Programmeren en Wetenschappelijk Rekenen in Python Wi1205AE I.A.M. Goddijn, Faculteit EWI 24 april 2014

(1)

Programmeren en Wetenschappelijk Rekenen in Python

Wi1205AE I.A.M. Goddijn, Faculteit EWI

24 april 2014

(2)

Bijeenkomst 2

Onderwerpen lijsten, loops:

for-loop (met o.a. de range functie), while-loop.

I.A.M. Goddijn Faculteit EWI

24 april 2014 1

(3)

Lijsten

Door de opdracht:

lst = [ 4, 1, 6, 8 ]

wordt aan de variabele lst een lijst bestaand uit 4 elementen toegekend. Merk op:

een lijst begint en eindigt met een rechte haak, de elementen van de lijst worden gescheiden door een komma.

24 april 2014 2

(4)

Door de opdracht:

lst = [ ]

wordt aan de variabele lst een lege lijst toegekend.

vb2-1a.py: elementen, deellijsten en de functies len, max, min

vb2-1b.py: de methode append en +, Belangrijk!

vb2-1c.py: de methoden remove en index

vb2-1d.py: een lijst kan op zichzelf ook weer uit lijsten bestaan

24 april 2014 3

(5)

Bij vb2-1b.py

→ 1 lst = [4, 6, 1, 8, −4]

2 lstcopy = lst 3 lst.append(0) 4 lst = lst + [ 4 , 3 ]

Frames Objects

→ Opdracht die net is uitgevoerd

→ Opdracht die in de volgende stap wordt uitgevoerd Wil je hier mee oefenen?

Zie: http: //pythontutor.com

24 april 2014 4

(6)

Bij vb2-1b.py

→ 1 lst = [4, 6, 1, 8, −4]

→ 2 lstcopy = lst 3 lst.append(0) 4 lst = lst + [ 4 , 3 ]

Frames Objects

24 april 2014 4

(7)

Bij vb2-1b.py

1 lst = [4, 6, 1, 8, −4]

→ 2 lstcopy = lst

→ 3 lst.append(0) 4 lst = lst + [ 4 , 3 ]

Frames Objects

24 april 2014 4

(8)

Bij vb2-1b.py

1 lst = [4, 6, 1, 8, −4]

2 lstcopy = lst

→ 3 lst.append(0)

→ 4 lst = lst + [ 4 , 3 ]

Frames Objects

24 april 2014 4

(9)

Bij vb2-1b.py

1 lst = [4, 6, 1, 8, −4]

2 lstcopy = lst 3 lst.append(0)

→ 4 lst = lst + [ 4 , 3 ]

Frames Objects

24 april 2014 4

(10)

Een speciale lijst, range

Door de opdracht:

x = range(n) (n ∈ Z) wordt aan de variabele x de lijst

[0, 1, . . . , n − 1 ]

toegekend als n > 0 en anders de lege lijst.

De lijst x bevat dus n opeenvolgende gehele getallen, te beginnen bij 0.

24 april 2014 5

(11)

Door de opdracht:

x = range(m, n) (m, n ∈ Z) wordt aan de variabele x de lijst

[m, m + 1, . . . , n − 1 ]

toegekend als n > m anders de lege lijst.

De lijst x bevat dus n − m opeenvolgende gehele getallen, te beginnen bij m.

24 april 2014 6

(12)

Door de opdracht:

x = range(m, n, k) (k, m, n ∈ Z) wordt aan de variabele x de lijst

[m, m + k, m + 2 · k, . . . , m + l · k ] toegekend als |n − m| > |l · k|

en anders de lege lijst.

De syntax van de opdracht range is dus:

range(start, stop, stap)

Alleen gehele getallen!

24 april 2014 7

(13)

Door de opdracht:

x = range(m, n, k) (k, m, n ∈ Z) wordt aan de variabele x de lijst

[m, m + k, m + 2 · k, . . . , m + l · k ] toegekend als |n − m| > |l · k|

en anders de lege lijst.

De syntax van de opdracht range is dus:

range(start, stop, stap)

Alleen gehele getallen!

24 april 2014 7

(14)

vb2-2a.py: range op verschillende manieren vb2-2b.py: range en sum

24 april 2014 8

(15)

for-loop

Laat lst een lijst zijn.

Vorm van een for-loop:

for i in lst :

ingesprongen code ...

vervolg programma (niet ingesprongen)

Voor alle elementen van de lijst lst wordt de ingesprongen code uitgevoerd.

24 april 2014 9

(16)

vb2-3a.py: for-loop, sum, de som en het product van n positieve natuurlijke getallen

vb2-3b.py: for-loop, de berekening van

n

X

k=0

1 k!

(zie:[3, §11.10, vb. 1, 2])

vb2-3c: for-loop, schijnbaar gelijke opdrachten

24 april 2014 10

(17)

Bij de for-loop en range

→ 1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

4 for i in list1 :

5 list₂.append(2 ∗ i )

Frames Objects

→ Opdracht die in de volgende stap wordt uitgevoerd

24 april 2014 11

(18)

Bij de for-loop en range

→ 1 n = 5

→ 2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

4 for i in list1 :

Frames Objects

24 april 2014 11

(19)

Bij de for-loop en range

1 n = 5

→ 2 lst₁ = range(0, n + 1)

→ 3 lst2 = [ ] 4 for i in list1 :

Frames Objects

24 april 2014 11

(20)

Bij de for-loop en range

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1)

→ 3 lst2 = [ ]

→ 4 for i in list1 :

Frames Objects

24 april 2014 11

(21)

Bij de for-loop en range

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1)

→ 3 lst2 = [ ]

→ 5 list₂.append(2 ∗ i )

Frames Objects

24 april 2014 11

(22)

Bij de for-loop en range

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 11

(23)

Bij de for-loop en range

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 11

(24)

Bij de for-loop en range

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 11

(25)

Bij de for-loop en range

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 11

(26)

Bij de for-loop en range

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 11

(27)

Bij de for-loop en range

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 11

(28)

Bij de for-loop en range

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 11

(29)

Bij de for-loop en range

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 11

(30)

Bij de for-loop en range

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 11

(31)

Bij de for-loop en range

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 11

(32)

Bij de for-loop en range

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 11

(33)

Bij de for-loop en range

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 11

(34)

xrange

In een for-loop kan in plaats van range, xrange worden gebruikt dus is de syntax bijvoorbeeld:

for i in xrange(0, n + 1):

Verschillen:

Er wordt alleen n + 1 opgeslagen en in elke stap wordt getest of i < n + 1.

Blijkbaar is deze for-loop eigenlijk een while-loop.

Is n ‘groot’ dan is het gebruik van xrange sneller.

Er zijn minder snel geheugenproblemen.

24 april 2014 12

(35)

Bij de for-loop en xrange

→ 1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

4 for i in list1 :

Frames Objects

24 april 2014 13

(36)

Bij de for-loop en xrange

→ 1 n = 5

→ 2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

4 for i in list1 :

Frames Objects

24 april 2014 13

(37)

Bij de for-loop en xrange

1 n = 5

→ 2 lst₁ = range(0, n + 1)

→ 3 lst2 = [ ] 4 for i in list1 :

Frames Objects

24 april 2014 13

(38)

Bij de for-loop en xrange

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1)

→ 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 13

(39)

Bij de for-loop en xrange

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1)

→ 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 13

(40)

Bij de for-loop en xrange

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 13

(41)

Bij de for-loop en xrange

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 13

(42)

Bij de for-loop en xrange

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 13

(43)

Bij de for-loop en xrange

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 13

(44)

Bij de for-loop en xrange

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 13

(45)

Bij de for-loop en xrange

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 13

(46)

Bij de for-loop en xrange

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 13

(47)

Bij de for-loop en xrange

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 13

(48)

Bij de for-loop en xrange

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 13

(49)

Bij de for-loop en xrange

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 13

(50)

Bij de for-loop en xrange

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 13

(51)

Bij de for-loop en xrange

1 n = 5

2 lst₁ = range(0, n + 1) 3 lst2 = [ ]

Frames Objects

24 april 2014 13

(52)

while-loop

Vorm van een while-loop:

while voorwaarde : ingesprongen code ...

vervolg programma (niet ingesprongen)

Zolang aan de voorwaarde is voldaan wordt de ingesprongen code uitgevoerd.

24 april 2014 14

(53)

vb2-4a.py: while-loop, sum, de som en het product van n positieve natuurlijke getallen

vb2-4b.py: while-loop, de berekening van

n

X

k=0

1 k!

waarbij n zo groot is dat de gewenste nauwkeurigheid wordt bereikt (zie:[3, §11.10, vb. 1, 2])

vb-4c.py: while-loop, if-statement, de rij van fibonacci

24 april 2014 15

(54)

Bij de while-loop

→ 1 n = 5

2 i = 0 3 lst₂ = [2 ∗ i ] 4 while i < n : 5 i = i + 1

6 list2.append(2 ∗ i )

Frames Objects

24 april 2014 16

(55)

Bij de while-loop

→ 1 n = 5

→ 2 i = 0

3 lst₂ = [2 ∗ i ] 4 while i < n : 5 i = i + 1

Frames Objects

24 april 2014 16

(56)

Bij de while-loop

1 n = 5

→ 2 i = 0

→ 3 lst₂ = [2 ∗ i ] 4 while i < n : 5 i = i + 1

Frames Objects

24 april 2014 16

(57)

Bij de while-loop

1 n = 5 2 i = 0

→ 3 lst₂ = [2 ∗ i ]

→ 4 while i < n : 5 i = i + 1

Frames Objects

24 april 2014 16

(58)

Bij de while-loop

1 n = 5 2 i = 0 3 lst₂ = [2 ∗ i ]

→ 4 while i < n :

→ 5 i = i + 1

Frames Objects

24 april 2014 16

(59)

Bij de while-loop

1 n = 5 2 i = 0 3 lst₂ = [2 ∗ i ] 4 while i < n :

→ 5 i = i + 1

→ 6 list2.append(2 ∗ i )

Frames Objects

24 april 2014 16

(60)

Bij de while-loop

1 n = 5 2 i = 0 3 lst₂ = [2 ∗ i ]

→ 4 while i < n : 5 i = i + 1

Frames Objects

24 april 2014 16

(61)

Bij de while-loop

1 n = 5 2 i = 0 3 lst₂ = [2 ∗ i ]

→ 4 while i < n :

→ 5 i = i + 1

Frames Objects

24 april 2014 16

(62)

Bij de while-loop

1 n = 5 2 i = 0 3 lst₂ = [2 ∗ i ] 4 while i < n :

→ 5 i = i + 1

Frames Objects

24 april 2014 16

(63)

Bij de while-loop

1 n = 5 2 i = 0 3 lst₂ = [2 ∗ i ]

→ 4 while i < n : 5 i = i + 1

Frames Objects

24 april 2014 16

(64)

Bij de while-loop

1 n = 5 2 i = 0 3 lst₂ = [2 ∗ i ]

→ 4 while i < n :

→ 5 i = i + 1

Frames Objects

24 april 2014 16

(65)

Bij de while-loop

1 n = 5 2 i = 0 3 lst₂ = [2 ∗ i ] 4 while i < n :

→ 5 i = i + 1

Frames Objects

24 april 2014 16

(66)

Bij de while-loop

1 n = 5 2 i = 0 3 lst₂ = [2 ∗ i ]

→ 4 while i < n : 5 i = i + 1

Frames Objects

24 april 2014 16

(67)

Bij de while-loop

1 n = 5 2 i = 0 3 lst₂ = [2 ∗ i ]

→ 4 while i < n :

→ 5 i = i + 1

Frames Objects

24 april 2014 16

(68)

Bij de while-loop

1 n = 5 2 i = 0 3 lst₂ = [2 ∗ i ] 4 while i < n :

→ 5 i = i + 1

Frames Objects

24 april 2014 16

(69)

Bij de while-loop

1 n = 5 2 i = 0 3 lst₂ = [2 ∗ i ]

→ 4 while i < n : 5 i = i + 1

Frames Objects

24 april 2014 16

(70)

Bij de while-loop

1 n = 5 2 i = 0 3 lst₂ = [2 ∗ i ]

→ 4 while i < n :

→ 5 i = i + 1

Frames Objects

24 april 2014 16

(71)

Bij de while-loop

1 n = 5 2 i = 0 3 lst₂ = [2 ∗ i ] 4 while i < n :

→ 5 i = i + 1

Frames Objects

24 april 2014 16

(72)

Bij de while-loop

1 n = 5 2 i = 0 3 lst₂ = [2 ∗ i ]

→ 4 while i < n : 5 i = i + 1

Frames Objects

24 april 2014 16

(73)

Bij de while-loop

1 n = 5 2 i = 0 3 lst₂ = [2 ∗ i ]

→ 4 while i < n : 5 i = i + 1

Frames Objects

24 april 2014 16

(74)

Een oneindige loop

Bij het gebruiken van een while-loop loop je het risico in een

‘oneindige loop’ terecht te komen. Dit gebeurt wanneer het nooit gebeurt dat er niet voldaan wordt aan de voorwaarde achter while.

Een while-loop kan worden afgebroken door de toetsen:

‘Ctrl-C’ op je toetsenbord te gebruiken. Je krijgt de mededeling ‘KeyboardInterrupt’.

24 april 2014 17

(75)

Tips and Tricks

Let op het inspringen!

Controleer accolades, rechte haken, aanhalingstekens etc.

Gebruik \ om een opdracht te laten doorlopen op de volgende regel.

Een lege regel verhoogt de leesbaarheid.

Voeg zinnig commentaar toe.

24 april 2014 19

(76)

Jacco Hoekstra:

Programming and Scientific Computing in Python (Version 3.10),

Artikelnummer: 0691770043.

David C. Lay:

Linear Algebra and Its Applications (fourth edition), Pearson (2013),

ISBN-13: 978-1-292-02055-6.

James Stewart:

Calculus, Early Transcedentals (seventh edition), Cengage Learning (2012),

ISBN-13: 978-0-538-49887-6.

24 april 2014 19