1.5.6. Oceny z przedmiotów¶

ZADANIE: Napisz program, który umożliwi wprowadzanie ocen z podanego przedmiotu ścisłego (np. fizyki), następnie policzy i wyświetla średnią, medianę i odchylenie standardowe wprowadzonych ocen. Funkcje pomocnicze i statystyczne umieść w osobnym module.

POJĘCIA: import, moduł, zbiór, przechwytywanie wyjątków, formatowanie napisów i danych na wyjściu, argumenty funkcji, zwracanie wartości.

Kod nr

#! /usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

# importujemy funkcje z modułu ocenyfun zapisanego w pliku ocenyfun.py
from ocenyfun import drukuj
from ocenyfun import srednia
from ocenyfun import mediana
from ocenyfun import odchylenie

przedmioty = set(['polski', 'angielski'])  # definicja zbioru
drukuj(przedmioty, "Lista przedmiotów zawiera: ")

print "\nAby przerwać wprowadzanie przedmiotów, naciśnij Enter."
while True:
    przedmiot = raw_input("Podaj nazwę przedmiotu: ")
    if len(przedmiot):
        if przedmiot in przedmioty:  # czy przedmiot jest w zbiorze?
            print "Ten przedmiot już mamy :-)"
        przedmioty.add(przedmiot)  # dodaj przedmiot do zbioru
    else:
        drukuj(przedmioty, "\nTwoje przedmioty: ")
        przedmiot = raw_input("\nZ którego przedmiotu wprowadzisz oceny? ")
        if przedmiot not in przedmioty:  # jeżeli przedmiotu nie ma w zbiorze
            print "Brak takiego przedmiotu, możesz go dodać."
        else:
            break  # wyjście z pętli

oceny = []  # pusta lista ocen
ocena = None  # zmienna sterująca pętlą i do pobierania ocen
print "\nAby przerwać wprowadzanie ocen, podaj 0 (zero)."

while not ocena:
    try:
        ocena = int(raw_input("Podaj ocenę (1-6): "))
        if (ocena > 0 and ocena < 7):
            oceny.append(float(ocena))
        elif ocena == 0:
            break
        else:
            print "Błędna ocena."
        ocena = None
    except ValueError:
        print "Błędne dane!"

drukuj(oceny, przedmiot.capitalize() + " - wprowadzone oceny: ")
s = srednia(oceny)  # wywołanie funkcji z modułu ocenyfun
m = mediana(oceny)  # wywołanie funkcji z modułu ocenyfun
o = odchylenie(oceny, s)  # wywołanie funkcji z modułu ocenyfun
print "\nŚrednia: {0:5.2f}".format(s)
print "Mediana: {0:5.2f}\nOdchylenie: {1:5.2f}".format(m, o, )

1.5.6.1. Jak to działa¶

Klauza from moduł import funkcja umożliwia wykorzystanie w programie funkcji zdefiniowanych w innych modułach i zapisanych w osobnych plikach. Dzięki temu utrzymujemy przejrzystość programu głównego, a jednocześnie możemy funkcje z modułów wykorzystywać, importując je w innych programach. Nazwa modułu to nazwa pliku z kodem pozbawiona jednak rozszerzenia .py. Moduł musi być dostępny w ścieżce przeszukiwania, aby można go było poprawnie dołączyć.

Note

W przypadku prostych programów zapisuj moduły w tym samym katalogu co program główny.

Instrukcja set() tworzy zbiór, czyli nieuporządkowany zestaw niepowtarzalnych (!) elementów. Instrukcje if przedmiot in przedmioty i if przedmiot not in przedmioty za pomocą operatorów zawierania (not) in sprawdzają, czy podany przedmiot już jest lub nie w zbiorze. Polecenie przedmioty.add() pozwala dodawać elementy do zbioru, przy czym jeżeli element jest już w zbiorze, nie zostanie dodany. Polecenie przedmioty.remove() usunnie podany jako argument element ze zbioru.

Oceny z wybranego przedmiotu pobieramy w pętli dopóty, dopóki użytkownik nie wprowadzi 0 (zera). Blok try...except pozwala przechwycić wyjątki, czyli w naszym przypadku niemożność przekształcenia wprowadzonej wartości na liczbę całkowitą. Jeżeli funkcja int() zwróci wyjątek, wykonywane są instrukcje w bloku except ValueError:, w przeciwnym razie po sprawdzeniu poprawności oceny dodajemy ją jako liczbę zmiennoprzecinkową (typ float) do listy: oceny.append(float(ocena)).

Metoda .capitalize() pozwala wydrukować podany napis dużą literą.

W funkcji print(...).format(s,m,o) zastosowano formatowanie drukowanych wartości, do których odwołujemy się w specyfikacji {0:5.2f}. Pierwsza cyfra wskazuje, którą wartość z numerowanej od 0 (zera) listy, umieszczonej w funkcji format(), wydrukować; np. aby wydrukować drugą wartość, trzeba by użyć kodu {1:}.Po dwukropku podajemy szerokość pola przeznaczonego na wydruk, po kropce ilość miejsc po przecinku, symbol f oznacza natomiast liczbę zmiennoprzecinkową stałej precyzji.

Więcej informacji nt. formatowania danych wyjściowych: PyFormat.

Funkcje wykorzystywane w programie oceny, umieszczamy w osobnym pliku ocenyfun.py.

Kod nr

#! /usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

"""
    Moduł ocenyfun zawiera funkcje wykorzystywane w pliku 05_oceny_03.py
"""

import math  # zaimportuj moduł matematyczny


def drukuj(co, kom="Sekwencja zawiera: "):
    print kom
    for i in co:
        print i,


def srednia(oceny):
    suma = sum(oceny)
    return suma / float(len(oceny))


def mediana(oceny):
    """
    Jeżeli ilość ocen jest parzysta, medianą jest średnia arytmetyczna
    dwóch środkowych ocen. Jesli ilość  jest nieparzysta mediana równa
    się elementowi środkowemu ouporządkowanej rosnąco listy ocen.
    """
    oceny.sort()
    if len(oceny) % 2 == 0:  # parzysta ilość ocen
        half = len(oceny) / 2
        # można tak:
        # return float(oceny[half-1]+oceny[half]) / 2.0
        # albo tak:
        return float(sum(oceny[half - 1:half + 1])) / 2.0
    else:  # nieparzysta ilość ocen
        return oceny[len(oceny) / 2]


def wariancja(oceny, srednia):
    """
    Wariancja to suma kwadratów różnicy każdej oceny i średniej
    podzielona przez ilość ocen:
    sigma = (o1-s)+(o2-s)+...+(on-s) / n, gdzie:
    o1, o2, ..., on - kolejne oceny,
    s - średnia ocen,
    n - liczba ocen.
    """
    sigma = 0.0
    for ocena in oceny:
        sigma += (ocena - srednia)**2
    return sigma / len(oceny)


def odchylenie(oceny, srednia):  # pierwiastek kwadratowy z wariancji
    w = wariancja(oceny, srednia)
    return math.sqrt(w)

Klauzula import math udostępnia w pliku wszystkie metody z modułu matematycznego, dlatego musimy odwoływać się do nich za pomocą notacji moduł.funkcja, np.: math.sqrt() – zwraca pierwiastek kwadratowy.

Funkcja drukuj(co, kom="...") przyjmuje dwa argumenty, co – listę lub zbiór, który drukujemy w pętli for, oraz kom – komunikat, który wyświetlamy przed wydrukiem. Argument kom jest opcjonalny, przypisano mu bowiem wartość domyślną, która zostanie użyta, jeżeli użytkownik nie poda innej w wywołaniu funkcji.

Funkcja srednia() do zsumowania wartości ocen wykorzystuje funkcję sum().

Funkcja mediana() sortuje otrzymaną listę “w miejscu” (oceny.sort()), tzn. trwale zmienia porządek elementów. W zależności od długości listy zwraca wartość środkową (długość nieparzysta) lub średnią arytmetyczną dwóch środkowych wartości (długość). Zapis oceny[half-1:half+1] wycina i zwraca dwa środkowe elementy z listy, przy czym wyrażenie half = len(oceny)/2 wylicza nam indeks drugiego ze środkowych elementów.

Note

Przypomnijmy: alternatywna funkcja sorted(lista) zwraca uporządkowaną rosnąco kopię listy.

W funkcja wariancja() pętla for odczytuje kolejne oceny i w kodzie sigma += (ocena-srednia)**2 korzysta z operatorów skróconego dodawania (+=) i potęgowania (**), aby wyliczyć sumę kwadratów różnic kolejnych ocen i średniej.

1.5.6.1.1. Zadania dodatkowe¶

W konsoli Pythona utwórz listę wyrazy zawierającą elementy: abrakadabra i kordoba. Utwórz zbiór w1 poleceniem set(wyrazy[0]). Oraz zbiór w2 poleceniem set(wyrazy[1]). Wykonaj kolejno polecenia: print w1 – w2; print w1 | w2; print w1 & w2; print w1 ^ w2. Przykłady te ilustrują użycie klasycznych operatorów na zbiorach, czyli: różnica (-) , suma (|), przecięcie (część wspólna, &) i elementy unikalne (^).
W pliku ocenyfun.py dopisz funkcję, która wyświetli wszystkie oceny oraz ich odchylenia od wartości średniej.

Materiały Python 101 udostępniane przez Centrum Edukacji Obywatelskiej na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa-Na tych samych warunkach 4.0 Międzynarodowa.

Utworzony:	2017-09-08 o 19:38 w Sphinx 1.4.5
Autorzy:	Patrz plik “Autorzy”