Μάθημα : Γ ΤΑΞΗ - ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΤΩΝ Η/Υ

Γλώσσα προγραμματισμού python

Eγκαταστήστε την python στον Η/Υ σας

• python.org ή δουλέψτε σε online πλατφόρμα χωρίς εγκατάσταση στην σελίδα
• https://repl.it/languages/python3

Η γλώσσα αυτή γράφτηκε από τον Ολλανδό προγραμματιστή Guido van Rossum στα τέλη της δεκαετίας 1980-90. Η έκδοση 2.0 δημοσιεύτηκε στις 16 Οκτωβρίου 2000 και η έκδοση 3.0, η οποία δεν είναι, εν γένει, σύμφωνη (compatible) με τις προηγούμενες εκδόσεις, στις 3 Δεκεμβρίου 2008. Για τις ανάγκες του μαθήματος θα χρησιμοποιήσουμε την έκδοση 3.5.

Η python είναι μία γλώσσα <<υψηλού επιπέδου>> (άλλα παραδείγματα τέτοιων γλωσσών είναι η FORTRAN, C, Java κλπ). Ο κώδικας μία τέτοιας γλώσσας πρέπει να μετατραπεί σε <<γλώσσα μηχανής>> ώστε να εκτελεστεί από τον Η/Υ. Η επεξεργασία αυτή γίνεται από διερμηνευτές (interpreters) και μεταγλωττιστές (compilers). Στην περίπτωση της python η επεξεργασία γίνεται από διερνηνευτή.

Η Python είναι μια γλώσσα προγραμματισμού με απλό συντακτικό, εξαιρετική αναγνωσιμότητα, φορητότητα (portability) και μοντέρνα χαρακτηριστικά που την κάνουν κατάλληλη ως πρώτη γλώσσα προγραμματισμού. Η επιτυχία της οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στο γεγονός ότι είναι ερμηνευόμενη γλώσσα (interpreted language). Αυτό σημαίνει ότι ο μεταγλωττιστής της Python παράγει ενδιάμεσο κώδικα (bytecode) ο οποίος μπορεί να εκτελεστεί από τον διερμηνέα (interpreter) σε πολλά διαφορετικά υπολογιστικά περιβάλλοντα. Διερμηνείς για τη γλώσσα Python υπάρχουν για όλα τα δημοφιλή λειτουργικά συστήματα (Windows, Linux, MacOS). Αν ο προσωπικός σας υπολογιστής χρησιμοποιεί το λειτουργικό σύστημα Linux ή το MacOS τότε η Python είναι ήδη εγκατεστημένη (βεβαιωθείτε όμως ότι έχετε τον διερμηνέα για την Python 3 γράφοντας python3 στη γραμμή εντολών). Διαφορετικά, μπορείτε να εγκαταστήσετε το περιβάλλον εργασίας Python με το όνομα Canopy από την ιστοσελίδα της Enthought.

Οι ελεύθερα προσβάσιμοι υπολογιστές του Τμήματος χρησιμοποιούν το λειτουργικό σύστημα Linux και έχουν, φυσικά, εγκατεστημένο το διερμηνέα για την Python 3. Περιέχουν επίσης, το κέλυφος IDLE, δηλαδή έναν διαδραστικό διερμηνέα της Python με ενσωματωμένο κειμενογράφο. Τα εργαστήρια του μαθήματος θα γίνονται σε αυτά τα υπολογιστικά συστήματα, αλλά μπορείτε να χρησιμοποιείτε τον δικό σας φορητό υπολογιστή.

Έχουμε επιλέξει την python για να μάθουμε προγραμματισμό διότι είναι:

 

• Γλώσσα ανοικτού κώδικα (διαθέσιμη στη διεύθυνση http://python.org).
• Γενικής χρήσης, υψηλού επιπέδου γλώσσα προγραμματισμού.
• Εύκολη στην εκμάθηση (απλό συντακτικό).
• Με δυνατότητες σε διάφορες κατευθύνσεις (ισχυρή γλώσσα προγραμματισμού).
• Κατάλληλη για αρχάριους και για έμπειρους προγραμματιστές.
• Αντικειμενοστραφής.
• Υπάρχουν αρκετά πακέτα υποστήριξης (βιβλιοθήκες).

Μεταβλητές

Πράξεις με αριθμούς

Θα δώσουμε πολλαπλασιασμό και διαίρεση αριθμών και θα πάρουμε το αποτέλεσμα:

 

>>> 3*4
12
>>> 3.0*4.0
12.0
>>> 3.0*4
12.0
>>> 1/2
0.5
>>> 4/2
2.0
>>> 2/3
0.6666666666666666

Στο online περιβάλλον στο τρίτο πλαίσιο με το μαυρο χρώμα μπορείτε να δοκιμάσετε τα παραδείγματα.

Τύποι μεταβλητών

1. int (ακέραιος)
2. float (κινητής υποδιαστολής)
3. bool (λογική μεταβλητή: παίρνει τις τιμές True ή False)
4. NoneType (παίρνει την τιμή None, δηλώνει απουσία τιμής)

Παράδειγμα. Θα δώσουμε τιμές σε μεταβλητές (κινητής υποδιαστολής) με ονόματα: pi, a.

>>> pi = 3.14
>>> a = 10.0

Κάνουμε πράξεις με μεταβλητές και παίρνουμε το αποτέλεσμα σε νέα μεταβλητή.

>>> emvado = pi*a**2
>>> print (emvado)

Βρήκαμε το εμβαδό δίσκου με ακτίνα ίση με 10. Χρειάστηκε να υψώσουμε στο τετράγωνο (a**2) και να κάνουμε πολλαπλασιασμό (με το σύμβολο *). Τελικά εκχωρήσαμε το αποτέλεσμα του π a² στη νέα μεταβλητή area.

Τελεστές.

• 10+4 --> 14 (Πρόσθεση)
• 10-4 --> 6 (Αφαίρεση)
• 10*4 --> 40 (Πολλαπλασιασμός)
• 10**4 --> 10000 (Ύψωση σε δύναμη)
• 10/4 --> 2.5 (Διαίρεση)
• 10//4 --> 2 (Ακέραια διαίρεση)
• 10%4 --> 2 (Υπόλοιπο ακέραιας διαίρεσης)

 

Παράδειγμα. Δίνουμε τιμές σε μεταβλητές:

>>> a = 3
>>> b = 3.14
>>> d = True
>>> n = None

Με την εντολή type μπορούμε να ελέγξουμε τον τύπο των μεταβλητών οι οποίες ήδη έχουν ορισθεί (έχουν τιμές).

>>> type(a)
<class 'int'>

>>> type(b)
<class 'float'>

>>> type(d)
<class 'bool'>

>>> type(n)
<class 'NoneType'>

 

Άσκηση. Έχουμε 800 εγγεγραμμένους μαθητές στο σχολείο μας. Αν οι βαθμολογίες των μαθημάτων καταχωρηθούν με την βοήθεια της python, τι τύπων και πόσες μεταβλητές  χρειαζόμαστε για να καλύψουμε την βαθμολογία και των 800 μαθητών;

 

Άσκηση. Αναφέρετε περιπτώσεις όπου ο τύπος NoneType θα ήταν χρήσιμος.

Ονόματα μεταβλητών

• Μπορούν να περιέχουν γράμματα και αριθμούς (αλφαριθμητικούς χαρακτήρες),
• αλλά πρέπει να ξεκινούν με ένα γράμμα.
• Τα πεζά διακρίνονται από τα κεφαλαία.
• Μπορεί να περιέχεται το underscore (_).

Παραδείγματα

>>> natural_number = 3
>>> to_pi = 3.14
>>> greeting = 'hallo there!'
>>> protasi = True
>>> bathmos = None
>>> Bathmos = 10

 

Μη αποδεκτά ονόματα μεταβλητών:

• 1number - αρχίζει με αριθμό.
• number! - περιέχει το !
• class - είναι λέξη-κλειδί.

 

Λέξεις κλειδιά

Είναι δεσμευμένες λέξεις με ειδική σημασία. Για να τις δούμε όλες:

 

>>> import keyword
>>> keyword.kwlist
['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']

Εντολές

Έχουμε ήδη δει μερικές εντολές της python: print, type, int, float, str.

Παραδείγματα:

>>> print(a)
3
>>> print(d)
True
>>> print(a,b)
3 3.14
>>> int(b)
3
>>> float(a)
3.0
>>> str(3.14159)
'3.14159'
>>> print(greeting)
hallo there!

'Αλλα παραδείγματα:

>>> print(a,b,greeting)
3 3.14 hallo there!

Άσκηση Γράψτε εντολές με τις οποίες θα δίνονται τιμές σε δύο μεταβλητές (π.χ. 3 και 3.14 αντίστοιχα) και μετά θα τυπώνεται το εξής
The value is: 3
The value is: 3.14

Πακέτα

Έχουμε δει επίσης την εντολή import η οποία μας επιτρέπει πρόσβαση σε προκαθορισμένες μεταβλητές, συναρτήσεις κλπ. Το πακέτο math περιέχει χρήσιμες μαθηματικές σταθερές και μαθηματικές συναρτήσεις.

>>> import math
>>> print(math.pi)
3.141592653589793
>>> math.sqrt(2.0)
1.4142135623730951
>>> math.sqrt(2)
1.4142135623730951
>>> math.exp(1)
2.718281828459045

Σφάλματα

Συντακτικό σφάλμα. Ας δούμε τα εξής

>>> print c
SyntaxError: Missing parentheses in call to 'print'
>>> print(c,Nick)
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#32>", line 1, in 
    print(c,Nick)
NameError: name 'Nick' is not defined
</pyshell#32>

H πρώτη εντολή έχει συντακτικό λάθος το οποίο η Python ονομάζει SyntaxError. Η δεύτερη εντολή έχει ένα λάθος το οποίο η Python ονομάζει NameError. Ο διερνηνευτής (interpreter) μας δίνει πληροφορία σχετικά με το κάθε λάθος.

Σφάλμα σημαντικής. Ας δούμε επίσης

>>> print(3,2)
3 2

 

Τυπώσαμε δύο αριθμούς. Δεν φαίνεται να υπάρχει κανένα λάθος στο παραπάνω. Εάν όμως ο σκοπός μας ήταν να τυπώσουμε τον αριθμό 3.2 τότε έχουμε κάνει ένα λάθος σημαντικής (semantic error). Δηλαδή, η εντολή δίνει μεν ένα αποτέλεσμα, αλλά δεν είναι αυτό που θέλαμε.

 

Μελέτη

Τοπικές ιστοσελίδες

1. Ιστοσελίδα μαθήματος "Γλώσσα Προγραμματισμού Ι", 2016 (Μιχ. Πλεξουσάκης)
2. Ιστοσελίδα μαθήματος "Γλώσσα Προγραμματισμού Ι", 2015

Βιβλιογραφία

1. An Informal Introduction to Python: variables, strings
2. Δ. Καρολίδης, Μαθαίνετε εύκολα python.
3. Κ. Μαγκούτης, Χ. Νικολάου, Εισαγωγή στον αντικειμενοστραφή προγραμματισμό με Python, (Αποθετήριο "Κάλλιπος", 2016) - Δείτε τα κεφάλαια 1. Εισαγωγή στην Python, 2. Τιμές, τύποι, μεταβλητές, λέξεις κλειδιά, εντολές, 3. Εκφράσεις, τελεστές, σχόλια.

Εργαλεία

• Cloud coding environment.
• Μπορείτε να τρέξετε python στον φυλλομετρητή: Codeskulptor.
• Μπορείτε να τρέξετε python στον φυλλομετρητή: CodeAcademy.
• idle3: Είναι ένα ολοκληρωμένο περιβάλλον για την ανάπτυξη και εκτέλεση προγραμμάτων python.
• Μπορείτε να τρέξετε python στο κινητό σας τηλέφωνο (εφαρμογή QPython3).

Ανακύκλωση

Η εντολή while

Η εντολή αναλύκλωσης while περιγράφει μία επαναληπτική διαδικασία και το συντακτικό της είναι:

while expression:
    statements

Οι εντολές statements εκτελούνται εφόσον η έκφραση expression είναι αληθής. Ο τρόπος ομαδοποίησης των εντολών ανακύκλωσης statements είναι πάλι η εσοχή (tab).

Παράδειγμα. Εισάγετε έναν ακέραιο m και τυπώστε σε διαδοχικές γραμμές τους ακεραίους από το 0 έως τον m.

max = int(input("Give a positive integer: "))
i = 0
while i <= max:
    print(i)
    i = i + 1

Παράδειγμα. Θα βελτιώσουμε ένα προηγούμενο πρόγραμμά μας ώστε να βρούμε την κυβική ρίζα τέλειου κύβου με τη μέθοδο της εξαντλητικής απαρίθμησης.

perfect_cube = 216   # this is a perfect cube
x = 0
while x**3 < perfect_cube:
    x = x + 1
    if x**3 < perfect_cube:
	print("No,", x,"is not the cubic root of",perfect_cube)
    elif x**3 == perfect_cube:
	print("Yes, indeed!", x,"is the cubic root of",perfect_cube)

Παράδειγμα. Εύρεση ρίζας θετικού αριθμού με τον αλγόριθμο του Ήρωνα.

x = input("Give a number")
x = float(x)
g = 1.0                # first approximation
while abs(g*g - x) > 1.0e-5:
    g = (g+x/g)/2.0
print("The square root of",x,"is approximately",g)

Συμβολοσειρές. Μπορούμε να εξαγάγουμε έναν-έναν τους χαρακτήρες μιας συμβολοσειράς.

s = input("Give a string: ")
i = 0
while i < len(s):
    print(i,"character is",s[i])
    i = i + 1

Παρατήρηση: η εντολή i += 1 είναι ισοδύναμη με την i = i + 1. Γενικότερα, η x += y είναι ισοδύναμη με την x = x + y. Επίσης υπάρχουν και οι τελεστές -=, *=, /=, //=. **= με ανάλογες σημασίες. Το προηγούμενο πρόγραμμα γράφεται ως

s = input("Give a string: ")
i = 0
while i < len(s):
    print(i,"character is",s[i])
    i += 1

Εντολή break

Μπορούμε να τερματίσουμε μία ανακύκλωση πρόωρα με την εντολή break.

s = input("Give a string: ")

i = 0
while i < len(s):
    if s[i] == 'o':
	print("The character o is in position",i)
    i = i + 1
if i == len(s):
    print("There is no o in the word", s)

Μπορούμε να παραγάγουμε ατέρμονη ανακύκλωση αν στη θέση της συνθήκης για την while βάλουμε την boolean σταθερά True. Η εντολή break είναι απαραίτητη στις ατέρμονες ανακυκλώσεις.

Παράδειγμα. Θα ζητήσουμε από τον χρήστη να εισάγει έναν αριθμό από το 1 έως το 100 και θα επαναλαμβάνουμε την προτροπή εάν ο χρήστης δίνει αριθμούς εκτός αυτού του διαστήματος.

while True:
    x = int(input("Input a number between 1 and 100: "))
    if  x >= 1 and x <= 100:
	break
print("Well done!")

Εντολή continue

Οι εντολές της ανακύκλωσης δεν εκτελούνται και η ανακύκλωση επαναλαμβάνεται όταν στη ροή του προγράμματος συναντήσουμε την εντολή continue.

 

Παράδειγμα. Θα εισαγάγουμε αριθμούς στο πρόγραμμα και θα βρούμε το άθροισμα των πρώτων 10 θετικών αριθμών (αγνοώντας τους αρνητικούς).

iter = 0
summ = 0
while iter < 10:
    x = int(input('Enter a positive integer: '))
    if x <= 0:
        continue
    summ = summ + x
    iter = iter + 1
print('The sum of the positive numbers is', sum)

Ανακύκλωση με την εντολή for

Έχουμε χρησιμοποιήσει ορισμένες φορές ανακύκλωση όπου μία μεταβλητή (μετρητής) παίρνει τιμές από μια ακολουθία ακεραίων.

Η εντολή for μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να σαρώσουμε επαναληπτικά μία ακολουθία ακεραίων (η μία οποιαδήποτε ακολουθία). Για παράδειγμα, θα μπορούμε να τυπώσουμε τα τετράγωνα των ακεραίων από το 1 έως το 10.

for i in range(1,11):
    print('The square of', i, 'is', i**2)

Η μεταβλητή i που εμφανίζεται μετά τη λέξη-κλειδί for λαμβάνει διαδοχικά τις τιμές της ακολουθίας range(1,11) και η εντολή print(i) εκτελείται. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται μέχρι να εξαντληθούν οι τιμές της ακολουθίας.

Το συντακτικό της εντολής for είναι

for variable in sequence:
    statements

Ο τελεστής in δίνει στη μεταβλητή variable της τιμές που περιέχονται στην ακολουθία sequence με σειριακό τρόπο (την μία μετά την άλλη). Οι εντολές statements εκτελούνται για κάθε τιμή της variable και η διαδικασία επαναλαμβάνεται μέχρι να εξαντληθούν οι τιμές της ακολουθίας. Εάν θελήσουμε να τερματήσουμε πρόωρα την ανακύκλωση μπορούμε να το κάνουμε με την εντολή break (όπως είδαμε και στην while).

Παράδειγμα. Για την εύρεση κυβικής ρίζας (τέλειου κύβου, έστω pc) με εξαντλητική απαρίθμηση σαρώσαμε μία σειρά ακεραίων από το 1 έως το πολύ pc.

pc = int(input("Give an integer: "))
for x in range(0,pc+1):
    if x**3 == abs(pc):
	print("The cubic root of",pc,"is",x)
        break

Μία βελτίωση του παραπάνω προγράμματος είναι η ακόλουθη (σκεφτείτε γιατί αυτό αποτελεί βελτίωση).

pc = int(input("Give an integer: "))
for x in range(0,abs(pc)+1):
    if x**3 >= abs(pc):
       break

if x**3 != abs(pc):
   print(pc,"is not a perfect cube")
else:
   if pc < 0:
	x = -x
   print("The cubic root of",pc,"is",x)

Σάρωση λιστών και συμβολοσειρών

Παράδειγμα. Ας βρούμε το άθροισμα των στοιχείων μίας λίστας (της οποίας τα στοιχεία είναι αριθμοί).

L = [1,2,3,4,5,6,8,9]

sumL = 0
for num in L:
    sumL += num

print(sumL)

Παράδειγμα. Μία λίστα λέγεται παλινδρομική αν η σειρά των στοιχείων της είναι η ίδια είτε διαβάζεται από αριστερά προς τα δεξιά είτε αντίστροφα. Ας ελέγξουμε αν μία λίστα είναι παλινδρομική.

n = len(L)
flag = True
for i in range(0,n//2):
    if L[i] != L[n-i-1]: 
	flag = False
	break

print(flag)

• Μέσα στην ανακύκλωση ελέγχουμε αν το στοιχείο το οποίο βρίσκεται i θέσεις μετά το πρώτο (δηλαδή, το L[i]) είναι ίδιο με αυτό που βρίσκεται i θέσεις πριν το τελευταίο (δηλαδή, το L[n-1-i]).
• Αρκεί να διατρέξουμε τη λίστα μέχρι την μέση (n//2) αφού πάντα κάνουμε συγκρίσεις ενός στοιχείου στο πρώτο μισό με στοιχείο στο δεύτερο μισό της λίστας. Αν η λίστα έχει περιττό αριθμό στοιχείων δεν χρειάζεται να γίνει έλεγχος στο μεσαίο στοιχείο.
• Χρησιμοποιήσαμε μία λογική μεταβλητή flag η οποία παίρνει την τιμή False αν έστω και δύο αντίστοιχα γράμματα δεν είναι ίδια. Η flag διετηρεί την αρχική τιμή της True αν ποτέ δεν πάρει την τιμή False εντός του for.

Ερώτηση. Πώς θα μπορούσαμε να ελέγξουμε αν μία λίστα είναι παλινδρομική με χρήση της μεθόδου reverse;

strings ως ακολουθίες χαρακτήρων. Οι μεταβλητές τύπου string είναι ακολουθίες χαρακτήρων και μπορούμε να γράψουμε εντολές ανακύκλωσης που σαρώνουν τους χαρακτήρες μιας ακολουθίας χαρακτήρων:

Παράδειγμα. Ας τυπώσουμε έναν-έναν με τη σειρά τούς χαρακτήρες μίας συμβολοσειράς.

s = 'Nick Papadakis'
for c in s:
    print(c)

Μπορούμε επίσης να διατρέξουμε την συμβολοσειρά χρησιμοποιώντας τους δείκτες των χαρακτήρων.

s = 'Nick Papadakis'
for i in range(len(s)):
    print('The',i,'th character is',c)

Παράδειγμα. Θα διατρέξουμε (σαρώσουμε) τη λίστα colors, θα αφαιρέσουμε τα χρώματα που δεν μας αρέσουν και θα προσθέσουμε ορισμένα που μας αρέσουν.

colors = ['red','green','blue','cyan','magenta','yellow','black']

colors1 = colors[:]
for c in colors1:
    yesno = input("Should I keep " + c + "? (y/n) ")
    if yesno == 'n': colors.remove(c)

while True:
    newColor = input("Should I add a new color? (color/n) ")
    if newColor != 'n':
        colors.append(newColor)
    else:
        break

print("Your new list of colors is\n",colors)

Παράδειγμα. Γράψτε ένα πρόγραμμα το οποίο ελέγχει αν δυο λίστες έχουν τουλάχιστον ένα κοινό στοιχείο. Εδώ θα χρειαστεί να ελέγχουμε τα στοιχεία της δεύτερης λίστας, ενώ διατρέχουμε την πρώτη λίστα. Αυτό θα το πετύχουμε με την χρήση δύο ενθυλακωμένων for.

L1 = [1,2,3,4,5,6]
L2 = [5,6,7,8,9]

flag = False
for e1 in L1:
    for e2 in L2:
	 if e1 == e2: 
           flag = True
           break

if flag: print('Yes')
else: print('No')

Η python μας προσφέρει έναν απλό τρόπο για να ελέγχουμε αν ένα στοιχείο υπάρχει σε μία λίστα. Γράφουμε για στοιχείο e σε λίστα L την έκφραση: e in L. Η έκφραση αυτή παίρνει τις τιμές True, False. Το προηγούμενο πρόγραμμα γράφεται με απλούστερο τρόπο ως εξής:

L1 = [1,2,3,4,5,6]
L2 = [5,6,7,8,9]

flag = False
for e in L1:
    if e in L2:
	flag = True
	break

if flag: print('Yes')
else: print('No')

Παράδειγμα. Μια Πυθαγόρεια τριάδα είναι ένα σύνολο τριών φυσικών αριθμών a<b<c

import math

m = 20
counter = 0
for a in range(1,m+1):
    for b in range(a+1,m+1):
        c2 = a**2 + b**2
        c  = math.sqrt(c2)
        if int(c) == c:
           counter += 1
           c = int(c)
           print(a,b,c)

print("I found",counter,"Pythagorean triads")

perfect_cube = int(input("Give an integer: "))
x = 0

while x**3 < abs(perfect_cube):
    x = x + 1

if x**3 != perfect_cube:
    print(perfect_cube,"is not a perfect cube")
else:
    if perfect_cube < 0:
       x = -x
    print("The cubic root of", perfect_cube,"",x)

και θα διχοτομούμε το διάστημα ώσπου να πετύχουμε μία συγκεκριμένη ακρίβεια της προσέγγισης (epsilon).

x = 2;             # θα βρούμε την τετραγωνική ρίζα του 2
epsilon = 1.0e-3   # η ακρίβεια του αποτελέσματος
numGuesses = 0     # μετρητής για τις επαναλήψεις που θα γίνουν

low = 1; high = x;      # το αποτέλεσμα θα είναι στο διάστημα [low,high]
mid = (low + high)/2.0

while abs(x - mid**2) >= epsilon:
    print('low =', low, 'high =', high, 'Approximation =', mid)
    numGuesses += 1
    if mid**2 < x:
        low = mid
    else:
        high = mid
    mid = (low + high)/2.0

print('Number of iterations = ',numGuesses)
print('The square root of',x,'is approximately', mid)

Κρεμάλα. Φτιάξτε ένα πρόγραμμα με το οποίο μπορούμε να παίξουμε το παιχνίδι Κρεμάλα.

• Κώδικας, σε μία αρχική μορφή με αρκετές ελλείψεις.
• Κώδικας, ο οποίος κάνει κάποιους ελέγχους και τυπώνει καλύτερα της κρεμάλα.
• Πλήρης κώδικας, στον οποίο όμως πρέπει να δίνετε εσείς τη ζητούμενη λέξη μέσα στο πρόγραμμα.
• Πλήρης κώδικας, ο οποίος διαβάζει μία τυχαία λέξη από αρχείο.

Μελέτη

Βιβλιογραφία

1. J.V. Guttag, Υπολογισμοί και προγραμματισμός με την python, (Κεφάλαιο 3).
2. Κ. Μαγκούτης, Χ. Νικολάου, Εισαγωγή στον αντικειμενοστραφή προγραμματισμό με Python, (Αποθετήριο "Κάλλιπος", 2016) - Κεφάλαιο 5. Επανάληψη με την εντολή while.

Λίστες

Σειρά στοιχείων

Μία σειρά στοιχείων (αριθμών, συμβολοσειρών κλπ) μπορούν να οργανωθούν σε μία δομή η οποία ονομάζεται λίστα. Η σειρά των στοιχείων ορίζεται από ορθογώνιες παρενθέσεις και τα στοιχεία χωρίζονται μεταξύ τους με κόμμα. Παραδείγματα:

>>> rgb = ['red','green','blue']
>>> cities = ['Agios','Heraklion','Rethymno','Chania']
>>> digits = [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]

Ο αριθμός των στοιχείων μίας λίστας μπορεί να βρεθεί με χρήση της συνάρτησης len:

>>> len(digits)
10

Μπορούμε να ανακτήσουμε ένα από τα στοιχεία της λίστας χρησιμοποιώντας τον δείκτη του. Η δεικτοδότηση είναι ακριβώς όπως στις συμβολοσειρές.

>>> rgb[1]
'green'
>>> rgb[-1]
'blue'

Τεμαχισμός (slicing): Μπορούμε να ανακτήσουμε ένα τμήμα της λίστας χρησιμοποιώντας ένα εύρος δεικτών. Το αποτέλεσμα είναι μία νέα λίστα.

>>> digits[1:3]
[1,2]
>>> digits[7:]
[7,8,9]

Βλέπουμε ότι η σύνταξη είναι όμοια με αυτή που χρησιμοποιήσαμε στον τεμαχισμό συμβολοσειρών.

Βασικές λειτουργίες

Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τo σύμβολo της πρόσθεσης (+) για λίστες. Από την πρόσθεση δύο λιστών προκύπτει μία μέα λίστα η οποία περιέχει όλα τα στοιχεία των δύο λιστών. Για παράδειγμα:

>>> cmyk = ['cyan','magenta','yellow','black']
>>> colors = rgb + cmyk
>>> colors
['red','green','blue','cyan','magenta','yellow','black']

Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τo σύμβολo του πολλαπλασιασμού (*) μεταξύ ακεραίου n και λίστας L:

>>> 2*rbg
['red','green','blue','red','green','blue']
>>> 2*[0,1]
[0,1,0,1]

Η n*L δίνει μία νέα λίστα η οποία περιέχει n φορές τα στοιχεία της L σε διαδοχική σειρά.

Μέθοδοι

Σε μία υπάρχουσα λίστα μπορούμε να προσθέσουμε ένα στοιχείο. Για παράδειγμα:

>>> colours.append('white')
>>> colors
['red','green','blue','cyan','magenta','yellow','black','white']

L.append(e): Έχουμε χρησιμοποιήσει μία μέθοδο η οποία ονομάζεται append και αυτή επέδρασε στη λίστα colors. Προστέθηκε ένα στοιχείο ('white') στην λίστα. Το όρισμα e της μεθόδου append προστίθεται ως τελευταίο στοιχείο στη λίστα L και η υπάρχουσα λίστα μεγαλώνει κατά ένα στοιχείο.

Η γενική σύνταξη για μία μέθοδο είναι λιστα.μεθοδος(ορισμα). Ας δούμε τώρα μερικές χρήσιμες μεθόδους για λίστες.

L.remove(e): Αφαιρεί το στοιχείο e από την λίστα L. Για παράδειγμα:

>>> colors.remove('white')
>>> colors
['red', 'green', 'blue', 'cyan', 'magenta', 'yellow', 'black']

L.pop(): Αφαιρεί το τελευταίο στοιχείο λίστας L (και το επιστρέφει). Επίσης μπορούμε να αφαιρέσουμε στοιχείο με συγκεκριμένο δείκτη.

>>> colors.pop()
'white'
>>> colors
['red','green','blue','cyan','magenta','yellow', 'black']]

>>> colors.pop(1)
'green'
>>> colors
['red','blue','cyan','magenta','yellow', 'black']

Μπορούμε να ελέγξουμε αν ένα στοιχείο υπάρχει σε λίστα:

>>> 'white' in colors
False

Θα μπορούσαμε να προσθέσουμε στην λίστα στοιχεία εφόσον αυτά δεν υπάρχουν ήδη:

>>> if 'white' not in colors: colors.append('white')

Παράδειγμα.

# Create lists with the countries of the continents
Europe = ['greece','italy','france','norway','denmark','the netherlands']
Asia = ['china','india','korea','nepal','thailand','iran']
America = ['USA','perou','canada','mexico']

# ask the user for the name of a country
country = input('Give the name of a country: ')

# Initialize an auxiliary variable 
newCountry = ''

# check whether the given country is included in a list
if country in Europe:
	print(country,'is in Europe')
elif country in Asia:
	print(country,'is in Asia')
elif country in America:
	print(country,'is in America')
else:
	newCountry = input('Does this country belong to Europe, Asia or America? ')


# Add the new country to one of the lists
if newCountry == 'Europe':
	Europe.append(country)
elif newCountry == 'Asia':
	Asia.append(country)
elif newCountry == 'America':
	America.append(country)

# Print the content of the lists
print(Europe)
print(Asia)
print(America)

Παρατήρηση. Μία λίστα είναι δυνατόν να μεταβληθεί και αυτό μπορεί να συμβεί, π.χ., με μία μέθοδο. Λέμε ότι οι λίστες είναι μεταλλάξιμες.

Παράδειγμα. Εισάγετε μία ημερομηνία (ημέρα, μήνας, έτος) και βρείτε (και τυπώστε) την ημερομηνία της επόμενης ημέρας.

import sys     # Εισάγει εντολές και συναρτήσεις του interpreter

months31 = [1,3,5,7,8,10,12]        # Μήνες με 31 ημέρες
months30 = [4,6,9,11]               # Μήνες με 30 ημέρες

# Εισάγουμε ημερομηνία
day   = int(input("Give day: "))
month = int(input("Give month: "))
year  = int(input("Give year: "))

if 1 <= month <= 12:                # Ο μήνας πρέπει να είναι από 1 έως 12
   print("You entered the date {}-{}-{}".format(day,month,year))
else:
   print("There is no such month")
   sys.exit()                       # Τερματίζεται η εκτέλεση του προγράμματος

if month in months31:               # Βρίσκουμε την τελευταία ημέρα του μήνα
   lastday = 31
elif month in months30:
   lastday = 30
elif month == 2:
   lastday = 28
else:                                # Θα συμβεί αν δεν έχουμε προβλέψει πόσες ημέρες έχει ο μήνας
   print("Month has no days!")
   sys.exit()                  

# Βρίσκουμε την επόμενη ημερομηνία: ημέρα, μήνα, έτος
if 0 < day < lastday:
   day = day + 1
elif day == lastday:
   day = 1
   if month == 12:
      month = 1
      year = year + 1
   else:
      month = month + 1
else:
   print("There is no such day!")
   sys.exit()

# Τυπώνουμε το αποτέλεσμα
print("Next date is {}-{}-{}".format(day,month,year))

Άσκηση. Εισάγετε μία ημερομηνία (ημέρα, μήνας, έτος) και βρείτε (και τυπώστε) την ημερομηνία της επόμενης ημέρας. Λάβετε υπόψιν την περίπτωση να είναι το έτος δίσεκτο.

Άλλες μέθοδοι

L.index(e). Επιστρέφει το δείκτη της πρώτης παρουσίας του στοιχείου e στη λίστα L.

L.count(e). Επιστρέφει τον αριθμό φορών που εμφανίζεται το στοιχείο e στη λίστα L.

L.reverse(). Αναστρέφει τη σειρά των στοιχείων στη λίστα L.

L.sort(). Ταξινομεί τα στοιχεία της λίστας L σε αύξουσα σειρά.

L.insert(i,e). Το στοιχείο e τοποθετείται στη θέση i της λίστας L.

Παράδειγμα. Ας δημιουργήσουμε μία λίστα, μετά θα αντιστρέψουμε τη σειρά των στοιχείων της.

>>> L = ['a','b','c','d','e','f']
>>> L.reverse()
>>> L
['f', 'e', 'd', 'c', 'b', 'a']

Παρατήρηση. Δείτε ότι η εντολή L.reverse (καθώς και αρκετές άλλες μέθοδοι: sort, insert κλπ) μεταλλάσσει την ίδια τη λίστα (και δεν δημιουργεί μία καινούρια για να βάλει το αποτέλεσμα της μεθόδου).

Παράδειγμα. Ας δημιουργήσουμε μία λίστα για την οποία μετά θα ανακατέψουμε τα στοιχεία της με τυχαίο τρόπο και τέλος θα εντοπίσουμε ένα συγκεκριμένο στοιχείο της.

import random
L = ['a','b','c','d','e','f']
random.shuffle(L)
print(L.index('a'))

Ειδικότερα είδη λιστών

Παρατήρηση. Μία λίστα μπορεί να περιέχει στοιχεία διαφορετικών τύπων:

>>> exampleList = ['father',30,'son',3]

Παρατήρηση. Μία λίστα μπορεί να περιέχει λίστες:

>>> exampleList = [[1,2,3],['a','b','c']]

Παράδειγμα. (Άρτιες μεταθέσεις τριών αριθμών.) Ξεκινούμε με μία άδεια λίστα []. Ακολούθως, της επεκτείνουμε βάζοντας μία-μία τις άρτιες μεταθέσεις τριών αριθμών. Κάθε μία από τις μεταθέσεις είναι λίστα τριών αριθμών.

>>> permute = []
>>> permute.append([1,2,3])
>>> permute.append([2,3,1])
>>> permute.append([3,1,2])
>>> permute
[[1, 2, 3], [2, 3, 1], [3, 1, 2]]

Παράδειγμα.

Θα δούμε την πρόσβαση στα στοιχεία μίας λίστας L1 η οποία είναι στοιχείο άλλης λίστας L. Αυτό μπορεί να γίνει με δύο τρόπους: είτε μέσω της αρχικής λίστας L1 είτε μέσω του αντίστοιχου στοιχείου της μεγαλύτερης λίστας L.

 

>>> L1 = ['a','b','c']
>>> L2 = [1,2,3]
>>> L = [L1,L2]
>>> L
[['a', 'b', 'c'], [1, 2, 3]]
L1.append('d')
>>> L
[['a', 'b', 'c', 'd'], [1, 2, 3]]
>>> L[0].append('e')
>>> L
[['a', 'b', 'c', 'd', 'e'], [1, 2, 3]]
>>> L1
['a', 'b', 'c', 'd', 'e']

Ακολουθία range()

Η εντολή range(n,m) δημιουργεί μία ακολουθία ακεραίων από τον n έως τον m-1.

>>> range(1,10)
range(1, 10)

Μπορούμε να δημιουργήσουμε μία λίστα που περιέχει την ακολουθία αριθμών της range:

>>> list(range(1,10))
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

Παραδείγματα. (α) Αν παραλήψουμε το πρώτο όρισμα τότε αυτό θεωρείται ότι είναι το 0. (β) Ως τρίτο όρισμα μπορούμε να βάλουμε το βήμα για την ακολουθία των παραγόμενων αριθμών.

>>> list(range(10))
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>> list(range(0,10,2))
[0, 2, 4, 6, 8]

Η γενική μορφή της συνάρτησης είναι range(start,end,step) και κατασκευάζει την αριθμητική πρόοδο start, start+step, start+2*step,...,start+n*step.

• Αν step>0 τότε στην παραπάνω ακολουθία ο start+n*step είναι ο μεγαλύτερος ακέραιος μικρότερος από τον end.
• Αν step<0 τότε ο start+n*step είναι ο μικρότερος ακέραιος μεγαλύτερος από τον end.
• Αν το start παραληφθεί τότε start=0. Αν το step παραληφθεί τότε step=1.

 

Μελέτη

Βιβλιογραφία

1. J.V. Guttag, Υπολογισμοί και προγραμματισμός με την python (Κεφάλαιο 5).
2. Δημήτριος Καρολίδης, Μαθαίνετε εύκολα python (Παράγραφοι 4.1, 4.2) (Εκδόσεις Καρολίδη, 2016).

>>> x = 5     # assign a value to the variable x
>>> y = 7     # assign a value to the variable y
>>> x == y    # check if x is equal to y
False
>>> x < y     # check if x is smaller than y, etc
True
>>> x <= y
True
>>> x > y
False
>>> x >= y
False
>>> x != y    # check if x is not equal to y
True

>>> cond = (x == y)
>>> cond
False
>>> type(cond)
<class 'bool'>

>>> year = 2017
>>> isleap = year%4 == 0
>>> print(isleap)

>>> x = 5
>>> if x>0:
	print("x is positive")
	print("x =",x)

>>> x = 5
>>> if x%2==0:
	print(x,'is even')
    else:
	print(x,'is odd')

if expression:
    statements_true
else:
    statements_false

>>> x = 5
>>> y = 7
>>> if x>y:
	print(x,'is greater than',y)
    elif x<y:
	print(x,'is less than',y)
    else:
	print(x,'and',y,'are equal')

>>> year = 2017
>>> isleap = year%4 == 0
>>> if isleap:
	print("Year",year,"is leap year")
    else:
	print("Year",year,"is not leap year")

>>> year = 2017
>>> isleap = (year%4 == 0) and (year%100 != 0)
>>> print(isleap)

>>> year = 2017
>>> isleap = (year%4 == 0) and (year%100 != 0) or (year%400 == 0)
>>> print(isleap)

>>> isleap = (year%4 == 0 and year%100 != 0) or (year%400 == 0)

a == 1
if a = 1:
   print('a is one')

if x >= y:
    if x >= z:
        print('x is largest')
    else:
        print('z is largest')
else:
    if y >= z:
        print('y is largest')
    else:
        print('z is largest')

x = float(input("Give a number: "))
y = float(input("Give a number: "))
z = float(input("Give a number: "))

if y > z:
   a = z; z = y; y = a
if x > z:
   a = z; z = x; x = a
if x > y:
   a = y; y = x; x = a

print("{} {} {}".format(x,y,z))

a = float(input("Δώστε το συντελεστή a: "))   # Διαβάζουμε τους συντελεστές του τριωνύμου
b = float(input("Δώστε το συντελεστή b: "))
c = float(input("Δώστε το συντελεστή c: "))

D = b*b-4*a*c                               # Διακρίνουσα
if D<0:
    print("Δεν υπάρχει λύση.")
else:
    if D>0:                                 # Αν η διακρίνουσα είναι θετική 
        sqD = math.sqrt(D)
        x1 = (-b-sqD)/(2*a)                 # έχουμε δύο ρίζες: x1,x2
        x2 = (-b+sqD)/(2*a)
        print("Οι ρίζες είναι η {} και η {}".format(x1, x2)) # τυπώνουμε το αποτέλεσμα
    else:                                   # Η διακρίνουσα είναι 0, άρα το τριώνυμο έχει μια διπλή ρίζα
        x = -b/(2*a)
        print("Διπλή ρίζα {}".format(x))

Αλγόριθμοι

Παράδειγμα. (Εύρεση κυβικής ρίζας τέλειου κύβου.) Η κυβική ρίζα κάποιων αριθμών είναι ακέραιος. Μπορούμε να βρούμε την κυβική ρίζα του a=216

perfect_cube = 216   # this is a perfect cube

print("Try to guess the cubic root of",perfect_cube)
x = input("Give an integer: ")
x = int(x)

if x**3 == perfect_cube:
    print("Yes, indeed!", x,"is the cubic root of",perfect_cube)
elif x**3 < perfect_cube:
     print("You need a larger number")
elif x**3 > perfect_cube:
     print("You need a smaller number")

x = 2.0
prompt = "Give a number close to the root of "+str(x)+": "
g = input(prompt)
g = float(g)

print("The square of",g,"is:",g*g)
g = (g+x/g)/2.0
print("g =",g,"is a better approximation: g*g =",g*g)

# coefficients of cubic polynomial
a0 = 1.0; a1 = 2.0; a2 = 0.0; a3 = 3.0

# input x and find f(x), at two points x=x1, x=x2
x1 = float(input("Give x1: "))
fx1 = a0 + a1*x1 + a2*x1**2 + a3*x1**3

x2 = float(input("Give x2: "))
fx2 = a0 + a1*x2 + a2*x2**2 + a3*x2**3

print("f(x1) =",fx1,"\nf(x2) =",fx2)

# Check if a root of the polynomial is in the interval [x1,x2].
# Try to go closer to the root.
if fx1*fx2 <= 0:
    print("A root is between",x1,"and",x2)
    x = (x1+x2)/2.0
    fx = a0 + a1*x + a2*x**2 + a3*x**3
    print("It may be close to",x,"where f =",fx)
else:
    print("I cannot locate a root of the polynomial")

είναι σταθερές).

Πληροφορία.

• Μπορεί να μας δωθεί υπό τη μορφή μίας πρότασης. Π.χ., η τετραγωνική ρίζα αριθμού x είναι ένας y τέτοιος ώστε y*y=x.
• Μπορεί να προκύπτει στο τέλος μίας διαδικασίας. Δηλαδή, μπορεί να μας δωθεί μία ακολουθία οδηγιών στο τέλος των οποίων προκύπτει η πληροφορία. Ένα παράδειγμα είναι η μέθοδος εύρεσης τετραγωνικής ρίζας αριθμού του Ήρωνα.

 

Ένας αλγόριθμος αποτελείται από βήματα υπολογισμών τα οποία εφαρμόζονται σε κάποια αρχικά δεδομένα και, αφού εξελιχθούν μέσω διαφόρων καταστάσεων, δίνουν κάποια τελικά δεδομένα (δηλαδή, ένα αποτέλεσμα).

Για να εφαρμόσουμε έναν αλγόριθμο χρειαζόμαστε μία γλώσσα προγραμματισμού. Μία γλώσσα προγραμματισμού δίνει εντολές στον υπολογιστή ώστε να πραγματοποιηθούν οι πράξεις, οι οποίες αποτελούν τα βήματα οποιουδήποτε αλγορίθμου.

Μελέτη

Βιβλιογραφία

1. Δ. Καρολίδης, Μαθαίνετε εύκολα python.
2. Κ. Μαγκούτης, Χ. Νικολάου, Εισαγωγή στον αντικειμενοστραφή προγραμματισμό με Python, (Αποθετήριο "Κάλλιπος", 2016) - Κεφάλαιο 4. Συναρτήσεις και εκτέλεση υπό συνθήκη.
3. J.V. Guttag, Υπολογισμοί και προγραμματισμός με την python (Παράγραφοι 2.2, 3.1).

Μπορούμε να γράψουμε ακολουθίες χαρακτήρων, τα όρια των οποίων καθορίζονται από απλές (') ή διπλές (") αποστρόφους. Αυτές θα τις ονομάζουμε συμβολοσειρές (strings). Ορίζουμε μεταβλητές οι οποίες περιέχουν συμβολοσειρές.

>>> a = 'Akis'
>>> b = 'Papadopoulos'

Παραδείγματα. Mπορούμε να εφαρμόσουμε σε συμβολοσειρές τους τελεστές πρόσθεσης (+) και πολλπλασιασμού (*).

>>> onoma = a + b
>>> print(onoma)
AkisPapadopoulos
>>> onoma = a + " " + b
>>> print(onoma)
Akis Papadopoulos
>>> 2*a
'AkisAkis'
>>> year_in = 2020
>>> print(onoma,"came to Evosmos in",year_in)
Akis Papadopoulos came to Evosmos in 2020

Μπείτε στο online περιβάλλον της python https://repl.it/repls/BeneficialExternalRotation και δοκιμάστε στο μαύρο παράθυρο τις εντολές

Mπορούμε να βρούμε το μήκος της συμβολοσειράς.

>>> len(onoma)
16

Κάθε χαρακτήρας σε μία συμβολοσειρά έχει αριθμό θέσης (δείκτη, index). Η αρίθμηση ξεκινάει από το 0 και ο τελευταίος χαρακτήρας μιας συμβολοσειράς με μήκος n έχει δείκτη n-1.

>>> len(onoma)
16
>>> onoma[0]
'A'
>>> onoma[13]
'u'
>>> onoma[1]
'k'

Τεμαχισμός (Slicing): επιλέγουμε ένα τμήμα της συμβολοσειράς. Ο συμβολισμός onoma[start:end] αναφέρεται σε ένα τμήμα της αρχικής συμβολοσειράς, ειδικότερα στους χαρακτήρες της συμβολοσειράς onoma που βρίσκονται στις θέσεις start, start+1,..., end-1.

>>> onoma[0:4]
'Akis'
>>> onoma[1:4]
'kis'

Η θέση κάθε χαρακτήρα θέσης μπορεί επίσης να καθορισθεί μετρώντας από το τέλος της συμβολοσειράς (string). Αν το μήκος της συμβολοσειράς είναι n τότε η αρίθμηση ξεκινάει από το -n. Η συνολική συμβολοσειρά μπορεί να αναφερθεί ως s[-n:].

>>> s = 'Akis'
>>> s[-4:-1]
'Aki'
>>> s[-4:]
'Akis'

Μπορούμε να γράψουμε [start:end:step] για να αναφερθούμε στις θέσεις μεταξύ start και end-1 με βήμα step.

>>> s1 = 'Take'
>>> s2 = 'Make'
>>> s3 = 'Fake'
>>> s = s1 + s2 + s3
>>> s
'TakeMakeFake'
>>> len(s)
12
>>> s[0:12:4]
'TMF'

Είσοδος δεδομένων.

Η είσοδος δεδομένων (από το πληκτρολόγιο) γίνεται με τη συνάρτηση input. Το (προαιρετικό) όρισμα της συνάρτησης τυπώνεται στην οθόνη κατά την εκτέλεση του προγράμματος ως μια προτροπή (prompt) στο χρήστη να εισαγάγει δεδομένα. Οτιδήποτε εισάγει ο χρήστης αποθηκεύεται ως ακολουθία χαρακτήρων και εκχωρείται στη μεταβλητή αριστερά του ίσον (=).

>>> name = input('What is your name? ')
What is your name? Maria Antuaneta
>>> print('Hello,', name)
Hello, Maria Antuaneta
>>> age = input('How old are you? ')
How old are you? 23
>>> print(age)
23
>>> type(age)
<class 'str'>

Παρατηρήστε ότι ο τύπος της μεταβλητής name αλλά και της age είναι str, δηλαδή ακολουθία χαρακτήρων (και όχι int που ίσως να περίμενε κάποιος). Μπορούμε όμως να μετατρέψουμε τη μεταβλητή age σε ακέραιο γράφοντας int(age) και με αυτό τον τρόπο αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε αριθμητικές εκφράσεις:

>>> age = input('How old are you? ')
How old are you? 23
>>> my_age = 18
>>> print('You are', int(age)-my_age, 'years older than I am!')
You are 5 years older than I am!

Μπορούμε επίσης να περάσουμε το αποτέλεσμα της input απ' ευθείας σε μία άλλη συνάρτηση, π.χ., στην float.

>>> price = float(input('How much for the apples? '))
How much for the apples? 1.79
>>> type(price)
<class 'float'>
>>> kilos = 4.5
>>> cost = price * kilos

Εντολή eval. Η python διαθέτει την εντολή eval η οποία μετατρέπει το αποτέλεσμα της input στον τύπο που αναμένουμε.

Παράδειγμα. Στο επόμενο παράδειγμα εισάγουμε δεδομένα με την input ως συμβολοσειρά την οποία στη συνέχεια η eval μετατρέπει σε float.

>>> x = input("Give data: ")
Give data: 1.1
>>> type(x)
<class 'str'>
>>> x = eval(x)
>>> type(x)
<class 'float'>
>>> print(x)
1.1

Παράδειγμα. H eval μπορεί να αναγνωρίσει ότι μία συμβολοσειρά περιέχει δεδομένα υπό μορφή λίστας και να μετατρέψει την συμβολοσειρά σε λίστα.

>>> x = input("Give data: ")
Give data: [1,3,5,7]
>>> x = eval(x)
>>> print(x)
[1, 3, 5, 7]

Η εντολή eval αναγνωρίζει επίσης και αριθμητικές πράξεις, τις οποίες εκτελεί και δίνει το αποτέλεσμα:

>>> x = eval(input("Give a number: "))
Give a number: 1+2.4
>>> print(x)
3.4

>>> x = eval(input("Give a number: "))
Give a number: 3/4
>>> print(x)
0.75

Μελέτη

Βιβλιογραφία

1. Δ. Καρολίδης, Μαθαίνετε εύκολα python.
2. An Informal Introduction to Python: variables, strings

x = 5.0
y = 6.0

if x >= y:
   maxx = x
else
   maxx = y

print(maxx)

def maximum(x,y):
   if x >= y:
      maxx = x
   else
      maxx = y
   return maxx

result = maximum(5.0,6.0)
print(result)

.

def f(x):
    fvalue = x**2 - 2*x + 1
    return fvalue

x = 3.0
result = f(x)
print(x,result)

Παράδειγμα. Γράψτε μία συνάρτηση η οποία να ελέγχει αν το όνομά μας τελειώνει σε "ακης" (akis). Σε αυτή την περίπτωση η τιμή της θα είναι True, αλλιώς η τιμή της συνάρτησης θα είναι False.

def name_end(s):
    if s[-4:] == 'akis':
        return True
    else:
        return False

name = input("Give a name: ")
print(name_end(name))

Εντολή return. Σημειώστε ότι η εμφάνιση της εντολής return σε οποιοδήποτε σημείο στο σώμα μιας συνάρτησης τερματίζει την εκτέλεση των εντολών της συνάρτησης και επιστρέφει τη ροή του προγράμματος στο σημείο αμέσως μετά την κλήση της. Η χρήση της εντολής return είναι προαιρετική. Αν αυτή δεν εμφανίζεται ή η εμφάνισή της δεν ακολουθείται από κάποια έκφραση, τότε η συνάρτηση επιστρέφει την τιμή None.

Παράδειγμα. [Πηγή: Σημειώσεις Μ. Πλεξουσάκη.] Ας ορίσουμε μία συνάρτηση η οποία τυπώνει το μήνυμα Hello! όποτε κληθεί:

def sayHello():
    print('Hello!')

Ας την καλέσουμε:

>>> sayHello()
Hello!

Αν όμως είχαμε γράψει print(sayHello(), 'Maria') θα βλέπαμε το μήνυμα None Maria γιατί None είναι η τιμή η οποία επιστρέφει η συνάρτηση sayHello. Δείτε ακόμα ότι η συνάρτηση αυτή δεν έχει τυπικά ορίσματα και γι' αυτό η λίστα των τυπικών ορισμάτων της είναι κενή, αλλά η κλήση της συνάρτησης διατηρεί την κενή λίστα των ορισμάτων.

Παρατήρηση. Το κεντρικό πλεονέκτημα των συναρτήσεων είναι ότι μπορούμε να τις καλούμε επανειλημμένα από το κύριο πρόγραμμα. Ο κώδικας που περιέχεται στη συνάρτηση εκτελείται σε κάθε κλήση της από το κύριο πρόγραμμα.

Γραφική επανάληψη

Σχήμα. Η γενική μορφή μιας συνάρτησης και η κλήση της από το κύριο πρόγραμμα.

Ενσωματωμένες συναρτήσεις (built-in functions)

Πρέπει να παρατηρήσουμε ότι έχουμε ήδη δει συναρτήσεις σε προηγούμενα μαθήματα, όπως αυτές τις οποίες παρέχει το πακέτο math.

• math.sin(x), math.cos(x), math.abs(x), etc.

Παρατηρήστε ότι όλες οι παραπάνω παίρνουν ένα όρισμα και επιστρέφουν μία τιμή, όπως ακριβώς οι συναρτήσεις που ορίζονται με την εντολή def.

Επίσης, έχουμε δει ενσωματωμένες συναρτήσεις της python.

• type(a), print(), len(s) etc.

Παρατήρηση. Η χρήση συναρτήσεων είναι ιδαίτερα διαδεδομένη σε μία γλώσσα προγραμματισμού (όπως η python). Αυτό ισχύει και για τις ενσωματωμένες συναρτήσεις και για αυτές τις οποίες γράφει ο προγραμματιστής. Και τα δύο είδη συναρτήσεων χρησιμοποιούνται με τον ίδιο τρόπο, όπως είδαμε.

Μελέτη

Βιβλιογραφία

1. Δημήτριος Καρολίδης, Μαθαίνετε εύκολα python (Εκδόσεις Καρολίδη, 2016).
2. Κ. Μαγκούτης, Χ. Νικολάου, Εισαγωγή στον αντικειμενοστραφή προγραμματισμό με Python, (Αποθετήριο "Κάλλιπος", 2016) - Κεφάλαιο 4. Συναρτήσεις και εκτέλεση υπό συνθήκη.