Učitelská verze stránky

Po tomto cvičení student

• chápe zadání úlohy Vězňovo dilema a rozumí, jakým způsobem bude jeho hráč testován,
• využívá for cyklus k implementaci jednoduchých opakujících se činností,
• je si vědom, že je třeba kódy testovat,
• implementuje jednoduché vlastní datové typy pomocí tříd,
• chápe funkci __dunder__ metod a není překvapen, když je vidí.

• diskuse problémů
• diskuse prvního DÚ s Lenkou
• vyjasnění zadání úlohy Vězňovo dilema
• procvičování for cyklů
• třída pro komplexní čísla a jejich sčítání, násobení, …
• procvičování základních datových typů

Zadání hádanky se dozvíte na cvičení.

• Je všem jasné, jaké pořadí odpovědí bylo správné?
• Proč jste pro své řešení volili malá/velká písmena?
• Odpovědi velkými písmeny získávají svou odměnu jen v případě, že procento odpovědí velkými písmeny přesáhne jistý práh. Pro jakou hodnotu prahu se pro vás osobně láme rozhodnutí mezi velkými a malými písmeny?

Na přednášce byl prezentován problém vězňova dilematu. Přečtěte si pozorně zadání úlohy: Vězňovo dilema. Ptejte se na nejasnosti.

Několik základních kontrolních bodů, kterých je rozumné se držet:

• správně pojmenovat soubor
• správně pojmenovat funkce, třídy a metody (pozor na malá a velká písmena), které jsou požadovány ve specifikacích
• správné parametry metody (self)!
• výstup metody
• správné odsazení
• nepřepisovat vnitřní proměnné nebo funkce Pythonu

Další hry ala vězňovo dilema pro vaši inspiraci:

• Rock paper scissors
• Game of chicken
• Matching pennies
• Coordination game
• Ultimatum game
• Pirate game

1. Vytvořte proměnnou years obsahující seznam několika letopočtů, které jsou pro vás něčím významné, např. roky narození vašich blízkých.
2. Zjistěte, kolik prvků seznam obsahuje. Jakou funkci Pythonu k tomu použijete?
3. Vypište jednotlivé letopočty pomocí for-cyklu, každý na jeden řádek. Jaké různé způsoby řešení této úlohy vás napadají?
4. Upravte kód tak, aby se spolu s letopočtem vypisoval i index prvku v poli. Jaké různé způsoby řešení této úlohy vás napadají?
5. Zkuste změnit hodnotu proměnné years tak, aby váš kód skončil chybou, nebo se choval z vašeho pohledu neočekávaně. Zkuste porozumět chybové hlášce/důvodu, proč se kód chová právě takto. K porozumění/vysvětlení můžete využít dokumentaci k Pythonu, internetová fóra, i umělou inteligenci.

1. Doplňte implementaci následující funkce pro nalezení největšího prvku v kolekci. Je funkce dostatečně specifikovaná? Co ještě potřebujete vědět?

   def find_max(collection):
       """
       Return a tuple: the maximum item found in the collection, and its index
       """

2. Opět, zkuste změnit hodnotu proměnné years tak, aby funkce find_max selhala nebo vrátila nečekaný výsledek.
3. Vytvořte obdobnou funkci find_all_max(collection), která nebude vracet jen jeden index maximálního prvku, ale seznam indexů všech výskytů maximálního prvku.

• Jaké základní datové typy Python obsahuje? Typy: celá a desetinná čísla, řetězce, pravdivostní hodnoty (True/False)
• Co když chcete vytvořit vlastní složený datový typ?

Navrhněte a implementujte třídu ComplexNumber.

1. Čím je instance komplexního čísla definována? Jaké bude mít členské proměnné?
2. Jaké má vlastnosti?
3. Jaké má schopnosti? Jaké operace lze dělat s komplexním číslem?

Pokuste se třídu implementovat a postupně rozšiřujte její schopnosti. Neděste se, vyučující vám na cvičení ukáží jak na to.

• Inicializace Implementujte metodu __init__(self, re, im). Co vidíte při spuštění příkazů:

  >>> a = ComplexNumber(3,4)
  >>> print(a.re)
  >>> print(a.im)
  >>> print(a)

• Čitelná reprezentace Nebylo by hezké, kdyby instance komplexního čísla uměla vytvořit hezky čitelnou řetězcovou reprezentaci? Implementujte metodu to_string(self) tak, aby kód fungoval takto:

  >>> a = ComplexNumber(3,4)
  >>> print(a.to_string())
  3+4i

• Absolutní hodnota komp. čísla Implementujte metodu abs(self), která vypočte a vrátí absolutní hodnotu komplexního čísla:

  >>> a = ComplexNumber(3,4)
  >>> print(a.abs())
  5

• Inkrement reálné a imaginární části Implementujte metodu inc_parts(self, re, im), která zvětší hodnoty reálné a imaginární části o zadaná čísla:

  >>> a = ComplexNumber(1,2)
  >>> a.inc_parts(2,2)
  >>> print(a.to_string())
  3+4i

• Inkrement komp. čísla jiným komplexním číslem Implementujte metodu inc(self, other), která zvětší hodnoty reálné a imaginární části o hodnoty reálné a imaginární části druhého komplexního čísla předaného jako argument:

  >>> a = ComplexNumber(1,2)
  >>> b = ComplexNumber(2,2)
  >>> a.inc(b)
  >>> print(a.to_string())
  3+4i

• Součet komplexních čísel Implementujte metodu add(self, other), která sečte komplexní číslo self s komplexním číselm other a výsledek vrátí jako novou instanci komplexního čísla:

  >>> a = ComplexNumber(1,2)
  >>> b = ComplexNumber(2,2)
  >>> c = a.add(b)
  >>> print(c.to_string())
  3+4i

Možnost hezky vypsat komplexní číslo, zjistit jeho velikost, nebo sečíst 2 komplexní čísla pomocí námi definovaných metod je šikovná, ale ještě šikovnější by bylo, kdybychom mohli

• místo print(a.to_string()) napsat prostě print(a),
• místo a.abs() využít funkci abs(a), což je obvyklý způsob, jak zjistit absolutní hodnotu tam, kde to dává smysl, nebo
• místo a.add(b) psát prostě a+b.

Python k tomu nabízí prostředky ve formě tzv. dunder metod (double underscore), kterým se taky někdy říká magické metody, ale nic magického na nich není (viz též oficiální dokumentace). Jsou to metody, které se obvykle nevolají přímo, ale volá je interpret Python v jistých situacích. Jednu z nich už jste poznali - metodu __init__(), kterou Python volá po vytvoření nové instance nějaké třídy a jejímž úkolem je instanci inicializovat.

Pokuste se naši třídu ComplexNumber vybavit těmito metodami:

• __str__(self) Buď přejmenujte metodu to_string() nebo ji v metodě __str__ zavolejte. Měl by pak fungovat následující kód:

  >>> a = ComplexNumber(3,4)
  >>> print(a)
  3+4i

• __abs__(self) Buď přejmenujte metodu abs(self) nebo ji v metodě __abs__ zavolejte. Měl by pak fungovat následující kód:

  >>> a = ComplexNumber(3,4)
  >>> print(abs(a))
  5

• __add__(self, other) Buď přejmenujte metodu add(self, other) nebo ji v metodě __add__ zavolejte. Měl by pak fungovat následující kód:

  >>> a = ComplexNumber(1,2)
  >>> b = ComplexNumber(2,2)
  >>> c = a + b
  >>> print(c)
  3+4i

• Dokážete nyní odhadnout, k čemu slouží metoda __mul__(self, other) a pro jaký kód ji Python zavolá? Uměli byste tuto metodu implementovat pro třídu ComplexNumber? Zkuste to, není to nic těžkého.
• Když umíme dvě komplexní čísla sečíst, umíme je i odečíst, nebo ne? Zkuste, co udělá následující kód:

  >>> a = ComplexNumber(1,2)
  >>> b = ComplexNumber(2,2)
  >>> c = a - b
  >>> print(c)

  Dokážete třídu upravit tak, aby tento kód fungoval?

• Vytvořte modul vectors.py.
• V něm bude definice třídy MyVector.
• Konstruktor bude akceptovat (navíc k self) jeden parametr, kterým bude seznam s prvky vektoru.
• Metoda get_vector(self) navrátí seznam obsahující prvky vektoru.
• Pomocí metody __mul__(self, other) implementujte skalární součin dvou objektů typu MyVector. Výstupem je tedy skalár (jedno číslo). V metodě počítejte s libovolnou délkou vektorů, oba budou stejné, ale libovolné délky (ne jen 3-dimenzionální).
• Neměli byste cítit potřebu importovat v modulu vectors.py jiné moduly (snad kromě modulu typing). Požadovanou funkcionalitu máte implementovat sami, nikoli ji delegovat na nějaké jiné knihovny, které by práci udělali za vás.
• Soubor nahrajte do BRUTE do požadovaného termínu.
• BRUTE vám kód ihned ohodnotí, případně několik sekund počkejte.
• Za správně vyřešenou úlohu získáte až 2 body.

Nazapomeňte na vlastní kontrolu kódu, nespoléhejte pouze na kontrolu v BRUTE. Třeba něco jako:

if __name__ == "__main__":
    vec1 = MyVector([1,2,3]) # vektory mohou byt i jine dimenze nez 3!
    vec2 = MyVector([3,4,5]) 
    print(vec1.get_vector()) # priklad ziskani seznamu
    dot_product = vec1*vec2  # vypocet skalarniho soucinu, pretizeny operator *, vola se __mul__
    print(dot_product)       # jen kontrolni vypis

Přečtěte zbytek vašeho vybraného Python tutorialu ([Kubias2008] nebo Nauč se Python!). Nemusíte úplně rozumět všemu, ani si pamatovat vše zpaměti. Měli byste mít natrénován postup jak si dohledat potřebné informace, mít natrénovanu práci s např. Python 3 tutoriálem, nebo jiným podobným zdrojem veškeré moudrosti

Na codecademy pokračujte v interaktivním kurzu Pythonu 2 nebo Pythonu 3, pokud k němu máte přístup. Předpokládáme, že otázky, které jste měli po části kurzu z minulého týdne, jste položili na fóru nebo právě dnes na cvičení a že tudíž můžete pokračovat dál sekcemi:

• Functions
• Taking a vacation
• Python lists and dictionaries
• A day at the supermarket
• Student becomes the teacher
• Lists and functions
• Loops

Opět se pokuste dostat co nejdál. Stále platí, že tato cvičení vám mají především pomoci identifikovat věci, kterým nerozumíte. Pokládejte otázky na Discordu, na fóru nebo na cvičení!