Logo UK Logo MFF

Institute of Formal and Applied Linguistics


Charles University, Czech Republic
Faculty of Mathematics and Physics

ÚFAL
NPRG030

Programování 1 (kruh 33)

  • přednáší Martin Pergel ve čtvrtek 12:20
  • cvičí Rudolf Rosa ve středu 16:30-18:00 v N11
    • cvičení pro kruh 33 paralelky X bakalářských studentů informatiky
  • navazuje na cvičení Algoritmizace 1 s Pavlem Töpferem 15:40-16:25 v N11
    • cvičení Programování a Algoritmizace jsou svázaná, navštěvujte tedy na sebe navazující cvičení!
  • cvičení pro pokročilé má Martin Mareš ve čtvrtek (9:50-12:10 v N3)

Kdykoliv cokoliv potřebujete, napište mi na rosa@ufal.mff.cuni.cz (nebo mě oslovte po cvičení). Budu rád, když předmět e-mailu bude mimo jiné obsahovat kód předmětu (NPRG030), mám na to nastavené e-mailové filtry.

Obsah této stránky

Konzultace

  • cvičení budou doplňovat interaktivní konzultace
    • pravidelné konzultace během semestru jsou každou středu v N11 18:00-18:30 (tedy hned po cvičení, na stejném místě)
    • individuální konzultace si se mnou domlouvejte podle potřeby (napiště mi e-mail)
  • konzultace je pro vás, je to ideální příležitost, když s něčím potřebujete poradit nebo pomoct, například:
    • napsal jsem tenhle kus kódu a nefunguje to, proč?
    • něčemu jsem na cvičení nerozuměl a chtěl bych to vysvětlit znova a lépe
    • mám dotaz k něčemu ze cvičení nebo z přednášky
    • mám dotaz k něčemu co nebylo na cvičení ani přednášce
    • nerozumím zadání domácího úkolu
    • rozumím zadání domácího úkolu, ale potřebuju poradit, jak ho řešit
    • mám nějakou nejasnost/otázku/problém týkající se mého studia (ne nutně předmětu Programování 1)
    • atd.
  • jednak budu vyhlašovat hromadné konzultace, které se můžete účastnit všichni
  • jednak si budeme dle potřeby domlouvat soukromé konzultace
    • napište mi mail, pokud se chcete domluvit na konzultaci
    • některým z vás občas nabídnu konzultace i sám, třeba když si všimnu, že zjevně máte nějaké problémy -- ale raději se ozvěte sami, ne vždy si ne všeho všimnu

Cvičení 2021/2022

  • 29.9. hello world (sčítání, násobení, input)
  • 6.10. if (BMI)
  • 13.10. while (Colatz, ZOO)
  • 20.10. for (ZOO v listu)
  • 27.10. funkce (umocni)
  • 3.11. třídy a objeky (tichá pošta)
  • 10.11. spojáky (tichá pošta ve spojáku)
  • 17.11. je svátek a neučí se
  • 24.11. velké cviko Algoritmizace 15:40-18:00 s doc. Töpferem
  • 1.12. Algoritmizace normálně, Programování asi korespondenčně; soubory, dicty
  • 8.12. asi supl Tomáš Musil; rekurze
  • 15.12. velké cviko Programování 15:40-18:00 s RuR; prohledávání do hloubky a do šířky
  • 22.12. asi něco spíš lightweight, možná něco s grafikou (tkinter?)
  • 5.1. poslední cviko: "co se nestihlo"

29.9.

6.10.

  • K úkolům
    • pozor na Recodex, je přísný!
    • print(): mezery, sep, end
    • str()
  • na přednášce bylo????
    • print, input (to už jsme cvičili posledně)
    • int, float, str?
    • if-elif-else?
    • while asi nebyl?
    • krokování asi nebylo? ale to si stejně zkusíme
  • zdvojovadlo: zeptá se uživatele na (celé) číslo, vypíše jeho dvojnásobek
    • ze vstupu dostanu string (textový řetězec), na číslo ho přetypuju takto: 
      • cislo = int(text)
    • úprava: pro kladné číslo vypíše jeho dvojnásobek, pro záporné číslo vypíše jeho trojnásobek
  • zkusit si pustit program v terminálu, nezávisle na VS Code
    • Windows terminál: Win+R, cmd, Enter
    • Linux terminál: Ctrl+Alt+T
    • potřeba pomocí cd přejít do správného adresáře
      • cd C:\Nějaká\Cesta\Ke skriptům
      • např. "cd Documents", pokud si kódy ukládáte do dokumentů
      • možná taky "cd OneDrive\Documents" pokud Vaše dokumenty jsou ve skutečnosti OneDrive dokumenty
    • pak to nejspíš bude něco takového (na labových Windows jsme zjistili, že "python" spustí Python verze 2 a "py" spustí Python verze 3, takže chceme "py"): 
      • py muj_program.py
      • python3 muj_program.py
  • umocňovadlo: zeptá se uživatele na (celé) číslo, vypíše jeho druhou mocninu
    • úprava: pro kladné číslo vypíše jeho druhou mocninu, pro záporné číslo vypíše jeho třetí mocninu
  • zkusit si krokovat program ve VS Code
  • hra: počítač si myslí číslo, uživatel ho hádá 
    • import random
    • cislo = random.randint(0, 20)
    • uživatel hádá, dokud se netrefí, jinak program řekne, jestli to bylo moc nebo málo
      • na to bychom potřebovali cyklus... takže asi má uživatel prostě jen 1 pokus :-) ale zvládneme asi udělat 3 pokusy i bez cyklu

  • interaktivní výpočet BMI

    • napište jednoduchý program

    • program se zeptá uživatele na vstup, a to na jeho hmotnost (v kilogramech) a výšku (v metrech)

    • vypočítejte uživatelovo BMI, dle vzorečku hmotnost / výška2

    • vypište, zda má uživatel váhu v pořádku, či zda má podváhu či nadváhu

      • normální váha je při BMI 18.5 až 25, méně je podváha, více je nadváha

      • volitelně: vypište podrobnější hodnocení

      • volitelně: řekněte uživateli, jaké je pro jeho výšku rozmezí ideální váhy (např. od 85.7 kg to 98.2 kg)

      • volitelně: se znalostí průměrné hustoty lidského těla (1000 kg/m3) odhadněte objem uživatele, a spočítejte například, jaký by měl uživatel průměr a obvod, pokud by měl stejnou výšku ale tvar válce, případně jaký by měl průměr a obvod, pokud by měl tvar koule

  • domácí úkol zadám až po cvičení, podle toho co zvládneme udělat a jak nám to půjde

13.10.

  • na přednášce bylo
    • while
    • print -- to už jsme řešili
    • seznam (list) -- to možná procvičíme až příště, uvidíme
  • program: uživatele se na nic neptá, vypíše druhé mocniny čísel od 1 do 20
  • Collatz conjecture
    • "Vezměme jakékoliv kladné celé číslo n. Pokud je n sudé číslo, vydělíme jej dvěma, získáme tak n / 2. Pokud je n liché číslo, vynásobí se třemi, přičte se jedničku, tj. 3n + 1. Tento postup se dále opakuje. Domněnka je taková, že nezáleží na tom, jaké počáteční číslo n je zvoleno – výsledná posloupnost vždy nakonec dojde k číslu 1."
    • Vstup = číslo n, vypisujte jednotlivé kroky, nakonec vypište počet kroků.
  • inventura v zoo
    • každý řádek vstupu (každý input() ) je zvíře, např::
      • tygr
      • lev
      • luskoun
      • lenochod
      • tygr
      • lev
      • orangutan
      • bobr
      • tygr
      • kanec
      • ptakopysk
      • konec
    • vstup končí slovem "konec"
    • postupně několik úloh (všichni by měli zvládnout aspoň úlohy 1-6, podle času i víc až všechny)
      1. Čtěte vstup, pro každé zvíře vypište "V zoo je zvíře"
        • tj. například pokud je na vstupu ondatra, vypište "V zoo je ondatra"
      2. Je v zoo tygr?
      3. Kolik je v zoo kusů zvířat?
      4. Kolik je v zoo tygrů?
      5. Kolik je v zoo tygrů a kolik lvů?
      6. Porovnávání zvířat trapně
        • Vždy po dvě po sobě jdoucí zvířata A B vypište "A je lepší než B"
        • např. "orangutan je lepší než bobr"
        • tj. musíte si vždy pamatovat, které zvíře máte teď i které zvíře jste měli minule (a to co máte teď se stane pro další otočku cyklu zvířetem minulým)
        • a taky pro první zvíře ještě nemůžete nic říct, nejdřív musíte načíst dvě zvířata...
      7. Jak je dlouhý tygr? Tygr je dlouhý 4. A ptakopysk je dlouhý 9. 
        • len("ptakopysk")
        • Vypište postupně každé zvíře v zoo a jeho délku.
      8. Jaká je celková délka všech zvířat v zoo?
      9. Jak dlouhé je nejdelší zvíře?
      10. A které to je?
      11. Porovnávání zvířat podle délek
        • Pro každá dvě po sobě jdoucí zvířata vypište, které je delší než které:
        • lev je kratší než oragnutan
        • orangutan je delší než bobr
        • bobr je stejně dlouhý jako tygr

20.10. cvičení výjimečně zkrácené do cca 17:20!!!

  • na přednášce bylo (?)
    • for
    • list (seznam, pole)
    • funkce? -- to můžem nechat na jindy
  • inventura v zoo pomocí listu a for-cyklu, další úlohy (předpokládám že stihneme zhruba prvních 11 úložek, uvidíme)
    1. Vytvořte si seznam zvířat v zoo jako list (s opakováním, některé zvíře může být víckrát).
    2. Vypište všechna zvířata.
    3. Kolik je v zoo tygrů?
    4. Vypište třetí zvíře.
    5. Vypište předposlední zvíře.
    6. Vypište prvních 10 zvířat.
    7. Vypište posledních 5 zvířat.
    8. Vypište každé druhé zvíře.
    9. Vypište všechna zvířata začínající na L.
    10. Vytvořte seznam všech zvířat začínajících na L (a nějak ho vypište).
      • Do seznamu se přídává pomocí seznam.append(zvire)
    11. Počet po sobě jdoucích zvířat od L.
      • Nechť občas po sobě následuje několik zvířat, která všechna začínají na L.
      • Meziúloha: pro každou sekvenci po sobě jdoucích zvířat od L vypište její délku.
      • Úloha: jaký je maximální počet po sobě jdoucích zvířat od L?
      • Aneb jaká je maximální délka souvislé posloupnosti zvířat začínajících na L?
      • Návodné myšlenky:
        • pokud jsem teprve začal, tak dosavadní maximální délka je 0
        • pokud aktuální zvíře nezačíná na L, tak aktuální délka posloupnosti zvířat na L je 0
        • pokud aktuální zvíře začíná na L, tak aktuální délka posloupnosti zvířat na L je o 1 vyšší než byla v předchozím kroku
        • je aktuální délka posloupnosti zvířat na L vyšší než dosavadní maximum?
        • v této úloze není nutné si pamatovat tu samotnou posloupnost zvířat, stačí si pamatovat její délku
      • Tip: vyřešení této úložky vám pomůže při řešení domácího úkolu.
    12. Vypište zvířata v maximální souvislé posloupnosti zvířat na L.
    13. Maximální počet po sobě jdoucích zvířat začínajících stejným písmenem.
    14. Vypište postupně všechna zvířata začínající na jednotlivá písmena slova dikobraz
      • ​​Pro procházení všech písmen slova můžete slovo nejdřív převést na seznam list("dikobraz")
      • Ale ani to není nutné, přes string jde i přímo iterovat for cyklem, takže stačí přímo použít 
        • for pismeno in "dikobraz":
    15. Vypište nejdřív všechna zvířata začínající na a, pak všechna začínající na b, a tak dále, až po všechna začínající na z
    16. Z důvodu koronaviru Pražská zoo zkrachovala a všechna zvířata se přesunou do Plzeňské zoo.
      • Udělejte si dva seznamy zvířat, jeden pro Prahu a jeden pro Plzeň.
      • Spojte seznamy dohromady.
    17. Vzniká nová zoo na Kladně!
      • Vezměte zase seznam zvířat v Plzni a v Praze.
      • Na Kladno půjde první třetina zvířat z Prahy a poslední třetina zvířat z Plzně.
      • Délku seznamu zjistíte len(seznam)
    18. Křížení zvířat
      • Zkřižte zvířata, která jsou vedle sebe
      • Dvě zvířata zkřížíte tak, že vezmete první půlku prvního zvířete a druhou půlku druhého zvířete
      • Např. ovce+tygr = ovgr, kapybara+velbloud = kapyloud...
    19. Obrácená úloha: pro křížence najděte jeho rodiče

27.10.

  • na přednášce bylo
    • funkce -- na ty mrkneme
    • třídy a objekty -- ty si asi necháme na jindy
    • na Algoritmizaci už byly sorty, takže i ty procvičíme
      • vše bylo na přednášce Algoritmizace, případně si připomeňte například zde: https://youtu.be/ROalU379l3U
      • na cvičení jsme si udělali bubble sort, pořádně si to procvičíte v domácím úkolu
  • hlavní téma: funkce
    • stručně projít a ukázat to hlavní o funkcích 
      • def umocni(zaklad, exponent=2):
    vysledek = zaklad**exponent
    return vysledek

cislo = 5
cislo_na_druhou = umocni(5)
print(cislo_na_druhou)

print( umocni(10) )

        print( umocni(10, 3) )

        print( umocni(zaklad=10) )

        print( umocni(zaklad=10, exponent=4) )

        print( umocni(exponent=4, zaklad=10) )

        print( umocni(10, exponent=4) )
    • co používat opatrně
      • funkce které mění to co dostaly jako vstupní argumenty (porušuje koncept "single-entry single-exit")
        • typicky by funkce měla vstupní argumenty používat read-only
        • výstup by si měla vyrobit ve vlastní proměnné (proměnných) a tu (ty) vrátit pomocí return
        • ale pokud třeba má funkce upravovat seznam, pak je neefektivní ho kvůli tomu kopírovat
          • příklad: setrid_seznam(seznam)
        • příklad: půjčíte kamarádovi fyzikální tabulky, aby si v nich něco našel, a on vám v nich přepíše vzorečky
        • příklad: půjčíte kamarádovi sešit, aby vám do něj napsal domácí úkol
    • co pokud možno NEpoužívat (kromě případu kdy k tomu máte dobrý důvod a víte co děláte)
      • definice funkce uvnitř definice funkce
        • to je zbytečně složité a navíc je to imho k ničemu
      • funkce které využívají globální parametry
        • je snesitelné je používat read-only (ale i tak je čistší je předávat přes argumenty)
        • je vysloveně nevhodné je měnit (a tam navíc snadno hrozí že to člověk naprogramuje špatně)
        • příklad: půjčíte kamarádovi tužku a on vám během psaní ještě sní svačinu
  • cvičení: funkce na úlohy z minulého cvičení
  • domácí úkol: sort
    • implementujte aspoň jednu metodu třídění
    • pokud jich implementujete víc, dostanete bonusové body
    • v kódu definujte a následně použijte aspoň jednu funkci!
  • Pozor, váš cvičící má problém rozlišovat pojmy funkce a metoda a volně je zaměňuje!
    • vy se to naučte tak jak se to učí na přednášce, ať pak nemáte problémy u zkoušky z Programování 2

3.11.

  • tip: cvičeníčka viz odkazy dole nastránce
  • domácí úkoly
    • délka podposloupnosti: asi OK (odevzdali prakticky všichni)
    • sorty: 13 odevzdalo (z toho 5 více než 1 sort), 10 zatím nikoliv
    • nové DÚ: tři "matematické" úložky (test prvočíselnosti, rozklad na součin prvočísel, převod do jiné číslené soustavy)
  • dnes: třídy a objekty
  • cvičení: tichá pošta
  • jednoduché objekty a metody
    • třída Clovek
    • má jmeno
    • má metodu rekni(text)
    • má metodu pozdrav 
    • class Clovek:
    def __init__(self, jmeno):
        self.jmeno = jmeno

    def rekni(self, text):
        reknu = self.jmeno + ': ' + text
        print(reknu)
        return reknu

    def pozdrav(self):
        self.rekni("Ahoj, jsem " + self.jmeno)

rudolf = Clovek('Rudolf')
rudolf.rekni('ptakopysk')
rudolf.pozdrav() 
  • dědičnost
    • řvoun je člověk, který řekne text NAHLAS
    • sprosťák je člověk, který promluvu končí "vole"
    • anonym je člověk, který neříká své jméno
    • zapomínáč je člověk, který zapomene první půlku toho co měl říct a řekne jen druhou půlku
    • pokémon je člověk, který umí říkat jen svoje jméno (třeba tak že místo každého slova řekne svoje jméno)
    • němý je člověk, který neříká nic
    • ... 
    • class Rvoun(Clovek):
    def rekni(self, text):
        reknu = self.jmeno + ': ' + text.upper()
        print(reknu)
        return reknu

petr = Rvoun('Petr')
petr.pozdrav()
  • tichá pošta v listu
    • dám pár lidí do listu, postupně tichá pošta 
    • zprava = "Na stropě je chleba s máslem, pošli to dál."
lidi = [...]
for clovek in lidi:
    zprava = clovek.rekni(zprava)
  •  

10.11.

  • lineární spojové seznamy (tzv. spojáky)
    • volitelně s hlavou, s ocasem, cyklické, obousměrné
  • procvičit u tabule?
  • cvičení: tichou poštu překlopit do spojáku
  • tichá pošta ve spojáku
    • lidi jsou ve spojáku, každý ví kdo je po něm
    • vytvořit (postupně)
    • projít (vypsat)
    • posílat si text (s rekurzí či bez rekurze) 
    • def rekni(self, zprava):
    print(self.jmeno, zprava, sep=':')
    return zprava

      def rekni(self, zprava):
    zprava = zprava + " vole"
    print(self.jmeno, zprava, sep=':')
    return zprava

      clovek = Clovek("Petr")

clovek.dalsi = ...

while clovek.dalsi != None ...

def posli_to_dal(self, zprava):
    zprava = self.rekni(zprava)
    if self.dalsi != None:
        self.dalsi.posli_to_dal(zprava)
    • vkládat (na začátek, na konec, za Petra, před Petra)
    • mazat (vše, poslední prvek, první prvek, Petra)
    • obrátit spoják
  • domácí úkol taky na spojáky

24.11. RuR není, bude velké cviko Algoritmizace 15:40-18:00 s doc. Töpferem

  • a někdy jindy bude velké cviko Programování 15:40-18:00 (asi příště, tj. 1.12.)

1.12. Změna změny, cviko Algoritmizace normálně, cvičení z programování asi korespondenčně

  • dnes: čtení ze souborů a psaní do souborů; dict
  • vím že BMI jsme už dělali, o to snazší to pro vás bude
  • koho by nebavilo dělat to co už dělal, tak si to upravte a dělejte něco jiného, například:
    • vstupem je nějaký textový soubor s textem v angličtině (třeba kus genesis)
    • část 1 přeskočte
    • část 2: spočítejte počet řádků a počet slov v textu, průměrný počet slov na řádek, průměrnou délku slova ve znacích... vypište celý text ale z každého slova vypište jen první 3 znaky... vypište jen slova začínající velkým písmenem ("Aaaa".istitle())...
    • část 3: vypište výsledek do souboru místo na standardní výstup
    • část 4: vyrobte si v dictu malý překladový slovníček a pomocí něj některá anglická slova ze vstupu přeložte do češtiny a vypište text takto částečně přeložený (pokud je slovo ve slovníčku, vypište ho česky, pokud ne, vypište původní anglické slovo); případně i interaktivní mód kde načtete slovníček ze souboru do dictu, uživatel pak zadá slovo/slova a vy slovo po slově přeložíte
    • zkrátka postupujte přibližně podle popisu cvičení níže, akorát prostě místo BMI pracujte s textem...
  • cvičení: výpočet BMI (volitelné součásti dělejte jen pokud chcete a jen pokud máte hotový základ)
    • část 1: interaktivní výpočet BMI -- tohle už máte hotové ze dřív
      • napište jednoduchý program (který pak budeme v dalších částech cvičení upravovat)
      • program se zeptá uživatele na vstup, a to na jeho hmotnost (v kilogramech) a výšku (v metrech)
      • volitelné: přijímejte vstup v různých formátech (například s desetinnou čárkou místo desetinné tečky)
      • vypočítejte uživatelovo BMI, dle vzorečku hmotnost / výška2
      • vypište, zda má uživatel váhu v pořádku, či zda má podváhu či nadváhu
        • normální váha je při BMI 18.5 až 25, méně je podváha, více je nadváha
        • volitelně: vypište podrobnější hodnocení
        • volitelně: řekněte uživateli, jaké je pro jeho výšku rozmezí ideální váhy (např. od 85.7 kg to 98.2 kg)
        • volitelně: se znalostí průměrné hustoty lidského těla (1000 kg/m3) odhadněte objem uživatele, a spočítejte například, jaký by měl uživatel průměr a obvod, pokud by měl stejnou výšku ale tvar válce, případně jaký by měl průměr a obvod, pokud by měl tvar koule
    • část 2: načíst vstupy ze souboru
      • vstup je teď v souboru, který má na každém řádku tři informace oddělené mezerou: jméno hmotnost výška
      • soubor si vyrobte, může vypadat např. takhle:
        • Rudolf 83.3 1.78
          Anna 56.2 1.62
          August 130 1.3
      • načítejte postupně data ze souboru; vyberte si jednu z možností jak pracovat se souborem:
        • drzadlo = open('vstup.txt', 'r')
          for radek in drzadlo:
              polozky = radek.split()
        • with open('vstup.txt', 'r') as drzadlo:
              for ...
      • nastudujte si jak funguje na stringách metoda split()
        • podle nějakého oddělovače naseká string na kousky a vrátí to jako list
        • pokud zadáte oddělovač -- třeba '.' -- tak kousky oddělené oddělovačem budou tvořit prvky vráceného listu (a můžou být i prázdné) 
          • "Ahoj. Já jsem Rudolf... Super, že.".split(".")
# vrátí následující list:
["Ahoj", " Já jsem Rudolf", "", "", " Super, že", ""]
        • pokud ale oddělovač nezadáte, split se chová magicky, oddělovačem je jeden nebo několik bílých znaků (mezera, konec řádku, tabulátor...) a vrácený seznam nemá prázdné prvky; což právě člověk dost často chce! 
          • "   Ahoj já jsem      Rudolf    ".split()
# vrátí následující list:
["Ahoj", "já", "jsem", "Rudolf"]
      • pokud máte soubor ve stejné složce ve které spouštíte Python, mělo by to fungovat
      • pokud máte soubor jinde, můžete zadat místo názvu souboru celou cestu, např.: 
        • open('C:\Documents and Settings\Dokumenty\vstup.txt', 'r')
      • v Recodexu vždy bude soubor ve stejné složce takže stačí jen jméno souboru
      • pro každý řádek spočítejte BMI člověka a vypište hodnocení na výstup
      • volitelně: spočítejte a vypište nějaké statistiky celého souboru, například průměrnou výšku, hmotnost a bmi, směrodatné odchylky, počet lidí s jednotlivými kategoriemi dle BMI, medián BMI, modus kategorie BMI...
    • část 3: vypsat výstupy do souboru
      • hodnocení jednotlivých lidí nepište na standardní výstup, ale do souboru; vyberte si jednu z možností jak pracovat se souborem (když soubor po psaní nezavřu, tak se to co jsem do něj psal neuloží!):
      • zapisovadlo = open('vysledek.txt', 'w')
        ...
        print(a, b, c, file=zapisovadlo)
        ...
        zapisovadlo.close()
      • with open('vysledek.txt', 'w') as zapisovadlo:
            ...
        (zavře se samo)
      • volitelně: uživatel má možnost si zadat jména souborů (ale pokud nezadá, použije se nějaká výchozí hodnota)
      • volitelně: vytvořte i druhý soubor, kam zapíšete souhrnné statistiky
    • část 4: načíst data ze souboru, pak interaktivně odpovídat na dotazy o jednotlivých lidech
      • budeme potřebovat dicty
        • dict lze chápat jako slovník, ale lepší je to chápat jako tabulku o dvou sloupcích
          • první sloupec je klíč, ten musí být unikátní a musí to být nějaký jednoduchý typ (string, int, float, tuple), pod klíčem do dictu ukládáme hodnoty a zase je v něm hledáme
          • druhý sloupec je hodnota, která je tam pod daným klíčem uložená, a může být libovolného typu (string nebo jiný jednoduchý typ, ale klidně i celý list, dokonce i dict, tj. můžete například mít dict dictů...)
        • takže například takovýhle dict:
          • mesice = dict()
            mesice['leden'] = 31
            mesice["unor"] = 28
            mesice[2] = 28
        • odpovídá takovéhle tabulce:
          • klíč hodnota
            'leden' 31
            'únor' 28
            2 28
        • stejné hodnoty se můžou opakovat, ale klíče nikoliv -- pokud pro stejný klíč potřebujete uložit víc hodnot, musíte to nějak obejít, například tam pro ten klíč jako hodnotu uložit list a do něja dát ty jednotlivé hodnoty které tam chcete mít
        • čtení i zapisování se u dictu dělá přes notaci dict[klíč], a na přítomnost klíče se můžu ptát pomocí "in", např.:
          • mesice[2] = 29  # už existovalo, změnil jsem
            mesice[3] = 31  # ještě neexistovalo, vytvořil jsem
            delka_ledna = mesice['leden']
            delka_brezna = mesice['brezen']  # spadne, klíč neexistuje!
            if 'brezen' in mesice:  # True pokud klíč existuje, nespadne
                delka_brezna = mesice['brezen']
            else:
                print('Délku března neznám.')
             
      • a teď k úloze
        • data o lidech ze vstupního souboru si uložte do dictu
        • klíčem je jméno, hodnotou je BMI
        • obezity = dict()
          ...
          obezity[jmeno] = hodnoceni
        • interaktivně se ptejte uživatele na jméno člověka
        • pokud člověka znáte, vypište jeho BMI a hodnocení
        • pokud ne, oznamte to
        • if klic in muj_dict:
              hodnota = muj_dict[klic]
      • volitelně: interaktivní část je ve while cyklu, v každé obrátce odpoví na jeden uživatelův dotaz na jméno
      • +volitelně: po zadání speciálního vstupu (např. "konec") vypíše souhrnné statistiky o lidech, na které se uživatel ptal, a ukončí se
      • +volitelně: v cyklu jen uživatel zadává jména, program jen potvrzuje, po ukončení speciálním vstupem vypíše výstupy do souboru
      •  

8.12.

  • rekurze
  • úloha 1: faktoriál (společně)
    • vytvořte funkci faktorial(n), která pro přirozené číslo n vrací n!
    • varianta bez rekurze: for-cyklus
    • varianta s rekurzí
      • pro n = 1 rovnou vrátíme 1
      • pro n > 1 vrátíme n*faktorial(n-1)
      • tj. funkce zavolá samu sebe pro n o 1 menší, a až se vrátí výsledek, vynásobí ho n a vrátí
      • je dobré si to prokrokovat a podívat se jak se zanořují volání té funkce a pak se zase vynořují
      • dobré je i tušit, jak se to vyhodnocuje
        • když dojde na volání funkce, uloží se aktuální stav výpočtu na zásobník
        • provede se funkce
        • funkce vrátí návratovou hodnotu (return)
        • ze zásobníku se obnoví předchozí stav výpočtu, na místo volání funkce se jakoby dosadí návratová hodnota
  • úloha 2: Matfyzák v obchodě (zaplacení částky mincemi)
    • Matfyzák nakupuje v obchodě, má nákup za celkovou cenu N (to je tedy vstup)
    • Matfyzák má nekonečně mnoho pětikorunových, dvoukorunových a korunových mincí
    • Matfyzáka zajímá, jakými všemi způsoby může částku zaplatit
    • vypište všechny možné kombinace mincí, které dávají správný součet
      • na pořadí nezáleží, tj. 5+2 je totéž jako 2+5
      • (tip: co takhle hledat jen monotónní posloupnosti mincí?)
    • řešte to pomocí rekurze!
      • tip: chci nějak zaplatit 43 Kč, tak dám třeba 5 Kč, a tím jsem to převedl na problém jak zaplatit 38 Kč
        • anebo dám 2 Kč, a pak řeším jak zaplatit 41 Kč
      • tip: vypisovat mince průběžně sami zjistíte že není dobrý nápad
        • lepší nápad je vždycky vypsat kombinaci mincí až když dojdete k 0
        • je tedy potřeba si do vnořené funkce nějak předávat seznam již použitých mincí
        • možností jak to udělat je víc, zkuste dát dohromady nějakou fungující variantu
        • a pak se případně zamyslete/zamyslíme nad efektivitou
    • v mírně zobecněné variantě dolaďte jako dobrovolný domácí úkol za bonusové body (je zadán v Recodexu)
  • úloha 3: zaplacení částky mincemi s omezenou zásobou mincí (možná to stihneme, možná ne a bude to tedy úloha navíc)
    • úprava: mincí je omezená zásoba
    • pro účely téhle úlohy si klidně "natvrdo" vytvořte nějaký dict, ve kterém budete mít uloženo, kolik máte k dispozici kterých typů mincí (anebo si vymyslete, jak to na vstupu zadat)
    • nyní je potřeba si vždy hlídat aktuální stav zásoby mincí
      • buď při rekurzivním volání předat funkci kopii stavu zásob mincí s aktuálními hodnotami
        • to je o chlup jednodušší na naprogramování, ale méně efektivní, protože se furt něco kopíruje
      • nebo to nekopírovat, používat jen jednu globální zásobu
        • při rekurzivním volání se aktualizuje zásoba odebráním použíté mince
        • a po vynoření z rekurze se tam ta použitá mince zase musí vrátit! Backtrackujeme, aneb vracíme se po vlastních stopách do předchozího stavu, tak musíme zajistit, aby ten předchozí stav seděl se vším všudy.
        • to je o chlup náročnější na naprogramování, ale výpočetně efektivnější, protože se ušetří to kopírování
      • a třeba vymyslíte i jinou variantu
  • domácí úloha: domino

15.12. velké cviko PRG 15:40-18:00

  • prohledávání do hloubky a do šířky
  • Cesta králem na šachovnici (délka) -- viz Recodex
    • Program bude hledat nejkratší cestu šachovým králem na šachovnici 8x8, kde na některá políčka nelze vstoupit.
    • Zamyšlení nad tím jak to řešit
      • samostatně
      • ve dvojicích/skupinkách
      • společně
    • Řešení
    • Bonus (není v Recodexu): vypište též seznam políček, po kterých má král jít
       

  • Jezdec na obdélníkové šachovnici -- viz Recodex
    • V této úloze budete pro zadanou šachovnici a zadanou pozici jezdce na šachovnici rozhodovat, zda může jezdec postupně projít celou šachovnici tak, aby každé její pole navštívil právě jednou.
    • Opět nejdřív zamyšlení a pak řešení...
  • Pokud zbude čas tak ještě binární vyhledávací strom
    • uzel obsahuje například jméno člověka a jeho věk (věk je klíčem)
    • úlohy
      • vložit prvek do BVS
      • vyhledat prvek podle klíče
      • nalézt maximum
      • určit počet uzlů ve stromě
      • určit výšku stromu
      • volitelně další operace (např. delete); ale to si všechno můžete procvičit na bonusové Recodexové úloze "Banka"
  • Dnes v 17:30 se v Recodexu objevuje poslední domácí úkol "Cesta věže" (a také bonusová úloha "Banka")
    • Tím jsou tedy zadány všechny úkoly
    • Standardní počet bodů za úkoly je 110
    • Je třeba získat aspoň 80%, tj. aspoň 88 bodů (to už 15 z vás má teď)
    • K získání bodů lze využít i bonusové úlohy
    • Za body nad limit 88 bodů získáváte více času na zápočtový test, v poměru 1 minutu navíc za každý bod
      • Pokud např. na zápočtový test bude 75 minut a máte v Recodexu 107 bodů, máte na test 75+(107-88) = 94 minut
  • Dnes deadline na zadání zápočtového programu

22.12.

  • grafika (tkinter)
  • tkinter (nebo jiný balíček pro grafiku, např. Kivy) 
    • from tkinter import *
hlavni_okno = Tk()
hlavni_okno.mainloop()
    • from tkinter import *

hlavni_okno = Tk()
hlavni_okno.title("Pokusná apka")
hlavni_okno.geometry('350x200')

popisek = Label(hlavni_okno, text="Ahoj světe")
popisek.pack()

def pozdrav():
    popisek.configure(text = 'Ahoj po kliknutí')
    print('Ahoj do konzole!')

tlacitko_pozdrav = Button(hlavni_okno, text="Pozdrav!", command = pozdrav)
tlacitko_pozdrav.pack()

hlavni_okno.mainloop()
    • class Karticka:
    def __init__(self, text):
        self.text = text
        self.tlacitko = Button(hlavni_okno,
                text = "KLIKNI", command = self.klik)
        self.tlacitko.pack()

    def klik(self):
        self.tlacitko.configure(text = self.text)
    • popisek = Label(hlavni_okno, text="Ptakopysk")
popisek.grid(row=0, column=1)  # místo .pack()
  • úkol: naprogramujte pexeso
    • kartičky, kliknutím otočím, zezadu něco (číslo/slovo/obrázek), kliknutím otočím zpátky
    • pokud chci náhodně zamíchat list: random.shuffle(muj_list)
    • volitelně: kontrolovat nalezení stejných kartiček, počítat počet tahů, automaticky otáčet kartičky, víceuživatelský režim.....
  • zdroje pro samostudium

5.1.

  • info k zápočtovým testům
  • zápočtové programy se odevzdávají do SISu viz pokyny (už jsem na to vytvořil položky v SISu)
  • úkoly v Recodexu:
    • posledních pár hodin na poslední úkol
    • asi nezvládnu dát všem feedback na všechno, ale pokud vás někde zajímá proč vám něco nefunguje tak se ozvěte!
    • prohledávací úlohy ne moc úspěšné (plný počet bodů: domino 2x, jezdec 0x, král 4x)
  • co zbylo: testy, výjimky, asserty, list comprehension, moduly a balíčky, name=main, defaultdict, set, tuple...
  • defaultdict 
    • pocty_slov = dict()
...
if "slovo" not in pocty_slov:
    pocty_slov["slovo"] = 1
else:
    pocty_slov["slovo"] += 1

    • from collections import defaultdict
pocty_slov = defaultdict(int)
...
pocty_slov["slovo"] += 1
# pokud klíč neexistuje, vrací pro něj výchozí hodnotu, což pro int je 0

    • seznamy_jmen = defaultdict(list)
...
seznamy_jmen["R"].append("Rudolf")
# výchozí hodnota pro list je prázdný list
  • list comprehension 
    • # klasicky
texty = ['5', '8', '10', '20']
cisla = []
for text in texty:
  cisla.append( int(text) )

    • # více Pythonovsky pomocí list comprehension
texty = ['5', '8', '10', '20']
cisla = [ int(text) for text in texty ]
    • # klasicky
mocniny_sudych = []
for cislo in cisla:
  if cislo % 2 == 0:
    mocniny_sudych.append( cislo**2 )
    • # více Pythonovsky pomocí list comprehension
mocniny_sudych = [ cislo**2 for cislo in cisla if cislo % 2 == 0 ]
    • atd., může to být i celkem složité, lze i dict comprehension, lze i něco co vypadá jako tuple comprehension ale ve skutečnosti je to líně vyhodnocovaný generátor...
    • na list (a tedy i na list comprehension) jde aplikovat např. max(muj_list), sum(muj_list), muj_list.len()
      • jak spočítáte průměr z hodnot v listu?
  • set 
    • a = {5, 6, 7}
a.add(5)
a.add(10)
10 in a
a.remove(6)
a.discard(20)
b = {5, 10, 20}
a.intersection(b)
a & b
a.union(b)
a | b
a.difference(b)
a - b
  • výjimky 
    • try:
  něco kde může nastat chyba
except TypOčekávanéChyby:
  nespadni ale poraď si s chybou
except TypJinéOčekávanéChyby as e:
  poraď si i s touto chybou
  print(e)
except:
  poraď si s libovolnou jinou chybou
  # ale asi nejde o očekávanou chybu, takže asi je lepší spadnout
  • assert 
    • assert epsilon > 0, "Předpokládáme, že epsilon je vždy kladné!"
  • moduly a balíčky (packages) 
    • import collections
d = collections.defaultdict()

    • from collections import defaultdict
d = defaultdict()
    • from my_other_file import MyClass
from scitadlo import Scitadlo

    • if __name__ == '__main__':
    • from my_directory.my_file import *
  • testování
    • můžete testovat zcela ručně, ale lepší je to s testovacími balíčky
    • pytest je jednodušší (unittest je standardnější)
    • Jak testovat ve VS Code: https://code.visualstudio.com/docs/python/testing 
    • class Scitadlo:
    def secti(a, b):
        return a + b
    • # "Ruční" testování

from scitadlo import Scitadlo

def test_jedna_dva():
    assert Scitadlo.secti(1, 2) == 3
def test_zaporne():
    assert Scitadlo.secti(1, -2) == -1

test_jedna_dva()
test_zaporne()

    • # Pytest
# Testovací skript je skript jehož jméno začíná "test_"
# Importovat pytest obvykle ani není potřeba
import pytest
from scitadlo import Scitadlo

# Test je funkce jejíž jméno začíná "test_"
def test_jedna_dva():
    # testuje se pomocí assertů
    assert Scitadlo.secti(1, 2) == 3
def test_zaporne():
    assert Scitadlo.secti(1, -2) == -1
def test_necisla():
    # takhle se testuje vyhazování výjimek
    with pytest.raises(TypeError):
        Scitadlo.secti([], {})       
    • v terminálu ve správné složce: příkaz pytest 
    • # Unittest
# unittest vyžaduje specifické třídy a metody a dědění
import unittest
from scitadlo import Scitadlo

class Testy(unittest.TestCase):
    def test_jedna_dva(self):
        self.assertEqual(Scitadlo.secti(1, 2), 3)
    def test_zaporne(self):
        self.assertEqual(Scitadlo.secti(1, -2), -1)
    def test_necisla(self):
        with self.assertRaises(TypeError):
            Scitadlo.secti([], {})       
unittest.main()

 

Pokyny

Požadavky na zápočet

  • domácí úkoly: aspoň 80% bodů
  • zápočtový test: aspoň 100% bodů
    • na začátku zkouškového období: 12.1.2022 16:30 N11
      • pokud neuspějete napoprvé, máte nárok na opravné pokusy (minimálně 2)
      • termíny dalších pokusů domluvíme po testu
        • aspoň jeden termín bude někdy v rozmezí 18.1. - 21.1.
        • aspoň jeden termín bude někdy v rozmezí 25.1. - 27.1.
        • pak má RuR až do konce zkouškového dovolenou (28.1.-13.2.), takže to termíny nejspíš nebudou, ale můžou být potom v LS
    • 75 minut + minuta za každý bod navíc za domácí úkoly
      • minimum bodů za úkoly je 88, pokud máte 99 bodů za úkoly, tak máte +11 minut na test
    • v Recodexu; ale musíte to řešit fyzicky v učebně
      • rozsah obdobný domácímu úkolu
      • nutné splnit na 100%
    • povoleny libovolné zdroje kromě řešení zadané úlohy a aktivní komunikace (tj. můžete googlit, můžete koukat do slajdů, do svých poznámek, do řešení jiných úloh... ale nesmíte komunikovat s nikým)
    • na začátku kontrola totožnosti (přineste si ISIC)
  • zápočtový program
    • zadání dohodnout do 15.12.
    • odevzdání doporučeno do konce zimního zkouškového, maximálně do konce března
    • nutnost osobního předvedení (fyzicky nebo přes Zoom)

Domácí úkoly

Zápočtové programy

No need to thank me

  • Jedním z požadavků na zápočet je, aby každý z vás samostatně stvořil větší prográmek, který bude něco dělat.
    • Zadání si v tomto případě vymýšlíte sami, může to být úplně cokoliv
    • Mělo by to být něco většího než běžný domácí úkol, tak zhruba na úrovni tří domácích úkolů v jednom.
    • Můžete využívat libovolné existující knihovny a nástroje, ale musíte tam i nějakou podstatnou část naprogramovat sami.
  • Téma je nutné se mnou předem dohodnout
    • do 15.12. v SISu navrhněte téma (klidně i dřív)
      • modul Studijní mezivýsledky
      • pole "zápočťák stručně": popište, co chcete dělat (max. 50 znaků)
      • pole "zápočťák podrobně": podrobně popište, co chcete dělat (3 až 10 vět)
    • jakmile tam něco vyplníte, SIS mi pošle mail a já na to v dohledné době kouknu
      • pokud mi zadání bude připadat dobré, tak ho rovnou v SISu schválím (pokud to máte povolené, SIS vám o tom pošle mail)
      • pokud mi zadání nebude připadat dobré, napíšu vám mail a doladíme to
    • téma si pokud možno vymyslete sami
      • to co si vymyslíte sami se vám nejlíp bude líp dělat a bude vás to víc bavit
      • pokud máte vágní nápad ale nevíte jak z toho udělat splnitelné zadání, popište mi to do mailu a já něco navrhnu
    • Holan má na webu hezky zpracované návrhy na témata
    • moje nehezky zpracované návrhy
  • Na zápočťáku začněte ve vlastní zájmu dělat co nejdříve
    • zkušenost ukazuje, že když si myslíte, že to budete mít za týden, bude to trvat spíš asi tak měsíc
    • je matfyzáckým zvykem na zápoč'ťáku dělat přes Vánoční prázdniny; ale během zkouškového na to taky asi budete mít nějaký čas
  • Zápočťák vypracujte do konce března
    • ale pokud chcete zápočet z Programování do konce února (pro účely kontroly studijních povinností), vypracujte ho nejpozději do konce zkouškového (tj. do 13.2.)
    • pokud zdrojáky zabalené v ZIPu projdou omezením na velikost v SISu, nahrajte je přímo do SISu ("zápočťák: kód (ZIP archiv)"); jinak zašlete e-mailem
  • Součástí zápočťáku je také dokumentace
    • ve zdrojových kódech používejte komentáře vysvětlující co která část kódu dělá
    • pokud to dává smysl, přiložte i testovací vstupní data
    • v SISu vyplňte položku "zápočťák: dokumentace"
      • můžete dokumentaci buď vepsat přímo v SISu ("zápočťák: dokumentace (text)")
      • anebo nahrát do SISu jako soubor ("zápočťák: dokumentace (soubor)")
    • dokumentace by měla obsahovat
      • popis řešené úlohy
      • popis vstupů, výstupů, ovládání
      • popis principu řešení
      • popis použitých datových struktur a algoritmů
      • Vaše vlastní zhodnocení kvality Vašeho řešení (pokuste se být upřímní)
    • psaní dokumentace je dobrým cvičením například na v budoucnu vás čekající psaní bakalářské práce
    • dokumentace by měla zachycovat vše co je důležité či zajímavé (na co jste třeba hrdí)
    • dokumentace by se měla držet na vyšší úrovní abstrakce (popisovat některé důležité objekty a třídy užívané v programu je rozumné, popisovat každou jednotlivou proměnnou rozumné není
    • nějaké tipy jak psát dokumentaci: https://ksvi.mff.cuni.cz/~kryl/dokumentace.htm
  • Až budete mít zápočťák hotový, napište mi mail a domluvíme se na termínu osobního předvedení
    • sejdeme se v labu
    • vy mi program předvedete
    • já si ho taky vyzkouším
    • podívám se na zdrojový kód
    • pokud budu spokojen, máte tímto zápočťák splněn
    • pokud ne, dám vám program dopracovat

Další informace

  • kromě domácích úloh vřele doporučuji následující sbírku zejména jednodušších programovacích úloh: https://codingbat.com/python
    • podobně jako v Recodexu je kód automaticky vyhodnocen
    • narozdíl od Recodexu i vidíte správné i chybné vstupy i výstupy
  • nebo například zde: