Lösung könnte so aussehen:\n",
""
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"import turtle\n",
"# Implementieren Sie hier ihre Funktion und schreiben Sie Kommentare dazu\n",
"\n",
"\n",
"\n",
"\n",
"# Testen Sie hier ihre Funktion; fügen Sie auch eigene Tests hinzu\n",
"tiled_triangle(otto, 80)\n",
"\n",
"turtle.mainloop()\n",
"turtle.bye()"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"Schreiben Sie eine Funktion `tiled_triangle`, die **n Dreiecke übereinander und m Dreiecke nebeneinander** zeichnet. Sie soll vier Argumente `t`, `l`, `n` und `m` erhalten. `t` ist eine Schildkröte, `l`, `n` und `m` Ganzzahlen. Die Funktion soll die Schildkröte nutzen, um `n` gleichseitige Dreiecke mit Seitenlänge `l` übereinander und `m` gleichseitige Dreiecke mit Seitenlänge `l` nebeneinander zu zeichnen. <br>"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"import turtle\n",
"# Implementieren Sie hier ihre Funktion und schreiben Sie Kommentare dazu\n",
"\n",
"\n",
"\n",
"\n",
"\n",
"# Testen Sie hier ihre Funktion; fügen Sie auch eigene Tests hinzu\n",
"tiled_triangle(otto, 80,4,6)\n",
"\n",
"\n",
"turtle.mainloop()\n",
"turtle.bye()"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"Stellen Sie sich vor, sie müssen `tiled_triangle` so verändern, dass die Funktion ein zusätzliches Argument erhält, nämlich die Anzahl der Ecken. (`tiled_triangle(t,l,m,n,ecken)`) Die geometrische Form (bis jetzt das Dreieck) soll also in Zukunft verallgemeinert werden. Die Funktion selbst müssen Sie nicht schreiben. An welchen Stellen könnte es aber Schwierigkeiten in Ihrer jetzigen Funktion geben?\n",
"- *Freiwillig*: Versuchen Sie, eine solche Funktion zu implementieren (VORSICHT: Es gibt hierzu noch keine \"schöne\" Lösung!)."
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"- \n",
"- \n",
"- \n",
"- \n"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"Überraschen Sie mich. Seien Sie **kreativ** und malen Sie mit turtle, auf was Sie Lust haben :) \n",
"\n",
"Es gibt einige Vorgaben, die im Code enthalten sein müssen:\n",
"- mindestens eine **Schleife**\n",
"- mindestens eine **if/else-Anweisung**\n",
"- der Code muss in mindestens zwei **Funktionen** verkapselt sein. \n",
"\n",
"Kommentieren Sie Ihren Code. Beschreiben Sie, was die Schleifen, if-Anweisungen und Funktionen machen.\n",
"\n",
"PS: Entweder schauen Sie in den Notebooks nach, um sich Ideen zu holen, Google kann auch inspieren: \"google python turtle drawings\"."
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"# Hier soll ihr Code stehen"