{
"cells": [
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"<h1>Table of Contents<span class=\"tocSkip\"></span></h1>\n",
"<div class=\"toc\"><ul class=\"toc-item\"><li><span><a href=\"#Aufgabe-1\" data-toc-modified-id=\"Aufgabe-1-1\"><span class=\"toc-item-num\">1 </span>Aufgabe 1</a></span></li><li><span><a href=\"#Aufgabe-2\" data-toc-modified-id=\"Aufgabe-2-2\"><span class=\"toc-item-num\">2 </span>Aufgabe 2</a></span></li><li><span><a href=\"#Aufgabe-3\" data-toc-modified-id=\"Aufgabe-3-3\"><span class=\"toc-item-num\">3 </span>Aufgabe 3</a></span></li></ul></div>"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"# 1. 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 (hausaufgabe1.ipynb) in Moodle hoch. Verwenden Sie Kommentare im Python-Quellcode (#), um ihr Programm zu kommentieren.\n",
"\n",
"Bitte ändern Sie den Dateinamen ihrer Hausaufgabe zu: **hausaufgabe1_nachnamePartner1_nachnamePartner2.ipynb**\n",
"\n",
"z.B. hausaufgabe1_schwab_jaeschke.ipynb\n",
"\n",
"Das können Sie einfach machen, indem Sie **jetzt** oben links auf `hausaufgabe1` klicken und den neuen Namen eingeben.\n",
"\n",
"Nutzen Sie das Wissen aus den bisher bearbeiteten Notebooks (1-3). \n",
"\n",
"Es reicht, wenn ein Gruppenmitglied die Hausaufgabe einreicht.\n",
"\n",
"Wir wünschen viel Erfolg beim Lösen der Aufgaben!\n",
"\n",
"**Tipp**: Nutzen Sie http://pythontutor.com, um ihren Code nachvollziehen zu können und Fehler zu finden!"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"## Aufgabe 1\n",
"\n",
"Was gibt jede der folgenden Anweisungen aus? Erklären Sie jeweils die Ausgabe. \n",
"- Welche Funktionen werden genutzt und was machen diese Funktionen? (die print-Funktion muss nicht erklärt werden)\n",
"- Was ist die Ausgabe? Geben Sie Wert und Datentyp an\n",
"Nutzen Sie Kommentare wie im Beispiel beschrieben.\n",
"Nutzen Sie **mehrere Zeilen pro Anweisung, damit Ihre Antwort in die Breite des Codeblocks passt** und man nicht hin- und herscrollen muss. (Sie finden heraus, was ich meine, wenn es passiert ;) )\n"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"# Beispiel:\n",
"print(\"a\"+\"b\") \n",
"# zwei Zeichenketten werden durch den Operator \"+\" verkettet \n",
"# Ausgabe: \"ab\" (Zeichenkette)\n",
"\n",
"\n",
"\n",
"# Hier könnte Ihre Erklärung zur ersten Codezeile stehen.\n",
"# Hier könnte die zweite Zeile der Erklärung zur ersten Codezeile stehen\n",
"print(2 + 3)\n",
"print(2.2 + 3.3)\n",
"print('2' + '3')\n",
"print('2.2' + '3.3')\n",
"\n",
"print(str(2) + str(3))\n",
"print(str(2.2) + str(3.3))\n",
"\n",
"print(int('2') + int('3'))\n",
"print(int('2' + '3'))\n",
"\n",
"print(float('2') + float('3'))\n",
"print(float('2' + '3'))\n",
"\n",
"print(int(2.6 + 2.6))\n",
"print(int(2.6) + int(2.6))"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"\n",
"## Aufgabe 2\n",
"### Aufgabe 2a\n",
"\n",
"**Tipp**: Wichtig bei den folgenden Aufgaben ist der Umgang mit Zeichenketten und der `print`-Funktion. Das haben Sie in den seminar-Notebooks schon gelernt. Gehen Sie diese zu Beginn der Hausaufgabe noch einmal durch und achten Sie, mit welchen **Operatoren** man Zeichenketten zusammenfügen und verketten kann.\n",
"\n",
"\n",
"Ihre Aufgabe ist es, eine Funktion `boxprint` zu implementieren, die eine als Argument übergegebene Zeichenkette innerhalb einer Box ausgibt. Die horizontalen Linien der Box sollen durch `-` erzeugt werden, die vertikalen Linien durch `|` und die Ecken durch `+`. Zwischen der Zeichenkette und dem linken und rechten Rand der Box soll jeweils genau ein Leerzeichen stehen. \n",
"\n",
"\n",
"Beispiel: Bei Übergabe des Arguments `Hello World!` soll die Funktion folgende Ausgabe erzeugen:"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"```\n",
"+--------------+\n",
"| Hello World! |\n",
"+--------------+\n",
"```"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"Überlegen Sie zunächst, wie Sie das Problem lösen könnten und beschreiben Sie hier kurz ihre Überlegungen bzw. ihr Vorgehen:\n",
"\n",
"- \n",
"- \n",
"- \n",
"\n"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"def boxprint(zeichenkette):\n",
" '''Die Funktion nimmt eine Zeichenkette entgegen und gibt \n",
" die Zeichenkette innerhalb einer Textbox aus.\n",
" ''' \n"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"# Funktionsaufrufe\n",
"boxprint(\"Hello World!\")\n",
"boxprint(\"Dieser Text muss auch in die Box passen.\")\n",
"boxprint(\"Das Reh springt hoch, das Reh springt weit. Warum auch nicht, es hat ja Zeit.\")\n",
"\n",
"# Schreiben Sie hier mindestens zwei Funktionsaufrufe:\n"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"### Aufgabe 2b\n",
"\n",
"Mit dem Linux-Programm [cowsay](https://en.wikipedia.org/wiki/Cowsay) kann man verschiedene Tiere \"Sprüche klopfen\" lassen:\n",
"\n",
"```\n",
" ________\n",
"< Muuuh! >\n",
" --------\n",
" \\ ^__^\n",
" \\ (oo)\\_______\n",
" (__)\\ )\\/\\\n",
" ||----w |\n",
" || ||\n",
"```\n",
"\n",
"Schreiben Sie eine Funktion `stegosay`, die einen als Argument übergebenen Text folgendermaßen ausgibt:\n",
"\n",
"```\n",
" ___________________________\n",
"( Wo bleibt mein Frühstück? )\n",
" ---------------------------\n",
"o . .\n",
" o / `. .' ' \n",
" o .---. < > < > .---.\n",
" o | \\ \\ - ~ ~ - / / |\n",
" _____ ..-~ ~-..-~\n",
" | | \\~~~\\.' `./~~~/\n",
" --------- \\__/ \\__/\n",
" .' O \\ / / \\ ' \n",
" (_____, `._.' | } \\/~~~/\n",
" `----. / } | / \\__/\n",
" `-. | / | / `. ,~~|\n",
" ~-.__| /_ - ~ ^| /- _ `..-' \n",
" | / | / ~-. `-. _ _ _\n",
" |_____| |_____| ~ - . _ _ _ _ _>\n",
"```\n",
"\n",
"Nutzen Sie dazu Ihre bei der Programmierung von `boxprint` gesammelte Erfahrung. Auch hier soll das Argument eine variable Länge aufweisen können, die \"Sprechbox\" soll sich anpassen.\n",
"\n",
"**Tipp**: Man kann den Stegosaurus im Editiermodus kopieren, Sie müssen nicht jedes Zeichen selbst abtippen.\n",
"Durch\n",
"\n",
"```\n",
"''' \n",
"Dinoabbildung Zeile 1\n",
"Dinoabbildung Zeil 2\n",
"...\n",
"Dinoabbildung Zeile ...\n",
"''' \n",
"```\n",
"\n",
"können Sie den Dino vollständig im Editormodus dieses Blocks herauskopieren und in Ihre Funktion einfügen.\n",
"\n",
"Freiwillige Erweiterung für Fortgeschrittene: Erweitern Sie die Funktion um ein Argument, mit dem eine maximale Breite (Anzahl Zeichen) übergeben werden kann, so dass die ausgegebene Box nicht breiter ist. Implementieren Sie dann die Behandlung von Zeichenketten, die länger als die vorgegebene Breite sind. Sie haben zwei Möglichkeiten: a) die Zeichenkette abschneiden, b) die Zeichenkette umbrechen. Entscheiden Sie sich für eine der beiden Varianten. Hinweis: auf die ersten `k` Zeichen einer Zeichenkette `s` können Sie mittels `s[0:k]` zugreifen. Analog können Sie auf das 2. bis 4. Zeichen mittels `s[1:4]` zugreifen, usw."
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"def stegosay(z):\n",
" '''Diese Funktion nimmt eine Zeichenkette entgegen und gibt \n",
" die Zeichenkette innerhalb einer Denkblase eines Dinos wieder aus. \n",
" In dieser Funktion soll der Dinosaurier inklusive der Denkblase ausgegeben werden.\n",
" ''' \n",
"\n"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"# Testen Sie hier ihre Funktion; fügen Sie auch eigene Tests hinzu\n",
"stegosay(\"Wo bleibt mein Frühstück?\")\n",
"\n",
"stegosay(\"Auf einem Baum, da saß ein Specht. Der Baum war hoch, dem Specht war schlecht.\")"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"## Aufgabe 3\n",
"### Aufgabe 3a\n",
"\n",
"Schreiben Sie eine Funktion `sinprint`, die die Sinusfunktion (`math.sin`) im Bereich zwischen 0 und 2π um 90° gedreht ausgibt, also ungefähr so:\n",
"\n",
"```\n",
" *\n",
" *\n",
" *\n",
" *\n",
" *\n",
" *\n",
" *\n",
" *\n",
" *\n",
" *\n",
" *\n",
" *\n",
" *\n",
" *\n",
" *\n",
" *\n",
" *\n",
" *\n",
" *\n",
" *\n",
" *\n",
" *\n",
"*\n",
"*\n",
"*\n",
"*\n",
" *\n",
" *\n",
" *\n",
" *\n",
" *\n",
" *\n",
"```\n",
"Hinweise:\n",
"- Lösen Sie diese Aufgabe mit Hilfe einer Schleife. Sie kennen die Syntax und Semantik der `while`-Schleife schon aus der Vorlesung. Sie funktioniert in Python genau so, wie sie für den Pseudocode definiert wurde. \n",
"- Sie müssen selbst entscheiden, wieviele Werte Sie im verlangten Intervall berechnen. Die Kurve oben wurde mit einem Rasterabstand von 0.2 berechnet (d.h., für die Werte 0, 0.2, 0.4, 0.6, ..., 6.2). \n",
"- Denken Sie daran, dass Sie mit der `int`-Funktion eine Gleitkommazahl in eine ganze Zahl umwandeln können (der Dezimalanteil wird abgeschnitten).\n",
"- Damit Sie die Funktion `math.sin` nutzen können, müssen Sie anfangs das `math`-Modul importieren.\n",
"- Falls Sie das Problem nicht lösen können, fragen Sie im Seminar nach. Dort können Sie wertvolle Tipps erhalten.\n",
"\n",
"Tipp: Nutzen Sie die `print`-Funktion, um die Sternchen an verschiedenen Stellen zu zeichnen."
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"# Beispiel einer einfachen while-Schleife\n",
"i = 0\n",
"while i < 5:\n",
" print(i)\n",
" i = i + 1"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"import math\n",
"\n",
"def sinprint():\n",
" '''Diese Funktion zeichnet eine Sinus-Kurve ohne eine plot-Bibliothek.''' \n",
"\n",
"\n",
"\n"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"# Funktionsaufruf\n",
"sinprint()"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"### Aufgabe 3b\n",
"\n",
"Ändern Sie die Funktion `sinprint`, so dass eine beliebige Funktion gezeichnet werden kann. Diese Funktion sollte als Argument übergeben werden können. Also beispielsweise so:\n",
"\n",
"```python\n",
"funcprint(math.sin)\n",
"```\n",
"\n",
"Ändern Sie gleich auch den Namen der Funktion zu `funcprint`, da sie ja jetzt nicht nur die Sinusfunktion ausgeben kann. (In der 2. Aufgabe des 3. Jupyter-Notebooks haben wir die Funktion `do_twice` kennengelernt - dort sehen Sie, wie Sie Funktionen als Argumente übergeben und verwenden können.)"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"import math\n",
"\n",
"def funcprint(func):\n",
" '''Diese Funktion nimmt den Parameter `func` entgegen, der ein Funktionsobjekt repräsentiert und zeichnet \n",
" die Funktionskurve\n",
" ''' \n",
"\n",
"\n",
"\n"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"funcprint(math.sin)\n",
"funcprint(math.cos)"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
"### Aufgabe 3c\n",
"\n",
"Wenn alles geklappt hat, enthält Ihre Funktion jetzt einige Werte, die als Literale angegeben sind, z.B.\n",
"- den Anfangs- und Endwert des Intervalls, in dem die Funktion gezeichnet werden soll\n",
"- die Schrittweite\n",
"- die Verschiebung des Nullpunkts\n",
"- Skalierung in Richtung der x-Achse (Stauchung, Streckung)\n",
"- Skalierung in Richtung der y-Achse (Stauchung, Streckung)\n",
"\n",
"Erweitern Sie die Funktion `funcprint`, so dass alle diese Werte als Argumente übergeben werden können.\n",
"Fangen Sie mit einem Parameter an und versuchen Sie nach und nach alle Parameter einzusetzen. Falls die nicht funktioniert, rufen Sie Ihre Funktion mit den Parametern auf, die funktionieren. "
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"import math\n",
"\n",
"def funcprint_advanced(func, start, end, step, shift, scale_x, scale_y):\n",
" '''Diese Funktion nimmt den Parameter `func` entgegen, der ein Funktionsobjekt repräsentiert und zeichnet \n",
" die Funktionskurve. Zudem nimmt die Funktion mehrere Parameter entgegen, die die Kurve verändern können.\n",
" '''"
]
},
{
"cell_type": "code",
"execution_count": null,
"metadata": {},
"outputs": [],
"source": [
"\n",
"funcprint_advanced(math.cos, 2, 10, 0.1, 30, 15, 10)"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"metadata": {},
"source": [
""
]
}
],
"metadata": {
"language_info": {
"name": "python",
"pygments_lexer": "ipython3"
}
},
"nbformat": 4,
"nbformat_minor": 2
}