Cvičení z Programování 1 [NPRG030]

Cvičení z Programování 1 [NPRG030]

15. cvičení (04.01.2022)

15. cvičení (04.01.2022)

14. cvičení (28.12.2021)

14. cvičení (28.12.2021)

13. cvičení (21.12.2021)

13. cvičení (21.12.2021)

12. cvičení (14.12.2021)

12. cvičení (14.12.2021)

• instalace externích knihoven

Ukázka instalace externí knihovny (v příkazové řádce / terminálu).

# dlouhá notace
python3 -m pip install __jmeno_knihovny__
python3 -m pip install regex

# kratší notace
pip3 install __jmeno_knihovny__
pip3 install networkx==2.4


Správce: Když je knihovna instalována přímo do systému, je potřeba k instalaci externí knihovny povolení správce. Ve Windows by mělo stačit spustit příkazový řádek jako správce; v Unix by mělo stačit použít před výše uvedený příkaz klíčové slůvko sudo.

Verze: Pokud chcete nainstalovat konkrétní verzi nějaké knihovny, stačí bezprostředně za název připojit ==číslo_verze

• virtuální prostředí

Ukázka práce s virtuálním prostředím. Windows a Unix vytváří prostředí jinak (nelze zaměňovat).

# jedna možnost - Unix i Windows
python3 -m venv __nazev_adresare__
python3 -m venv py3env

# druhá možnost - Unix
virtualenv -p python3 __nazev_adresare__
virtualenv -p python3 py3env

# aktivace - Unix
source py3env/bin/activate

# aktivace - Windows
.\py3env\Scripts\activate

# deaktivace
deactivate

# instalace knihoven bez aktivace
py3env/bin/python3 -m pip install __jmeno_knihovny__

• knihovny pro tvorbu grafického uživatelského rozhranní (GUI):
• pyqt [web] [ukázka/dokumentace]
• tkinter [dokumentace] a [ukázka]

Tvorba GUI pomocí tkinter. Vytvořme jednoduchý formulář.

import tkinter as tk

window = tk.Tk()
window.option_add('*Font', 'Arial 9')

jmeno_label = tk.Label(window, text='Jméno:').pack()
jmeno_entry = tk.Entry(window)
jmeno_entry.pack()

prijmeni_label = tk.Label(window, text='Příjmení:').pack()
prijmeni_entry = tk.Entry(window)
prijmeni_entry.pack()

telefon_label = tk.Label(window, text='Telefon:').pack()
telefon_entry = tk.Entry(window)
telefon_entry.insert(0, '+420')
telefon_entry.pack()

def odesli():
  print(jmeno_entry.get())
  print(prijmeni_entry.get())
  print(telefon_entry.get())

tk.Button(window, text=u"Odešli", width=10, command=odesli).pack()

tk.mainloop()


Naformátujte formulář tak, abyste použili Grid, přidejte políčka.

import tkinter as tk

window = tk.Tk()
window.option_add('*Font', 'Arial 9')

window.columnconfigure([0, 1, 2, 3], minsize=100)

jmeno_label = tk.Label(window, text='Jméno:').grid(row=0)
jmeno_entry = tk.Entry(window)
jmeno_entry.grid(row=0, column=1)

prijmeni_label = tk.Label(window, text='Příjmení:').grid(row=0, column=2)
prijmeni_entry = tk.Entry(window)
prijmeni_entry.grid(row=0, column=3)

telefon_label = tk.Label(window, text='Telefon:').grid(row=1)
telefon_entry = tk.Entry(window)
telefon_entry.insert(0, '+420')
telefon_entry.grid(row=1, column=1)

def odesli():
  print(jmeno_entry.get())
  print(prijmeni_entry.get())
  print(telefon_entry.get())

tk.Button(window, text=u"Odešli", width=10, command=odesli).grid(row=3, column=3)

tk.mainloop()


Přidejte políčko název souboru a uložte do zadaného souboru vložená data v .json formátu.

• *pro tvorbu jednoduchých her lze doporučit knihovnu pygame (viz [ukázka] a [dokumentace])
• užitečné knihovny pro zpracování dat:
• numpy - pro zpracování číselných dat [web] [ukázka/dokumentace]
• regex - pro zpracování textu (modernější než původní knihovna re) [web] [ukázka/dokumentace]
• networkx - pro zpracování grafů [web] [ukázka/dokumentace]
• pandas - pro zpracování libovolných datových zdrojů, převážně tabulkového/csv/xlsx formátu [web] [ukázka/dokumentace]
• matplotlib a seaborn - pro vizualizaci dat v podobě grafů a diagramů [web] [ukázka/dokumentace] a [web] [ukázka/dokumentace]
• request - pro zpracování webu [web] [ukázka/dokumentace]
• flask a django - pro vytváření webu [web] [ukázka/dokumentace] a [web] [ukázka/dokumentace]
• sklearn - pro zpracování strojového učení [web] [ukázka/dokumentace]
• tensorflow - pro zpracování neuronových sítí [web] [ukázka/dokumentace]
• doporučené kurzy:
• Technology for NLP [NPFL092] nebo Introduction to Language Technologies [NPFL125]
• Machine Learningn for Greenhorns [NPFL129]
• Deep Learning [NPFL114]
• úkoly
• k_ciferna_cisla (2b): Vytvořte program, který na vstupu přijme dvojici čísel k a n a vytvoří všechna k-ciferná čísla se součtem n.
• formatovani_textu (1b): Vytvořte program, který na vstupu přijme řádek textu a číslo w. Na základě těchto informací vrátí na výstupu text rozdělený na řádky o délce w znaků.
• pocet_dni (3b): Vytvořte program, který spočítá počet dní mezi dvěma zadanými daty.
• palety (3b): Vytvořte program, který na základě velikostí krabic zadaných na vstupu vypočte potřebný počet palet, na které se mají krabice naložit.
• rada_kostek (3b): Vytvořte program, který na vstupu dostane počty a typy dominových konstek, které jsou k dispozici, a sestaví z nich nejdelší možnou posloupnost. Program vypíše jak délku, tak podobu této posloupnosti.

11. cvičení (07.12.2021)

11. cvičení (07.12.2021)

• knihovna sys [dokumentace]: sys.exit(), sys.argv, sys.path, sys.stdin
• knihovna argparse [dokumentace]

Ukázka použití knihovny argparse k načtení parametrů.

import argparse

parser = argparse.ArgumentParser()

parser.add_argument('--input')
parser.add_argument('--output', dest='out', help='popisek...')
parser.add_argument('--parameter1', type=float, help='popisek...')
parser.add_argument('--parameter2', type=float, required=False, help='popisek...')
parser.add_argument('--load_google', choices=['Ano', 'Ne'], default='No', help='popisek...')
parser.add_argument('--seznam', nargs='+', help='popisek...')

args = parser.parse_args()

print(args.input, args.out, args.load_google, args.seznam)

• knihovna os [dokumentace]

Ukázka použití knihovny os.

import os

os.getcwd()               # vrátí aktuální pracovní adresář
os.chdir('...')           # změna aktuálního pracovního adresáře
os.mkdir()                # vytvoří adresář
os.rmdir('...')           # smaže zadaný adresář
os.listdir()              # vrátí seznam adresářů a souborů
os.path.exists('...')     # zjistí, zda adresář/soubor existuje
os.path.getsize('...')    # vrátí velikost souboru v Bytech
os.remove('...')          # smaže zadaný soubor

• knihovna sys [dokumentace]: sys.exit(), sys.argv, sys.path, sys.stdin
• knihovna argparse [dokumentace]

Ukázka použití knihovny argparse k načtení parametrů.

import argparse

parser = argparse.ArgumentParser()

parser.add_argument('--input')
parser.add_argument('--output', dest='out', help='popisek...')
parser.add_argument('--parameter', type=float, help='popisek...')
parser.add_argument('--load_google', choices=['Ano', 'Ne'], default='No', help='popisek...')
parser.add_argument('--seznam', nargs='+', help='popisek...')

args = parser.parse_args()

print(args.input, args.out, args.load_google, args.seznam)

• čtení a zápis ze/do souboru

Jak číst a zapisovat do souboru? Co znamená klíčové slovo with?

# starší způsob čtení
file = open('soubor.txt', 'r')
obsah = file.read()
file.close()

# modernější způsob čtení
with open('soubor.txt', mode='r', encoding='U8') as file:
  obsah = file.read()


Čtení ze souboru lze také následovně:

• file.read() (příp. file.read(5)),
• file.readline(),
• prostým cyklem for line in file: print(line)

# starší způsob zápisu
file = open('soubor.txt', 'w')
file.write('text...')
file.close()

# modernější způsob zápisu
with open('soubor.txt', mode='w', encoding='U8') as file:
  file.write('text...') # nebo: print('text...', file=file)


* Parametr mode může nabývat několika hodnot, např. w (write), r (read), b (binary mode), a (append). Stejně tak encoding.

with : zajišťuje, že nezůstane soubor otevřený a že čtení i zápis proběhnou hladce [popis z dokumentace]

• knihovna csv [dokumentace]: csv.reader(), csv.writer()

Souborový formát csv/tsv.

# .csv
kočka,5,3,2
pes,3,2,1
želva,5,3,2
krkavec,7,5,2
myš,3,2,1

# .tsv
kočka  5  3  2
pes  3  2  1
želva  5  3  2
krkavec  7  5  2
myš  3  2  1



import csv

with open('soubor.csv', mode='r', encoding='U8') as csv_file:
  obsah_souboru = csv.reader(csv_file, delimiter=',')
  for radek in obsah_souboru:
    print(' '.join(radek))

• knihovna json [dokumentace]: json.load(), json.loads(), json.dump(), json.dumps() (param. ensure_ascii=False)

Souborový formát json.

{
  'kočka': {'pismena': 5, 'souhlasky': 3, 'samohlasky': 2},
  'pes': {'pismena': 3, 'souhlasky': 2, 'samohlasky': 1},
  'želva': {'pismena': 5, 'souhlasky': 3, 'samohlasky': 2},
  'krkavec': {'pismena': 7, 'souhlasky': 5, 'samohlasky': 2},
  'myš': {'pismena': 3, 'souhlasky': 2, 'samohlasky': 1},
}


import json

with open('soubor.json', mode='r', encoding='U8') as json_file:
  obsah_souboru = json.load(json_file)
  print(obsah_souboru)

• * knihovna xml [dokumentace]
• knihovna pickle [dokumentace]: pickle.load(), pickle.dump()
• knihovna zipfile [dokumentace]: zipfile.ZipFile().open(), zipfile.ZipFile().open()

Ukázka za-zipování a od-zipování souboru.

import zipfile

with zipfile.ZipFile('soubor.zip', 'w') as zip_file:
  zip_file.write('zazipovany_soubor.txt')

with zipfile.ZipFile('soubor.zip') as zip_file:
  with zip_file.open('zazipovany_soubor.txt') as muj_soubor:
  obsah_souboru = muj_soubor.read().decode('utf-8')
  print(obsah_souboru)

• knihovna gzip a shutil [dokumentace a dokumentace]: gzip.open(), shutil.copyfileobj()

Ukázka za-gzipování a od-gzipování souboru.

import gzip, shutils

with open('soubor.txt', 'rb') as in_file:
  with gzip.open(soubor.txt.gz', 'wb') as out_file:
    shutil.copyfileobj(in_file, out_file)

with gzip.open('soubor.gz', 'rb') as gz_file:
  obsah_souboru = gz_file.read().decode('utf-8')
  print(obsah_souboru)

• úkoly
• kopie_souboru (3b): Vytvořte program, který zkopíruje osah jednoho souboru do druhého souboru a zároveň změní formát obsahu (ve druhém souboru bude obsah vypsán po jednotlivých větách.)
• csv2json (5b): Vytvořte program, který přijme požadované argumenty a konvertuje obsah z formátu csv do formátu json.
• ungzip_souboru (3b): Vytvořte program, který roz-gzipuje vstupní soubor a uloží jeho obsah do textového souboru.

10. cvičení (30.11.2021)

10. cvičení (30.11.2021)

• ošetření chyb, tzv. výjimky: Za zachycení stojí jen ty chyby, u kterých víme, jak chceme, aby program pokračoval. Mnohdy je pro nás výhodnější při chybě program prostě ukončit místo zachycování výjimek.

Ukázka použití try-except k ošetření chyby. Jaká výjimka by se měla zachytit u proměnné c?

try:
  a = int('pokus')
except ValueError:
  print('Toto není číslo.')

try:
  b = 7 / 0
except ZeroDivisionError:
  print('Dělíte nulou.')

try:
  c = len(9)
except:
  print('??')



Rozšířené použití try-except k ošetření chyby a dalšímu běhu programu.

a = 7
b = 0
try:
  c = a / b
  print(c)
except ZeroDivisionError:
  print('Dělí se nulou!')
else:
  print('Tohle se provede, pokud chyba nenastane.')
finally:
  print('Tohle se provede vždycky.')


Vlastní vyvolání výjimky pomocí raise místo return.

def obsah_ctverce(strana):
  if strana > 0:
    return strana ** 2
  else:
    raise ValueError(f'Strana musí být kladná, číslo {strana} kladné není!')

• testování
• způsob, jak automaticky ověřit, zda vytvořený program funguje dle požadavků; vytváří se program, který testuje funkci jiného programu
• automatické testy se mohou zkpouštět opakovaně, např. při úpravě programu dává smysl ověřit si, že úprava programu nezpůsobila problémy ve funkčnosti
• v Pythonu existuje knihovna unittest, díky níž lze vytvářet testy, ale na ovládání je mnohem snazší knihovna pytest, která se však musí doinstalovat
python3 -m pip install pytest

• tvorba testů má své konvence: vytvářené testy by měly mít předponu test_, k vyhodnocení se používá klíčové slovo assert, testy se většinou udržují ve speciálním samostatném souboru

Ukázka jednoduchého testu uloženého v souboru test_secteni.py.

def secti(a, b):
  return a + b

def test_secti():
  assert secti(1, 2) == 3


Příkaz assert ve výjimkách funguje v podstatě jako:

if not (a == b):
  raise AssertionError('Test selhal!')


Test se spouští z příkazového řádku pomocí:

python -m pytest -v test_secteni.py


Vytvořený test je tzv. pozitivní test, lze ale vytvořit i negativní testy:

def test_secti2():
  assert secti(1, 2) != 4


Rozdělte soubor test_secteni.py na dva soubory tak, aby byly testy a kód programu zvlášť, a přitom šlo kód programu testovat.

Ukázka parametrického testu.

import pytest

@pytest.mark.parametrize(
  ['a', 'b'], [(10, 1), (11, 2), (12, 3), (13, 4), (14, 5)]
)
def test_secti(a, b):
  assert secti(a, b) == a + b

• úkoly
• vyjimky (7b): Vytvořte program, který podle zadání v ReCodExu zachytí požadované výjimky nad zadanou funkcí, kterou taktéž vytvoříte jako součást úlohy.

9. cvičení (23.11.2021)

9. cvičení (23.11.2021)

• pokračování ve cvičení Oranžový expres z minulého cvičení
• importy balíčků, funcí a tříd

Ukázka importu nainstalované knihovny random, vlastní vytvořené třídy Masina a funkce pricti_sedm.

import random
import Masina
from nazev_skriptu import pricti_sedm


Import vlastních tříd a funkcí předpokládá, že je soubor s implementovanou třídou v témže adresáři jako spouštěný skript. Pokud není, je potřeba přidat cestu k souboru do sys.path, a teprve pak importovat. Lze zadat jak jako relativní, tak absolutní cestu.

# (a) import z adresáře, který je ve stejné složce jako spouštěný skript
from nazev_slozky.nazev_skriptu_se_tridou_Masina import Masina

# (b) import po přidání cesty do sys.paths
import sys
sys.path.append('cesta_do_adresare_se_souborem_se_tridou_Masina')
from nazev_skriptu_se_tridou_Masina import Masina


Varianta (a) nelze použít, pokud by byl skript s importovanou třídou Masina v nějakém nadřazeném adresáři (cesta by k němu vedla relativně ../). při importu v Pythonu totiž nelze použít from ../.nazev_skriptu_se_tridou_Masina import Masina (ani jinou alternativu); musí se použít varianta (b). Varianta (b) lze použít jak v případě, kdy je skript s importovanou třídou v nadřazeném, tak podřazeném adresáři. Nejprve je však nutné přidat cestu do daného adresáře do sys.path a teprve potom importovat potřebnou třídu.

Důležité upozornění : nazev_skriptu_se_tridou_Masina se zadává bez koncovky .py a smí obsahovat jen písmena, čísla, podtržítka; mezery, spojovníky/pomlčky ani diakritiku při importu Python nezpracuje.

• zadání zápočtového programu; viz "Obecné informace"
• dokumentace: komentáře a textový soubor; viz "Obecné informace"
• kontáře slouží pro snazší čtení kódu jinými programátory, v Pythonu se dělají pomocí křížků #
• dokumentování kódu slouží nejen pro ostatní programátory, ale také pro uživatele - tyto popisky se zobrazují jako nápovědy k daným třídám, metodám, funkcím; provádí se zpravidla mezi pár třech uvozovek (obvykle dvojitých uvozovek, nikoli jednoduchých); má to své konvence

Ukázka komentování a dokumentování programu.

"""Popis toho, co program dělá, k čemu slouží."""

class Clovek:
  """Popis toho, co dělá daná třída."""
  def __init__(self, jmeno):
    self.jmeno = jmeno

  def rekni(self, text):
   """Popis toho, co dělá daná metoda."""
    reknu = self.jmeno + ': ' + text
    return reknu

  def pozdrav(self):
   """Popis toho, co dělá daná metoda."""
    return self.rekni('Ahoj, jsem ' + self.jmeno)

def pricti_sedm(cislo, nasobek=1):
  """Popis toho, co dělá daná funkce."""
  if cislo % 2 == 0:
    return (cislo + 7) * nasobek
  return cislo + (7 * nasobek)

# komentář na začátku řádku
# může zabrat i více řádků, ale musí začínat křížkem
cislo = 1.78
if round(cislo, 0) < cislo: # komentář na konci řádku
  print('A')
elif round(cislo, 0) > cislo:
  print('B')
else:
  print('C')

• úkoly
• frekvence_slov (4b): Vytvořte program, který zpracuje text vložený na vstup. Pro každý text vrátí program seznam slov, která mají sudou frekveci a která obsahují alespoň jednu samohlásku.
• caesarova_sifra (6b): Vytvořte program, který zakóduje vstup na základě zadaného posunu pomocí tzv. caesarovy šifry.

8. cvičení (16.11.2021)

8. cvičení (16.11.2021)

• procvičování objektového programování na příkladu spojového seznamu (převzato/inspirováno cvičením od R. Rosy)
• úloha: práci se spojovým seznamem si ukážeme na příkladu vlaku složeného ze dvou typů objektů mašina a vagon
• definice objektů:
• vlak má jednu mašinu a 0 až N vagonů
• mašina ví jen co je za ní za vagon (nebo že za ní žádný vagon není)
• vagon ví, co veze, kolik toho veze, a který vagon je za ním (nebo že za ním žádný vagon není)
• (vagon by mohl vědět i který vagon je před ním; to by pak byl obousměrný spojový seznam, to si volitelně můžete zkusit taky -- je víc práce ho udržovat, protože se musí opravovat dvakrát tolik odkazů, ale některé operace se s ním dělají o trochu pohodlněji)

Vytvořte si definice tříd Masina a Vagon podle popisu výše.

U každé třídy stačí když vyrobíte metodu __init__() která nastaví příslušné datové položky (ale pokud chcete, udělejte si i další metody). Níže je nástin.

class Masina:
  def __init__(self, vagon_za_mnou=None):
    self.dalsi = vagon_za_mnou

class Vagon:
  def __init__(self, naklad="brambory", mnozstvi=0, za_mnou=None):
    ...

• vytvoření objektů:
• vagon může vézt například uhlí, dřevo, papír, krávy, zrní, nebo cokoli jiného
• množství dané komodity můžete chápat jako číslo bez zřejmého rozměru; pro krávy má asi smysl mluvit o jejich počtu, pro zrní spíš o tunách

Vyrobte si jeden vlak (Oranžový Expres), který bude mít aspoň 5 vagonků vezoucích různý náklad.

Nepoužívejte žádné listy, v nějaké proměnné si udržujte pouze mašinu, a přes tu pak budete přistupovat k vagonům (můžete samozřejmě použít nějaké dočasné proměnné při vytváření vlaku, ale ty berme skutečně jako dočasné).

masina = Masina()
masina.dalsi = Vagon()
masina.dalsi.dalsi = Vagon('uhlí')
masina.dalsi.dalsi.dalsi = Vagon('koťátka', 3)
...
• tímto nám vznikl takzvaný seznam "s hlavou", tedy se speciálním prvkem (mašinou), který vždy existuje a odkazuje na první skutečný prvek seznamu (první vagon); seznamy s hlavou jsou výhodné, snadněji se s nimi pracuje, neboť nemusíte tak složitě ošetřovat speciální případy jako přidání prvního vagonu, přidání vagonu na začátek, odebrání prvního vagonu (tedy prvku)
• vytvoření metod:

obecný komentář: pro každý bod níže vytvořte na mašině novou metodu, pokud možno parametrizovatelnou, tj. výchozí hodnota metody pridej_na_zacatek může být přidat vagon vezoucí 30 ptakopysků, ale mělo by být možné pomocí parametrů přidat i vagon vezoucí něco jiného; metoda teoreticky buď vytvořit vagon dle zadání, ale lepší asi je, pokud ta metoda dostane už vytvořený vagon jako parametr, to se vám bude hodit v některých cvičeních (rada: pro přehlednost je vhodné, pokud každá metoda bude vypisovat, co dělá)

1. upravte objekty vagónů tak, aby člověk mohl udělat prostě print(vagon) a Python by místo něčeho jako __main__.Vagon object at 0x7fab3d588358 vypsal třeba něco jako Vagon vezouci drevo v mnozstvi 30; (toho lze snadno dosáhnout předefinováním metody class.__str__(self) kterou Python používá pro přetypování objektu daného typu na string (takže ta metoda musí vracet string))
2. přidejte metodu, která na začátek vlaku (hned za mašinu) vagon vezoucí 30 ptakopysků
3. přidejte metodu, která na konec vlaku (za poslední vagon) vagon vezoucí 50 bublin
4. přidejte metodu, která vypíše počet vagonů, které mašina veze; součástí ať je též True/False parametr (defaultně False), zda má při průchodu přes vagony mašina vypisovat všechny vezené vagony
5. přidejte metodu, která vypíše všechny vagony, které vezou náklad v množství alespoň 10
6. přidejte metodu, která vypíše celkové množství jednotlivých typů nákladu
7. přidejte metodu, která vypíše vagon s největším množstvím nákladu
8. přidejte metodu, která odebere vagon s největším množstvím nákladu
9. přidejte metodu, která za vagon s největším nákladem připojí nový vagon obsahující 2 policisty
10. přidejte metodu, která za vagon s policisty připojí nový vagon se zlatem
11. přidejte metodu, která najde vagon s požadovanou komoditou a změní její množství
12. přidejte metodu, která najde vagon s uhlím, a pokud existuje - sníží jeho množství na polovinu (spotřebuje se mašinou), a pokud neexistuje - vypíše, že mašina nemá palivo
13. přidejte metodu, která najde vagon s požadovanou komoditou, a pokud existuje - odebere tento vagon, a pokud neexistuje - vypíše, že mašina takový vagon nemá
• úkoly
• oranzovy_expres (7b): Modifikujte úlohu vytvořenou v hodině tak, aby plnila požadované úkoly nad spojovým seznamem. Jako výstup program vypíše, jak vypadá celý expres od začátku do konce (ve formátu jako v podúloze 1). Vstupem programu je string se seznam instrukcí uložených v poli (získat datovou strukturu pole lze funkcí eval()), např. "[('pridat_za_masinu', 'koně', 20), ('pridat_za_masinu', 'želvy', 5), ('pridat_na_konec', 'železo', 3), ('odebrat_nejvetsi', None, None), ('pridat_za_nejvetsi', 'policie', 4)]". Požadované pokyny odpovídají metodám programovaným na cvičení: pridat_za_masinu je 1, pridat_na_konec je 2, odebrat_nejvetsi je 8, pridat_za_nejvetsi je parametrizovaná 9. V případě chybně zadaného pokynu se vypíše ERROR a víc nic. Na konci programu se projde celý vlak a vypíší se podrobnosti jako v podúloze 4 (ovšem bez závěrečného vezených vagonů).
• prunik_poli (3b): Vytvořte program, který na vstupu dostane dvě pole čísel a na výstupu vypíše jejich průnik seřazený od nejmenšího po největší hodnotu. Délky polí se mohou lišit.

7. cvičení (09.11.2021)

7. cvičení (09.11.2021)

• datová struktura dict(): dict.get(), dict.keys(), dict.values(), dict.items(), dict.pop()

Ukázka, jak vypadá datová struktura dict() a jak lze pracovat s jejími metodami.

auto_1 = dict()
auto_1['znacka'] = 'Ford'
auto_1['model'] = 'Mustang'
auto_1['rok'] = 1964

auto_2 = {'znacka': 'Audi', 'model': 'Q5', 'rok': 2019}

print(auto_1.keys())
print(auto_1.values())

for klic, hodnota in auto_2.items():
  print(klic, hodnota, sep='\t')

auto_2.pop('znacka')
print(auto_1.keys())


Vytvořte program, který převede nasledující data z jejich originálního formátu do formátu dict(). V klíčích bude vždy zvíře, zatímco v hodnotě jeho jméno. Výsledný slovník se celý vypíše na výstupu pomocí metody dict.items(); kolik se vypíše řádků? Na závěr nechte vypsat pomocí metody dict.get() hodnoty klíčů 'kočka', 'rak' a 'želva'; pokud neexistuje, ať se místo jména vypíše 'není'.

seznam = [('kočka', 'Anička'), ('pes', 'Petr'), ('želva', 'Marie'), ('andulka', 'Boženka'), ('veverka', 'Tereza'), ('datel', 'Marek'), ('orel', 'Josef'), ('noserožec', 'Damián'), ('beruška', 'Magdaléna'), ('ropucha', 'Běla'), ('kačer', 'Bohumír'), ('kůň', 'Martin'), ('kohout', 'Benedikt'), ('hroch', 'Bohouš'), ('želva', 'Apolena')]
• objektové programování
• jednoduché objekty a metody

Ukázka objektu a jeho metod.

class Clovek:
  def __init__(self, jmeno):
    self.jmeno = jmeno

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

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

frantisek = Clovek('František')
frantisek.rekni('ptakopysk')
frantisek.pozdrav()
• dědičnost a překrývání

Ukázka dědičnosti objektů.

class Rvoun(Clovek):
  def rekni(self, text):
    reknu = self.jmeno + ': ' + text.upper()
    return reknu

petr = Rvoun('Petr')
petr.pozdrav()
• tichá pošta

Vytvořte program, který vypíše ve formě scénáře hru na tichou poštu, tzn. bude pro jednotlivé lidi vypisovat tutéž zprávu. Zohledněte při výpisu použití správné třídy pro zadaný charakter lidí. Lidé i jejich typy charakteru jsou uložené ve slovníku níže. Jednotlivé výpisy budou na výstup dávány v abecedním pořadí jmen ze slovníku. Charaktery využijte z předchozích úkolů a jeden nový vytvořte: normální přečte tech tak, jak je v originálu; řvoun přečte text velkými písmeny; tichošlápek přečte text malými písmeny.

zprava = 'Klíče leží zapomenuté na stole...'
seznam = {'Anička': 'normální', 'Petr': 'tichošlápek', 'Marie': 'normální', 'Boženka': 'řvoun', 'Tereza': 'řvoun', 'Marek': 'tichošlápek', 'Josef': 'tichošlápek', 'Damián': 'řvoun', 'Magdaléna': 'řvoun', 'Běla': 'normální', 'Bohumír': 'řvoun', 'Martin': 'tichošlápek', 'Benedikt': 'normální', 'Bohouš': 'řvoun'}
• úkoly
• frekvence_bigramu (5b): Napište program, který spočítá frekvence (počty výskytů) všech písmenných bigramů (dvojic sousedních písmen) zadaného textu na vstupu.
• ticha_posta (5b): Vytvořete/Dokončete výše uvedený program pro tichou poštu a odevzdejte jej. Výstup bude dáván v abecedním pořadí jmen ze slovníku.

6. cvičení (02.11.2021)

6. cvičení (02.11.2021)

• funkce se definují pomocí klíčového slova def a na vstupu přijímají libovolný počet argumentů/parametrů, které mohou být i předvyplněné

Ukázka definování funkce. Jaké budou hodnoty v proměnných a, b a c?

def pricti_sedm(cislo, nasobek=1):
  if cislo % 2 == 0:
    return (cislo + 7) * nasobek
  return cislo + (7 * nasobek)


a = pricti_sedm(5)
b = pricti_sedm(5, 2)
c = pricti_sedm(cislo=6, nasobek=3)

• globální a lokální proměnné; klíčové slovo global uvnitř funkcí

Která z proměnných funguje globálně a která lokálně? Jak dopadne následující kód?

cislo = 5

def pricti_hodnotu(hodnota):
  global cislo
  cislo = cislo + hodnota # samostatně bez global by vrátilo chybu
  return cislo # "cislo + hodnota" by v return prošlo!

print(cislo)
print(pricti_hodnotu(hodnota=3))
print(cislo)
# print(hodnota)

• generátory jsou speciální typy funkcí, které umí postupně dávat k dispozici hodnoty; klíčovým slovem je yield, přičemž postupné generování hodnot se obsluhuje funkcí next()

Co vypíše následující generátor?

def generator():
    print('A')
    yield 0
    print('B')
    yield 1
    print('C')

it = generator()
next(it)
next(it)
next(it)

*Pro pokročilé: S generátory lze pracovat i obousměrně, tzn. v průběhu iterování do nich posílat nové vstupy, a to pomocí funkce send(). Více o této a dalších možnostech lze nalézt [zde].

• rekurze je případ, kdy funkce volá sama sebe

Ukázka rekurze při výpočtu faktoriálu.

def faktorial(cislo):
  if cislo > 0:
    return faktorial(cislo - 1) * cislo
  else:
    return 1

print(faktorial(10))
• pro matematiku existuje i samostatná knihovna math: math.ceil(), math.floor(), math.pow(), math.sqrt(), math.exp(), math.log(), math.log2(), math.comb(), math.perm(), math.factorial(), math.pi
• úkoly:
• druhy_nejvetsi (1b): Vytvořte program, který načte vstupní posloupnost čísel a vypíše druhé největší z nich.
• kresleni_stromu (4b): Rozšiřte program pro kresleni_kere tak, aby vykreslil strom.
• josefuv_problem (3+2b): Vytvořte program, vyřeší tzv. Josefův problém při dobývání Tróje. Na vstupu je číslo udávající počet vojáků, na výstupu je číslo udavající pozici v kruhu, na které si má Josef stoupnout, aby přežil. Úkol má 5 testů: splnění prvních tří testů (což lze i nerekurzivně) vám přinese 3 body; splnění zbylých dvou testů (na což už je rekurze potřeba) vám přinese další 2 body.

5. cvičení (26.10.2021)

5. cvičení (26.10.2021)

4. cvičení (19.10.2021)

4. cvičení (19.10.2021)

• knihovna random: random.seed(), random.random(), random.randint(), random.shuffle(), random.choice(), random.choices(), random.sample()

Ukázka metod z knihovny random.

import random
random.seed(123)
print(random.random())
print(random.randint(2, 6))

pismena = ['a', 'b', 'c', 'd']
random.shuffle(pismena)
print(pismena)

print(random.choice(pismena))
print(random.choices(pismena, k=2)) # s opakováním
print(random.sample(pismena, k=2)) # bez opakování


Vytvořte program, který si náhodně vygeneruje číslo od 0 do 10 a uživatel bude toto číslo hádat, tzn. program se bude uživatele ptát na číslo tak dlouho, dokud jej uživatel neuhodne. Na konci programu (po tom, co uživatel uhodne), vypíše program správné číslo a počet pokusů, který uživatel potřeboval k uhodnutí.

• datová struktura set(): set.add(), set.pop(), set.remove(), set.union(), set.issubset(), set.isdisjoint()

Jak bude množina vypadat po aplikovaná následujících metod? Co jednotlivé metody dělají?

mnozina = set()
mnozina.add(5)
mnozina.add(3)
mnozina.add(5)
mnozina.add(7)
mnozina.pop()
mnozina.add(6)
mnozina.remove(7)
mnozina = mnozina.union({5,8,9})
print(mnozina)

• cyklus for a list comprehension [... for ...] plus užitečné funkce range(), enumerate(), zip() a příkazy pass, break, continue

Jak dopadne výstup tohoto cyklu?

dopravni_prostredky = (
  'auto', 'kolo', 'loď', 'letadlo', 'motorka',
  'brusle', 'koloběžka', 'surf', 'lanovka', 'kůň'
)

# klasický for cyklus
for i in range(0, 5):
  if dopravni_prostredky[i] == 'letadlo':
    print('To bude rychlost! Použiješ totiž letadlo!')
  elif i == 4:
    continue
  elif i == 6:
    break
  else:
    print('Použiješ {}?'.format(dopravni_prostredky[i]))

# list comprehension
vysledek = [prostredek for i, prostredek in enumerate(dopravni_prostredky) if i % 2 == 0]

# metoda zip()
vysledek = [
  prostredek
  for i, prostredek in zip(range(0, len(dopravni_prostredky)), dopravni_prostredky)
  if i % 2 == 0
]


Vytvořte program, který náhodně vygeneruje pole celých čísel (např. 10 čísel od od 0 do 100) a najde v něm druhé největší a druhé nejmenší číslo. Na výstupu program vypíše vygenerované pole a nanlezené hodnoty. (Vyhněte se použití metody sort().)

• úkoly:
• inventura_v_zoo: Vytvořte program, který provede inventuru v zoo tak, že odpoví na zadané otázky. Na vstupu dostane vždy číslo otázky a seznam zvířat. Číslo otázky bude od seznamu zvířat oddělené mezerou; jednotlivé zvířata v seznamu budou od sebe oddělená středníkem a jejich jména neobsahují mezery. Otázky lze nalézt v zadání v ReCodExu - jednotlivé testy kontrolují správnost jednotlivých odpovědí na otázky (Test 1 kontroluje odpověď na Otázku 1, Test 2 kontroluje odpověď na Otázku 2 atd.). Body za správně zodpovězené otázky přidělím ručně v závislosti na tom, na kolik otázek odpovíte (každá otázka za 1b).
• obracene_poradi_cifer (2b): Vytvořte program, který na vstupu dostena číslo a program jej vypíše pozpátku.
• dobra_cisla (3b): Přečtěte si definici dobrého čísla (tj. číslo dělitelné beze zbytku každou svou cifrou) a vytvořte program, který bude hledat počet takových čísel v zadaném intervalu.
• kresleni_kere (4b): Vytvořte program, který na vstupu přijme číslo - velikost keře - a vykreslí příslušně veliký keř podle pravidel uvedených v ReCodExu.

3. cvičení (12.10.2021)

3. cvičení (12.10.2021)

• funkce nad čísly: round()

Ověřte, co se stane s číslem, pokud na něj použijeme funkci round() jako v příkladu níže.

cislo = 1.5762357
print(round(cislo, 2))


Vytvořte program, který se zeptá na výšku v metrech a váhu v kg a na výstupu vrátí hodnotu BMI (hmotnost ÷ výška^2). Výsledek ať program vypíše zaokrouhlený na jedno desetinné místo.

• stringové metody: str.split(), str.strip(), str.lstrip(), str.rstrip(), str.startswith(), str.endswith(), str.replace(), str.join(), str.format(), str.lower(), str.upper()

K čemu slouží níže uvedené stringové metody? Jaký bude výstup jednotlivých příkladů níže?

print('Cena limonády {} je {} {}.'.format('35', 'Sprite', 'KCZ'))
print('Cena limonády {limca} je {cena} {mena}.'.format(cena='35', mena='KCZ', limca='Sprite'))
print('Číslo je {:.2f}'.format(1.56789)) # všimněte si (ne)zaokrouhlení

print('kočka'.startswith('ko'))
print('kočka'.startswith('pe'))

print('pes'.endswith('e'))
print('pes'.endswith('es'))

print('Programování je lopota'.replace('o', ''))
print('Programování je lopota'.replace('je', 'přeci není'))

print('\n\tZnak "\\n" je zalomení řádků. Znak "\\t" reprezentuje tabulátor.\n'.lstrip())
print('\n\tZnak "\\n" je zalomení řádků. Znak "\\t" reprezentuje tabulátor.\n'.rstrip())
print('\n\tZnak "\\n" je zalomení řádků. Znak "\\t" reprezentuje tabulátor.\n'.strip())

print('kočka,pes,želva,papoušek,jelen'.split(','))

print(','.join(['kočka', 'pes', 'želva', 'papoušek', 'jelen'])) # zkuste do pole dát čísla

• datová struktura list(): list[:], list.index(), list.append(), list.insert(), list.pop(), list.count(), list.reverse(), list.remove()

Jak bude pole vypadat po aplikovaná následujících metod? Co jednotlivé metody dělají?

pole = list()
pole.append(5)
pole.append(3)
pole.append(7)
pole.append(1)
pole.insert(2, 6)
pole.insert(21, 6)
pole[1] = 8
pole.remove(6)
pole.pop()
pole.reverse()
print(pole[:2])

• datové struktura tuple(): tuple[:]
• funkce související s list a tuple: len(), sorted(), min(), max(), range()
• logické operátory: ==, !=, <, >, <=, >=, not, and, or, in, all(), any()

Popište výstupy funkcí all() a any().

print(all([True, True, False])
print(all([True, True, True])
print(all([False, False, False])

print(any([True, True, False])
print(any([True, True, True])
print(any([False, False, False])

• podmínky: if - elif - else

Jaký bude výstup následujícího bloku kódu a proč?.

cislo = 1.78
if round(cislo, 0) < cislo:
  print('A')
elif round(cislo, 0) > cislo:
  print('B')
else:
  print('C')


Rozšiřte program pro výpočet BMI (výše): Na základě výsledné hodnoty vrátí příslušnou kategorii z tabulky na wikipedii.

• podmínkový cyklus: while

Co všechno se vypíše na výstup a v jakém pořadí?

cislo = 0
while cislo < 5:
  print('číslo se zvětšilo')
  if cislo == 3:
    print('číslo je 3')
  cislo += 1
print('číslo je {}'.format(cislo))


Vytvořte program za použití while, který bude na vstupu požadovat zadávání čísel od 1-20, a to dokud bude zadané číslo sudé. Jakmile dostane program na vstup liché číslo, vypíše: (i) že se jedná o číslo liché, (ii) minimální a (iii) maximální zadaná čísla, (iv) počty zadaných čísel z intervalů 1-5, 6-10, 11-15, 16-20.

• úkoly
• zpracovani_sudych (4b): Poslední výše uvedený úkol přepracujte tak, aby na vstupu načítal hodnoty ze stringu s mezerami jako separátory, např. '2 6 8 12 8 6 10 3'. String zadávaný na vstupu může také místo čísla zadat písmena a, b, c, např. '2 6 a 8 12 b 8 6 a 10 c 3'; ošetřete, aby se tato písmena ignorovala.
• binarni_do_desitkove (3b): Vytvořte program, který na vstupu dostane binární číslo, převede jej na číslo desítkové a vypíše na výstup; např. pro 01011 vypíše 11

2. cvičení (05.10.2021)

2. cvičení (05.10.2021)

• vzájemné seznámení, Google Form (https://forms.gle/bqTZ4oAPiUrfmJjr9)
• organizační záležitosti (viz Obecné informace)
• zápočet, ReCodEx, kontakty, doprovodné zdroje informací
• programování v Pythonu
• online (Jupyter Notebook)
• Google Collab (https://colab.research.google.com/)
• lokálně
• instalace Pythonu (zde)
• Terminál/Shell (python3 jmeno_programu.py [argumenty/parametry]) vs. dvojklikem
• vybraná vývojová prostředí pro programování (IDE; Integrated Development Environment)
• Visual Studio Code (zde)
• PyCharm (zde)
• Atom.io (zde)
• Geany (zde)
• nano (zde)
• vim (zde)
• funkční a estetické kódění - PEP8 (zde)
• nová látka
• datové typy: int, float, str, bool, None
• lze je používat i jako funkce, které mění jeden datový typ na požadovaný (pokud to lze), např. str(5) vrátí '5'

Jakými datovými typy jsou proměnné a-g? Ověřte pomocí funkce type().

a = 1
b = 1.5
c = 'ahoj'
d = True
e = None
f = '20'
g = "pozdravení"

• základní operace s proměnnými: +, -, *, /, **, //, %
• pozor na datové typy vstupních proměnných
• pozor na uzávorkování u číselných operací

Jak dopadnou následující operace? Jaký datový typ budou mít výsledky? Vymyslete případy, kdy operace vrátí error.

a = 1 + 1
b = 1.5 - 1
c = 3 * 5
d = 4 ** 2
e = 10 / 2
f = 10 // 3
g = 5 % 4
h = 'černo' + 'bílý'
i = 2 * 'po' + 'skočit'
j = 3 * 4 + 2
k = 3 * (4 + 2)
l = True + 5
m = a + b
n = h * b
o = g + i

• funkce: print(), input(), str.format(), type()
• vkládání a vypisování výsledků do terminálu

Pozdravte svým prvním programem. Modifikujte program tak, aby umocňoval vložený vstup na druhou.

a = 'ahoj'
b = input('Zadejte své jméno v 5. pádě: ')
c = a + ' ' + b + '!'
print(c)

# jiné způsoby, jak vytisknout tentýž výstup:
print(a + ' ' + b + '!')
print('ahoj {}!'.format(b))

• úkoly
• ahoj_svete (1b): první program, který jen vypíše slovo Program
• druha_mocnina (2b): umocňovadlo z předchozího úkolu vložte do ReCodExu

1. cvičení (28.09.2021)

1. cvičení (28.09.2021)