Termipankki
  1. A
    1. Ajonaikainen
      konseptit
    2. Alkio
      arvot listat
    3. Alustaminen
      muuttujat arvot
    4. Argumentti
      arvot funktiot
    5. Arvo
      arvot
    6. Avain
      sanakirjat arvot
    7. Avainsana
      nimet
    8. Avainsana-argumentti
      funktiot
    9. Avausmoodi
      tiedostot
    10. Aliohjelma
      Funktio
    11. Attribuutti
      Jäsenarvo
    12. Ajaminen
      Suorittaminen
  2. B
    1. Boolen operaattori
      Looginen operaattori
    2. Bugi
      Ohjelmointivirhe
    3. break
      toistorakenteet avainsanat
  3. C
    1. Carriage return
      pakeneminen merkkijonot tiedostot windows
    2. Ctrl + C
      Näppäimistökeskeytys
    3. Callback
      Takaisinkutsu
    4. continue
      toistorakenteet avainsanat
  4. D
    1. Data
    2. Debuggaus
    3. Dokumenttimerkkijono
      dokumentointi
  5. E
    1. Elementti
      Alkio
    2. Ehto
      ohjausrakenteet
    3. Ehtolause
      ohjausrakenteet
    4. Ehtorakenne
      ehtorakenteet ohjausrakenteet
    5. Epätosi
      arvot
    6. Erotin
      merkkijonot tiedostot listat syöte
    7. Evaluointi
      lausekkeet arvot
    8. Exception
      poikkeukset ohjausrakenteet
    9. enumerate
      listat toistorakenteet
  6. F
    1. False
      Epätosi
    2. Format
      merkkijonot tulostus
    3. Funktio
      funktiot
    4. Funktiokutsu
      funktiot lauseet
    5. Funktiomäärittely
    6. for
  7. G
    1. Generaattori
      objektit toistorakenteet
    2. Globaali muuttuja
      muuttujat arvot
  8. H
    1. Haara
      try-rakenteet ehtorakenteet
    2. Hyppy
      ohjausrakenteet
    3. Hardkoodaus
      Kovakoodaus
  9. I
    1. if-lause
      Ehtolause
    2. if-rakenne
      Ehtorakenne
    3. Ikuinen silmukka
      toistorakenteet
    4. Indeksi
      arvot listat
    5. Indeksiosoitus
      arvot listat
    6. import
      moduulit
  10. J
    1. Jäsenarvo
      objektit
    2. Jäsenfunktio
      Metodi
  11. K
    1. Kutsu
      Funktiokutsu
    2. Kierros
      toistorakenteet
    3. Kirjasto
      moduulit
    4. Komentoriviargumentti
      terminaali
    5. Kommentti
      virheenetsintä dokumentointi
    6. Kooditiedosto
      konseptit
    7. Kovakoodaus
      arvot
    8. Kutsupyyntö
      funktiot
    9. Käsittelijä
      funktiot konseptit
    10. Käyttöliittymä
      konseptit
    11. Käyttöliittymäelementti
    12. Koodilohko
      Lohko
    13. Koodi
      Lähdekoodi
    14. KeyboardInterrupt
      Näppäimistökeskeytys
    15. Komentorivi
      Terminaali
    16. Komentokehote
      Terminaali
    17. Kahva
      Tiedostokahva
  12. L
    1. Lause
      konseptit
    2. Lauseke
      konseptit
    3. Leikkaus
      listat
    4. Lista
    5. Literaaliarvo
      arvot
    6. Liukuluku
      arvot tyypit
    7. Lohko
      ohjausrakenteet funktiot
    8. Looginen operaattori
      ohjausrakenteet operaattorit
    9. Lähdekoodi
      konseptit
  13. M
    1. Muotoilu
      Format
    2. Merkki
    3. Merkkijono
      arvot tyypit
    4. Metodi
      funktiot objektit
    5. Metodikutsu
      lausekkeet objektit
    6. Moduuli
    7. Monikko
      tietorakenteet listat
    8. Muuntumaton
      arvot merkkijonot konseptit
    9. Muuntuva
      arvot konseptit listat
    10. Muuttuja
      arvot konseptit
    11. Määrittely
      konseptit
  14. N
    1. Nimeämätön vakio
      arvot vakiot
    2. Nimi
      muuttujat funktiot
    3. Nimiavaruus
      moduulit funktiot konseptit
    4. Nimikonflikti
    5. Näkyvyysalue
      konseptit lohkot
    6. Näppäimistökeskeytys
      poikkeukset
  15. O
    1. Objekti
      konseptit
    2. Olio
      Objekti
    3. Ohjausrakenne
      try-rakenteet toistorakenteet ehtorakenteet
    4. Ohjelmointiongelma
      ongelmanratkaisu
    5. Ohjelmointityyli
    6. Ohjelmointivirhe
      ongelmanratkaisu
    7. Oletusarvo
      arvot funktiot parametrit
    8. Ominaisuus
      objektit
    9. Operaatio
      lausekkeet
    10. Operaattori
    11. Operandi
  16. P
    1. Paikanpidin
      merkkijonot tulostus
    2. Pakeneminen
      merkkijonot
    3. Palauttaminen
      arvot funktiot
    4. Paluuarvo
    5. Parametri
      funktiot
    6. Poikkeus
      try-rakenteet ongelmanratkaisu
    7. Poikkeusten käsittely
      ohjausrakenteet poikkeukset
    8. Polku
    9. Python-konsoli
      työkalut
    10. Python-tulkki
      työkalut
    11. Pääohjelma
      konseptit
    12. Presedenssi
      Sidontajärjestys
  17. R
    1. Rajapinta
      moduulit funktiot konseptit
    2. Ratkaisumalli
      ongelmanratkaisu
    3. Rekursio
      funktiot konseptit
    4. Rivinvaihtomerkki
      merkkijonot tiedostot
  18. S
    1. Sanakirja
      tietorakenteet
    2. Sapluuna
      merkkijonot konseptit
    3. Sekvenssi
      tietorakenteet konseptit toistorakenteet
    4. Sidontajärjestys
      lausekkeet konseptit
    5. Suoritusjärjestys
      Sidontajärjestys
    6. Sijoittaminen
      muuttujat arvot
    7. Sijoitusoperaattori
      muuttujat arvot operaattorit
    8. Silmukkamuuttuja
      muuttujat toistorakenteet
    9. Sisennys
      konseptit
    10. Sisäänrakennettu funktio
      funktiot
    11. Suorittaminen
      lausekkeet konseptit
    12. Syntaksi
      konseptit
    13. Syntaksivirhe
      poikkeukset
    14. Syöte
      merkkijonot konseptit
    15. Silmukka
      Toistorakenne
    16. Stacktrace
      Traceback
  19. T
    1. Taikaluku
      Nimeämätön vakio
    2. try-rakenne
      Poikkeusten käsittely
    3. Takaisinkutsu
      funktiot
    4. Tallennusformaatti
      merkkijonot tiedostot
    5. Tapahtuma
      konseptit
    6. Tekstitiedosto
      tiedostot
    7. Terminaali
      työkalut
    8. Testaaminen
      ongelmanratkaisu konseptit
    9. Tiedostokahva
      objektit tiedostot
    10. Tiedostonimi
      merkkijonot tiedostot
    11. Tiedostopääte
      tiedostot
    12. Tietorakenne
      sanakirjat konseptit listat
    13. Tila
      konseptit
    14. Toistorakenne
      ohjausrakenteet
    15. Tosi
      arvot
    16. True
      Tosi
    17. Totuusarvo
      ohjausrakenteet
    18. Traceback
      ongelmanratkaisu
    19. Tulostaminen
      merkkijonot konseptit
    20. Tynkäfunktio
      ongelmanratkaisu funktiot
    21. Tyylisääntö
    22. Tyyppi
      arvot konseptit
    23. Tyyppimuunnos
      arvot funktiot tyypit
  20. V
    1. Vakio
      muuttujat arvot
    2. Valinnainen argumentti
      arvot funktiot parametrit
    3. Vertailuarvo
    4. Vertailuoperaattori
      ohjausrakenteet operaattorit
    5. Viittaaminen
      muuttujat arvot objektit
    6. Virheviesti
      ongelmanratkaisu
  21. W
    1. while
      toistorakenteet
    2. with
      tiedostot
Ratkaistu: / tehtävää

3. Harjoitukset: Silmukka kiristyy

Näissä harjoituksissa tehdään entistä enemmän ns. oikeampia ohjelmia. Uutuutena erityisesti se, että niin ohjelman käsittelemä tieto kuin koodin toistokerrat eivät ole enää rajattuja ennalta määrättyhin kiinteisiin arvoihin. Toisto antaa paljon mahdollisuuksia, mutta vaatii tietysti myös uudenlaisten ajattelumallien omaksumista. Tämän kerran lopputyöaihetehtävät ovat selkeästi paketin haastavimpia, mutta samalla niistä pitäisi myös saada aika konkreettista hyötyä.

Osaamistavoitteet

Silmukoiden ja listojen soveltaminen ongelmanratkaisussa. Yhä laajempien ongelmakokonaisuuksien ratkonta kun päästään pois viime viikon rajoitteista. Keskeisiä käsitteitä ovat tällä viikolla listat ja silmukat. Jälkimmäisistä löytyy käyttöä niin while- kuin for-silmukoillekin ja toivon mukaan nämä harjoitukset havainnollista kummankin käyttötarkoituksia. Listojen kohdalla erityisen keskeistä on oppia muodostamaan oikeanlaisia tietorakenteita.

Esimerkki

Tehtävänanto

Kakkosmateriaalin lopussa väläytettiin ideaa ohjelmasta, joka muuntaa mittaustuloksia imperiaalisista hemulin-kaavunhelman-leveys-tulipalon-sammutuksen-jälkeen tyylisistä mittausyksiköistä järjellisiin SI-järjestelmän yksiköihin. Mittaustuloksia ei vain silloin osattu käsitellä massoina, kun listoja ei tunnettu. No, nyt tunnetaan! Eli tehdään ohjelma johon voi syöttää useita mittaustuloksia yksiköineen, ja ohjelma muuntaa ne kaikki vastaaviksi SI-järjestelmän yksiköiksi. Koska ohjelma on suunniteltu valmiin mittausdata käsittelyyn, valikoissa selaaminen tulee minimoida - niinpä kaikki yksiköt pitäisi muuntaa automaattisesti riippumatta siitä mitä suuretta ne ovat. Lämpötila tosin unohdetaan, koska se ei mene samaan kerroin-kohdeyksikkö kaavaan kuin muut yksiköt.
Tiedostoja ei osata vielä käsitellä, joten ohjelmasta tulee jossain määrin väliaikaisratkaisu. Tosin
komentorivin
syöteohjauksella voidaan halutessa ottaa mittaukset tiedostosta, ja itse asiassa myös tallentaa tulostukset tiedostoon...
Kakkosmateriaalin lopussa meillä oli siis jotain tämän näköistä, joka toimi pituudelle:
PITUUSKERTOIMET = {
    "in": 0.0254,
    "\"": 0.0254,
    "ft": 0.3048,
    "'": 0.3048,
    "yd": 0.9144,
    "mi": 1609.344
}

def muunna_metreiksi(mittaus):
    arvo = mittaus["arvo"]
    yksikko = mittaus["yksikko"]    
    try:
        metrit = arvo * PITUUSKERTOIMET[yksikko]
    except KeyError:
        mittaus["virheellinen"] = True
    else:
        mittaus["yksikko"] = "m"
        mittaus["arvo"] = metrit

mittaus = {"yksikko": "aasi", "arvo": 4.64}
print("{:.3f} {}".format(mittaus["arvo"], mittaus["yksikko"]))
print("on")
muunna_metreiksi(mittaus)
if not mittaus.get("virheellinen", False):
    print("{:.3f} {}".format(mittaus["arvo"], mittaus["yksikko"]))
else:
    print("Virheellinen yksikkö")

Ratkaisu

Ensimmäinen vastattava kysymys on se, miten pystytään päättelemään samalla kertaa lähdeyksiköstä sekä kerroin että kohdeyksikkö. Tämä onnistuisi tietenkin valtavalla
ehtorakenteella
, mutta ei sellaista koodia halua kukaan ylläpitää. Alkuperäisessä esimerkissä saatiin kertoimet
sanakirjasta
. Mikään ei estä laittamasta
tietorakenteita
sanakirjan arvoiksi, joten pelkän kertoimen sijaan voidaan laittaa
monikko
, joka sisältää sekä kertoimen että kohdeyksikön. Lisätään myös sanakirjaan kaikkien suureiden yksiköt:
YKSIKOT = {
    "in": (2.54, "cm"),
    "\"": (2.54, "cm"),
    "ft": (30.48, "cm"),
    "'": (30.48, "cm"),
    "yd": (0.9144, "m"),
    "mi": (1.609344, "km"),
    "oz": (28.349523125, "g"),
    "lb": (0.45359237, "kg"),
    "cp": (2.365882365, "dl"),
    "pt": (4.73176473, "dl"),
    "qt": (0.946352946, "l"),
    "gal": (3.785411784, "l")    
}
Tällaisesta rakenteesta saadaan kerroin loitsimalla YKSIKOT[yksikko][0] ja vastaavasti kohdeyksikkö YKSIKOT[yksikko][1] - eli haetaan ensin
avainta
vastaava monikko ja vielä sen sisältä
indeksiosoituksella
haluttu arvo. Tätä tietoa käyttämällä voidaan muuttaa esimerkin funktiosta allaolevan mukainen muunna_si_yksikoksi-funktio.
def muunna_si_yksikoksi(mittaus):
    arvo = mittaus["arvo"]
    yksikko = mittaus["yksikko"]    
    try:
        # monikon 1. alkio on kerroin
        si_arvo = arvo * YKSIKOT[yksikko][0] 
    except KeyError:
        mittaus["virheellinen"] = True
    else:
        # monikon 2. alkio on kohdeyksikkö
        mittaus["yksikko"] = YKSIKOT[yksikko][1]
        mittaus["arvo"] = si_arvo
Funktio edelleen muokkaa olemassaolevaa sanakirjaa, joten sen ei tarvi palauttaa mitään. Seuraavaksi pitäisi saada mittauksia jostain. Koska haluamme tehdä ohjelman, joka jossain vaiheessa tulee käsittelemään ihan oikeita datatiedostoja, tehdään funktio, joka luo listan mittauksista kysymällä ne käyttäjältä. Periaatteessahan muunnoksen voisi myös tehdä heti
syötteen
jälkeen, mutta käsin syöttäminen ei ole ohjelman lopullinen tavoite, joten muunnosfunktion kutsumista ei myöskään kannata sijoittaa kyselyfunktioon. Kyselyfunktio on vain datan lähde. Kysytään syöte splittaamalla samalla tavalla kuin kolmosmateriaalissa tehtiin.
def lue_mittaukset():
    print("Syötä mitatut arvot ja yksiköt välilyönnillä erotettuna. Tyhjä syöte lopettaa.")
    mittaukset = []
    while True:        
        syote = input("Anna mittaus: ").strip()
        if not syote:
            return mittaukset
        try:
            arvo, yksikko = syote.split(" ")
            arvo = float(arvo)
        except ValueError:
            print("Anna syötteet pyydetyssä muodossa.")
        else:
            mittaukset.append({
                "yksikko": yksikko,
                "arvo": arvo
            })
Tässä toteutetaan jotain mitä materiaalissa jätettiin tekemättä: miten käsitellään ohjelman lopetus, jos syöte puretaan splitillä. Tällöin tulee yleensä toimia kahdessa vaiheessa - ensin otetaan koko syöte talteen muuttujaan, josta tarkastellaan oliko se tyhjä, ja vasta sen jälkeen yritetään muuttaa se käyttökelpoiseen muotoon. Sattumoisin myös molemmat try:n sisällä olevat rivit tuottavat ValueError-
poikkeuksen
, joten yksi except riittää. Oikeanlaiset mittaukset lisätään alussa määriteltyyn tyhjään
listaan
sanakirjoina, jotka ovat samaa muotoa kuin alkuperäisessä esimerkissä. Funktiot voidaan yhdistää pääohjelmafunktiossa:
def paaohjelma()
    mittaukset = lue_mittaukset()
    for mittaus in mittaukset:
        muunna_si_yksikoksi(mittaus)
Mielenkiintoista tässä on ehkä se, että itse listaa ei koskaan muokata, ainoastaan siellä olevia sanakirjoja. Koska lista sisältää ainoastaan viittauksia sanakirjoihin, listan sisältö "muokkautuu" prosessin seurauksena ilman, että siihen itseensä kosketaan lainkaan. Tässä käy siis erittäin hyvin ilmi miten
muuntuvuus
toimii. Jollain tapaa pitäisi ehkä vielä saada tulokset näkyviin. Koska kyseessä on edelleen suurempiin suunnitelmiin tarkoitettu ohjelmarunko, tehdään tulostus omassa funktiossaan.
def tulosta_mittaukset(mittaukset):
    for mittaus in mittaukset:
        if mittaus.get("virheellinen"):
            print("virheellinen mittaus: {arvo:.3f} {yksikko}".format(**mittaus))
        else:
            print("{arvo:.3f} {yksikko}".format(**mittaus))
Koska funktiossa ei itsessään ole mitään kovin ihmeellistä, tässä on näytetty temppu, joka materiaalista jäi pois: sanakirjan voi "purkaa" format-metodin
avainsana-argumenteiksi
, eli sanakirjan avainten nimiä vai käyttää
paikanpitimissä
suoraan. Käytännössä siis tuo **mittaus voitaisiin korvata tällä: arvo=mittaus["arvo"], yksikko=mittaus["yksikko"]. Luonnollisesti tätä käytettäessä pitää varmistaa, että sanakirjassa todella on kaikki avaimet, joita paikanpitimiin on laitettu.
Loppusilauksena lisätään tulostusfunktion kutsuminen pääohjelmanfunktioon, ja kutsutaan itse pääohjelmaa tutun näköisellä rakenteella:
try:
    paaohjelma()
except KeyboardInterrupt:
    print("Mittausten käsittely keskeytetty.")
Koko ohjelma:
mittausmuunnin.py
YKSIKOT = {
    "in": (2.54, "cm"),
    "\"": (2.54, "cm"),
    "ft": (30.48, "cm"),
    "'": (30.48, "cm"),
    "yd": (0.9144, "m"),
    "mi": (1.609344, "km"),
    "oz": (28.349523125, "g"),
    "lb": (0.45359237, "kg"),
    "cp": (2.365882365, "dl"),
    "pt": (4.73176473, "dl"),
    "qt": (0.946352946, "l"),
    "gal": (3.785411784, "l")    
}


def muunna_si_yksikoksi(mittaus):
    arvo = mittaus["arvo"]
    yksikko = mittaus["yksikko"]    
    try:
        # monikon 1. alkio on kerroin
        si_arvo = arvo * YKSIKOT[yksikko][0] 
    except KeyError:
        mittaus["virheellinen"] = True
    else:
        # monikon 2. alkio on kohdeyksikkö
        mittaus["yksikko"] = YKSIKOT[yksikko][1]
        mittaus["arvo"] = si_arvo

def lue_mittaukset():
    print("Syötä mitatut arvot ja yksiköt välilyönnillä erotettuna. Tyhjä syöte lopettaa.")
    mittaukset = []
    while True:        
        syote = input("Anna mittaus: ").strip()
        try:
            arvo, yksikko = syote.split(" ")
            arvo = float(arvo)
        except ValueError:
            if not syote:
                return mittaukset
            print("Anna syötteet pyydetyssä muodossa.")
        else:
            mittaukset.append({
                "yksikko": yksikko,
                "arvo": arvo
            })

def tulosta_mittaukset(mittaukset):
    for mittaus in mittaukset:
        if mittaus.get("virheellinen"):
            print("virheellinen mittaus: {arvo:.3f} {yksikko}".format(**mittaus))
        else:
            print("{arvo:.3f} {yksikko}".format(**mittaus))

def paaohjelma():
    mittaukset = lue_mittaukset()
    for mittaus in mittaukset:
        muunna_si_yksikoksi(mittaus)
    
    tulosta_mittaukset(mittaukset)

try:
    paaohjelma()
except KeyboardInterrupt:
    print("Mittausten käsittely keskeytetty.")

Bonustemppuna näytetään vielä miten ohjelmalle voi syöttää nipun mittauksia ainakin Linuxin komentorivillä näppärästi. Olkoon tiedostossa muutamia mittauksia. Huom! lopun tyhjä rivi on tärkeä.
mittaukset.txt
23 in
12.4 oz
54 mi
2.45 yd
5.31 gal

Tämän voisi syöttää ohjelmalle näin:
/joku/kansio$ python3 mittausmuunnin.py < mittaukset.txt
Syötä mitatut arvot ja yksiköt välilyönnillä erotettuna. Tyhjä syöte lopettaa.
Anna mittaus: Anna mittaus: Anna mittaus: Anna mittaus: Anna mittaus: Anna mittaus: 58.420 cm
351.534 g
86.905 km
2.240 m
20.101 l
Ainoa kauneusvirhe on jokaista riviä kohti tulostuva pyyntö. Onneksi seuraavassa materiaalissa opetellaan lukemaan tiedostoja oikeasti Pythonilla.

Yhteiset tehtävät

Kaikki nämä tehtävät kuuluvat osaksi kurssisuoritusta.

Lämmittelytehtävä

Spiraali hulluuteen

Toistorakenteiden avulla ohjelmoija voi päästää taiteelliset lahjansa (tai niiden puutteen) vapaaksi. Toistorakenteille ja yksinkertaisella aritmetiikalla voi piirrellä säännöllisesti muuntuvia kuvioita. Tässä esimerkissä piirrellään miellyttävän säännöllisiä spiraaleja.
Opittavat asiat: Tehtävässä opetellaan ennaltamäärätyn toistomäärän tekeminen
silmukalla
. Lisäksi palautellaan mieliin miten funktiolle määritetään
valinnaisia argumentteja
.
Tavoite: Toteuttaa ohjelma, joka piirtää säännöllisiä spiraaleja, joiden väriä, sädettä, säteen kasvua sekä viivan leveyttä voidaan säätää.
Toteutettava funktio: piirra_spiraali
  • Parametrit
    :
    • spiraalin väri (väriarvo - merkkijono tai kolmen alkion monikko)
    • piirrettävien kaarien (neljäsosaympyrä) lukumäärä (kokonaisluku)
    • spiraalin säde (kokonaisluku)
    • säteen kasvu (liukuluku)
    • viivan paksuus (kokonaisluku) -
      oletusarvo
      1
Funktion alussa asetetaan väri ja kynän paksuus. Loput piirtokomennoista tehdään silmukassa, jossa on kaarien lukumäärän verran toistoja. Toteutuksessa kannattaa käyttää
for-silmukkaa
ja range-funktiota. Jokaisella kierroksella piirretään 90 asteen kaari, jonka jälkeen kasvatetaan sädettä kasvuparametrin verran. Huomaa, että
silmukkamuuttujaa
ei varsinaisesti käytetä mihinkään.
Toteutettava pääohjelma:
Pääohjelmaan voit laittaa esim alla olevat koodirivit:
piirra_spiraali("black", 20, 10, 3)
piirra_spiraali("red", 10, 20, 4, 3)
piirra_spiraali("blue", 10, -20, -4, 3)
done()
Näiden pitäisi piirtää esimerkin mukainen taideteos.
Käytettävät Turtle-komennot:
forward(x)   # liikkuu x pikseliä ruudulla eteenpäin. x on kokonaisluku, esim. forward(42)
left(a)      # kääntyy vasemmalle a astetta. a on kokonaisluku, esim. left(40)
right(a)     # kääntyy oikealle a astetta. a on kokonaisluku, esim. right(40)
color(c)     # asettaa värin. c on väriarvo (ks. selitys alapuolella)
begin_fill() # aloittaa täytön; kaikki tämän komennon jälkeiset viivat lasketaan täyttöalueen rajoiksi
end_fill()   # tämä komento lopettaa täytön; tämän ja edellisen välissä piirretty suljettu alue täytetään color-komennon määrittämällä värillä
reset()      # jos teet virheen, tällä komennolla voit pyyhkiä piirroksen pois ja palauttaa nuolen aloituspaikkaan
done()       # jättää piirtoikkunan auki koodin suoritus pääsee tähän kohtaan; ilman tätä komentoa ikkuna sulkeutuu kun koodi on suoritettu
up()         # nostaa kynän jolloin kynää voi liikuttaa piirtämättä mitään
down()       # laskee kynän alas jotta piirtäminen voi jatkua
setx(x)      # asettaa kynän x-koordinaatin annettuun arvoon
sety(y)      # asettaa kynän y-koordinaatin annettuun arvoon
circle(r)    # piirtää ympyrän, jonka säde on r; tämä tapahtuu siten, että kynä liikkuu 360 asteen ympyrän nykyisestä sijainnistaan kaartamalla koko ajan vasemmalle
seth(a)      # asettaa kynän suunnaksi kulman a
pensize(w)   # asettaa kynän leveydeksi w
Lisäksi circle-komennosta otetaan käyttöön sen ensimmäinen valinnainen argumentti:
circle(r, a) # piirtää kaaren, jonka säde on r ja sisäkulma a
Esimerkit toiminnasta:
Esimerkkipääohjelman piirtämä taideteos.

Sallitut tiedostojen nimet

Varoitus: Et ole kirjautunut sisään. Et voi vastata.

Päätehtävät

Anomisen automagiaa

On työlästä luoda jokaiselle käyttäjältä pyydettävälle syötteelle erikseen kyselysilmukka, joka tarkistaa, onko käyttäjä antanut oikeantyyppisen syötteen. Automatisoidaan siis syötteen pyytäminen käyttäjältä siten, että voimme käyttää aina samaa funktiota, kun haluamme kysyä kokonaislukua käyttäjältä ja varmistaa, että käyttäjän vastaus todella on kokonaisluku. Tässä tehtävässä tehtävä funktio on todella kätevä pohja, jota käytetään myös seuraavissa tehtävissä, ja kannattaapa tuota käyttää lopputyössäkin.
Oppittavat asiat:
Silmukan
tekeminen siten, että sitä toistetaan kunnes käyttäjän antama
syöte
on oikeanlainen. Uudelleenkäytettävän funktion kirjoittaminen.
Tavoite: Toteuttaa funktio, joka kysyy käyttäjältä kokonaislukua kunnes saa sellaisen. Funktio on toteutettu siten, että sen esittämä pyyntö ja mahdollinen virheviesti annetaan funktiokutsun
argumentteina
.
Toteuttava funktio: pyyda_syote
  • Dokumenttimerkkijono
    :
"""
Kysyy käyttäjältä kokonaislukua käyttäen kysymyksenä parametrina annettua
merkkijonoa. Virheellisen syötteen kohdalla käyttäjälle näytetään toisena
parametrina annettu virheilmoitus. Käyttäjän antama kelvollinen syöte
palautetaan kokonaislukuna.
"""
  • Parametrit
    :
    • käyttäjälle esitettävä pyyntö (merkkijono)
    • virheviesti jos käyttäjä ei syötä kokonaislukua (merkkijono)
  • Palauttaa
    :
    • Käyttäjän syöttämän kokonaisluvun (kokonaisluku)
Funktion tulee siis esittää parametrina annettua pyyntöä käyttäjälle kunnes tämä syöttää kelvollisen kokonaisluvun. Aina kun käyttäjä antaa virheellisen syötteen, tulostetaan toisena parametrina annettu virheviesti ja esitetään pyyntö uudestaan. Kun käyttäjän syöte on kelvollinen kokonaisluku, se palautetaan kokonaislukuna. Funktion toteutuksessa saattaa olla hyödyksi kerrata miten aika samanlainen funktio tehtiin materiaalissa.
Toteuttava pääohjelma:
Pääohjelmassa haluamme kutsua funktiota kaksi kertaa, jotta näemme miten hienosti se hoitaa lukujen kyselyt erilaisilla pyynnöillä ja virheilmoituksilla. Pääohjelmaa ei tarvitse miettiä itse, voit kopioida sen suoraan tästä:
luku = pyyda_syote("Anna kokonaisluku: ", "Et antanut kokonaislukua")
print("Annoit kokonaisluvun {}! Nohevaa toimintaa!".format(luku))
hemulit = pyyda_syote("Montako hemulia mahtuu muumitaloon? ", "Tämä ei ollut kelvollinen hemulien lukumäärä!")
print("Muumitaloon mahtuu {} hemulia".format(hemulit))
Esimerkit toiminnasta:
Kun yllä annettu pääohjelma suoritetaan, funktion toimiessa oikein pitäisi tapahtua jotain tämän näköistä:
Anna kokonaisluku: aasi
Et antanut kokonaislukua!
Anna kokonaisluku: kuusysi tirsk
Et antanut kokonaislukua!
Anna kokonaisluku: 5
Annoit kokonaisluvun 5! Nohevaa toimintaa!
Montako hemulia mahtuu muumitaloon? 7.5
Tämä ei ollut kelvollinen hemulien lukumäärä!
Montako hemulia mahtuu muumitaloon? 1
Muumitaloon mahtuu 1 hemulia

Sallitut tiedostojen nimet

Varoitus: Et ole kirjautunut sisään. Et voi vastata.

Alku aina hankalaa

Tässä tehtävässä tarkistellaan alkulukuja. Alkulukuja tärkeämpää tehtävässä tosin on oppia käyttämään funktioita työkaluina sekä uudelleenkäyttämään olemassaolevaa koodia. Molemmat tehtävän koodiin tulevat funktiot ovatkin sellaisia, että ne voisi helposti irrottaa tästä tehtävästä johonkin muuhun käyttöön ilman, että niitä tarvitsee millään tavalla muokata. Tämä onnistuu, koska hyvin suunnitellut työkalufunktiot eivät tee mitään ylimääräistä - ne tekevät vain sen mitä lupaavat, ja palauttavat tuloksen jota voidaan tarpeen mukaan jatkokäsitellä.
Opittavat asiat:
Silmukkamuuttujan
ja range-funktion käyttö sekä
silmukan
lopettaminen returnilla. Olemassaolevan
funktion
uudelleenkäyttö ja muokkaaminen.
Tavoite: Ohjelma, joka kysyy käyttäjältä kokonaisluvun ja kertoo onko se alkuluku.
Ennen kuin aloitat:
Tehtävässä tarvitaan edellisen tehtävän pyyda_syote-funktiota, joten kopioi se koodiisi. Funktioon tulee lisätä pieni muutos.
Muokattava funktio: pyyda_syote
  • Dokumenttimerkkijono
    :
"""
Kysyy käyttäjältä kokonaislukua käyttäen kysymyksenä parametrina annettua
merkkijonoa. Virheellisen syötteen kohdalla käyttäjälle näytetään toisena
parametrina annettu virheilmoitus. Käyttäjän antama kelvollinen syöte
palautetaan kokonaislukuna. Hyväksyy vain luvut jotka ovat suurempia kuin 1.
"""
  • Parametrit
    :
    • käyttäjälle esitettävä pyyntö (
      merkkijono
      )
    • virheviesti jos käyttäjä ei syötä kokonaislukua (merkkijono)
  • Palauttaa
    :
    • Käyttäjän syöttämän kokonaisluvun (kokonaisluku)
Funktion tulee aiemmin toteutetun toiminnan lisäksi tarkistaa onko annettu luku suurempi kuin 1. Jos luku on pienempi tai yhtä suuri kuin 1, se hylätään samalla virheilmoituksella kuin muutkin virheelliset syötteet.
Toteutettava funktio: tarkista_alkuluku
  • Dokumenttimerkkijono:
"""
Tarkistaa onko parametrina annettu luku alkuluku. Palauttaa False jos luku ei
ole alkuluku; jos luku on alkuluku palautetaan True
"""
  • Parametrit:
    • tarkistettava luku (kokonaisluku)
  • Palauttaa:
    • tiedon siitä onko luku alkuluku (
      totuusarvo
      )
Funktiossa tulee jollain sopivalla menetelmällä selvittää onko sille annettu luku alkuluku. Tutkimuksia voi tehdä Googlessa tai Wikipediassa. Huomaa, että alkulukujen tunnistamisessa jakojäännös (%) on hyödyllinen kapistus! Hyödyksi on myös tieto, että range-funktio voi ottaa myös useampia
argumentteja
kuin yhden. Tutki ja testaa
tulkissa
!
Kuten yltä käy ilmi, tämä funktio palauttaa tiedon siitä onko luku alkuluku - sen tehtävä siis ei ole tulostaa tätä tietoa!
Toteutettava pääohjelma:
Pääohjelmassa
käyttäjältä kysytään tutkittava luku käyttämällä hyödyksi muokattua syötefunktiota. Lisäksi käytetään juuri tehtyä alkuluvun tarkistusfunktiota, ja lopuksi sen
paluuarvosta
riippuen tulostetaan käyttäjälle tiedoksi oliko kyseessä alkuluku.
Esimerkit toiminnasta:
Anna kokonaisluku, joka on suurempi kuin 1: 1
Pieleen meni :'(.
Anna kokonaisluku, joka on suurempi kuin 1: nelonen
Pieleen meni :'(.
Anna kokonaisluku, joka on suurempi kuin 1: 4
Kyseessä ei ole alkuluku.
Anna kokonaisluku, joka on suurempi kuin 1: 7
Kyseessä on alkuluku.

Sallitut tiedostojen nimet

Varoitus: Et ole kirjautunut sisään. Et voi vastata.

Lopputyötehtävät 1

Näistä pitäisi tehdä yksi, se omaa lopputyötä edistävä.

Elämää pellolla

Ruudukoita on yleensä tapana esittää kaksiulotteisena listana, eli listana joka sisältää listoja, jotka vastaavat ruudukon rivejä ja niiden alkiot yksittäisten ruutujen sisältöä. Tässä tehtävässä perehdytään hieman tällaisten listojen saloihin ja erityisesti niiden läpikäyntiin for-silmukoilla. Jätetään miinat hetkeksi haravoimatta ja suunnataan maaseudulle tutkimaan mitä eläimiä läheiseltä pellolta löytyy... Joka tapauksessa tehtävän periaatteet tulevat tarpeeseen Miinantallaaja-lopputyössä.
Osaamistavoitteet: Kaksiulotteisten
listojen
läpikäynti sisäkkäisillä
for-silmukoilla
.
Tavoite: Ohjelma, joka tutkii kentän kaikki ruudut ja kertoo mitä eläimiä sieltä löytyy.
Ennen kuin aloitat:
Käytetään jälleen sanakirjaa. Tällä kertaa siihen, että kenttään eläimet on merkitty yksittäisillä kirjaimilla, mutta tulostaessa olisi mukava hakea kokonainen sana näkyviin. Käytä siis koodissasi tätä sanakirjaa:
ELAIMET = {
    "a": "aasi",
    "k": "koira",
    "@": "kissa",
    "h": "hemuli",
    "l": "lammas"
}
1. toteutettava funktio: tutki_ruutu
  • Dokumenttimerkkijono
    :
"""
Funktio tutkii ruudun - jos siellä on eläin, se tulostaa eläimen sijainnin sekä nimen.
"""
  • Parametrit
    :
    • ruudussa oleva merkki (
      merkkijono
      )
    • rivin numero
    • sarakkeen numero
Tiedot eläimestä tulostetaan, jos se löytyy sanakirjasta. Muuten ei tulosteta mitään. Tulostus on muotoa "Ruudusta (5, 6) löytyy aasi", jossa siis 5 on x-koordinaatti ja 6 y-koordinaatti. Ihan kuin tämä olisi nähty aiemminkin... Huomaa, että rivi vastaa y-koordinaattia ja sarake x-koordinaattia..
Tarkistin saattaa muuttaa tehtävänannossa annettua sanakirjaa, mikä tulee huomioida toteutuksessa.
2. toteutettava funktio: tutki_kentta
  • Dokumenttimerkkijono
    :
"""
Funktio tutkii kentän sisällön käymällä sen kokonaan läpi kutsuen tutki_ruutu-funktiota
jokaiselle kentän sisällä olevalle alkiolle.
"""
  • Parametrit:
    • kenttää kuvaava 2-ulotteinen lista
Funktion tulee käydä läpi kaikki kentällä olevat ruudut. Läpikäynti luonnistuu parhaiten for-silmukalla. Koska tutki_ruutu-funktiolle pitäisi saada myös koordinaatit, tarvitaan läpikäyntiin itse rivien ja ruutujen lisäksi niiden
indeksit
. Tässä on syytä pitää mielessä, että rivi eli y-koordinaatti vastaa 2-ulotteisen listan ulompaa indeksiä.
Toteutettava pääohjelma:
Pääohjelmaa ei tarkasteta, mutta testausta varten sinne kannattaa määritellä esimerkkikenttä ja ehkä kutsua tutki_kentta-funktiota. Kentän voit ottaa tästä,
funktiokutsun
osannet tässä vaiheessa kirjoittaa.
pelto = [
    [" ", "a", " ", " ", "l"],
    [" ", "k", "@", "k", " "],
    ["h", " ", "a", "k", " "]
]
Esimerkit toiminnasta:
Annetulla kentällä pitäisi tulostua:
Ruudusta (1, 0) löytyy aasi
Ruudusta (4, 0) löytyy lammas
Ruudusta (1, 1) löytyy koira
Ruudusta (2, 1) löytyy kissa
Ruudusta (3, 1) löytyy koira
Ruudusta (0, 2) löytyy hemuli
Ruudusta (2, 2) löytyy aasi
Ruudusta (3, 2) löytyy koira

Sallitut tiedostojen nimet

Varoitus: Et ole kirjautunut sisään. Et voi vastata.

Suoraa puhetta

Tässä tehtävässä tutustutaan uusien listojen tuottamiseen olemassaoleviin listoihin nojaten. Tyypillisesti tätä tekniikkaa tarvitaan mm. silloin, kun kaikkiin alkuperäisen listan arvoihin tulee soveltaa jotain kaavaa. Spektriä pukkaa-lopputyötä tuijottavat voivat hyödyntää tässä tehtävässä oppimiansa taitoja työtä tehdessään.
Opittavat asiat: Uuden
listan
tuottaminen toisen listan
alkioiden
pohjalta.
Tavoite: Ohjelma, joka laskee kahden pisteen välisen suoran arvoja annetuissa pisteissä.
Ennen kuin aloitat:
Edellisen harjoituskerran spektritehtävässä tehtiin laske_parametrit-funktio, jota sattumoisin tarvitaan taas. Hae se siis mukaan.
1. toteutettava funktio: kysy_kaksi_lukua
  • Dokumenttimerkkijono
    :
"""
Pyytää käyttäjältä kaksi liukulukua välilyönnillä erotettuna. Syötettä kysytään
kunnes käyttäjä antaa kaksi kelvollista liukulukua. Syötetyt luvut palautetaan
liukulukuina.
"""
  • Parametrit
    :
    • kysymysmerkkijono (
      merkkijono
      )
  • Palauttaa
    :
    • pisteen x-koordinaatti (
      liukuluku
      )
    • pisteen y-koodrinaatti (liukuluku)
Kysyy
käyttäjältä kaksi liukulukua käyttäen parametrina annettua kysymysmerkkijonoa. Kyselyä toistetaan kunnes käyttäjä syöttää kaksi liukulukua välilyönnillä erotettuna. Virheen tapahtuessa ohjeistetaan syöttämään oikeanlainen syöte toteamalla "Anna kaksi lukua välilyönnillä erotettuna". Kun kelvollinen syöte saadaan, luvut palautetaan liukulukuina.
2. toteutettava funktio: laske_pisteet_suoralla
  • Dokumenttimerkkijono:
"""
Tuottaa joukon pisteitä, jotka ovat annetulla kulmakertoimella ja vakiotermillä
määritetyn suoran arvoja annetuissa x-akselin pisteissä.
"""
  • Parametrit:
    • kulmakerroin (liukuluku)
    • vakiotermi (liukuluku)
    • x-akselin pisteet (lista, sisältää liukulukuja)
  • Palauttaa:
    • annetun suoran arvot pisteissä (lista, sisältää liukulukuja)
Funktiossa tulee siis luoda uusi lista, joka sisältää lasketut suoran arvot.
Toteutettava pääohjelma:
Ohjelma kysyy käyttäjältä kaksi pistettä muodossa x y käyttäen uutuudenkiiltävää kysy_kaksi_lukua-funktiota.
Argumentiksi
annettavan kyselyn löydät allaolevista esimerkeistä. Tämän jälkeen ohjelma tulostaa pisteitä vastaavan suoran arvot alla annetuissa x-akselin pisteissä laskettuna.
Pääohjelmassa voit käyttää seuraavaa listaa x-akselin pisteistä:
x_akseli = [0.0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0, 1.25, 1.5, 1.75, 2.0, 2.25, 2.5, 2.75, 3.0, 3.25, 3.5, 3.75, 4.0, 4.25, 4.5, 4.75, 5.0]
Funktioita luonnollisesti testataan muillakin listoilla. Tulostus esimerkin mukaisesti onnistuu käyttämällä allaolevaa silmukkaa, jossa käytetään print-funktion valinnaista end-argumenttia vaihtamaan loppuun tulostettava rivinvaihto välilyönniksi. Materiaalissa esiteltyä join-
metodia
ei voi tässä käyttää helposti, koska y-akselin pisteet eivät ole merkkijonoja.
for y in y_akseli:
    print("{:.4f}".format(y), end=" ")
Esimerkit toiminnasta:
Anna ensimmäinen piste: aasi
Anna kaksi lukua välilyönnillä erotettuna
Anna ensimmäinen piste: 0 0
Anna toinen piste: 1 1    
Suoran arvot ovat:
0.0000 0.2500 0.5000 0.7500 1.0000 1.2500 1.5000 1.7500 2.0000 2.2500 2.5000 2.7500 3.0000 3.2500 3.5000 3.7500 4.0000 4.2500 4.5000 4.7500 5.0000
Anna ensimmäinen piste: 0.0 1.0
Anna toinen piste: 0
Anna kaksi lukua välilyönnillä erotettuna
Anna toinen piste: 1.0 0.0

Suoran arvot ovat:
1.0000 0.7500 0.5000 0.2500 0.0000 -0.2500 -0.5000 -0.7500 -1.0000 -1.2500 -1.5000 -1.7500 -2.0000 -2.2500 -2.5000 -2.7500 -3.0000 -3.2500 -3.5000 -3.7500 -4.0000
Anna ensimmäinen piste: 0 0
Anna toinen piste: 2 1
Suoran arvot ovat:
0.0000 0.1250 0.2500 0.3750 0.5000 0.6250 0.7500 0.8750 1.0000 1.1250 1.2500 1.3750 1.5000 1.6250 1.7500 1.8750 2.0000 2.1250 2.2500 2.3750 2.5000
Anna ensimmäinen piste: -5 5
Anna toinen piste: 0 0
Suoran arvot ovat:
0.0000 -0.2500 -0.5000 -0.7500 -1.0000 -1.2500 -1.5000 -1.7500 -2.0000 -2.2500 -2.5000 -2.7500 -3.0000 -3.2500 -3.5000 -3.7500 -4.0000 -4.2500 -4.5000 -4.7500 -5.0000

Sallitut tiedostojen nimet

Varoitus: Et ole kirjautunut sisään. Et voi vastata.

Insinöörin pikku apuri

Tässä harjoituksessa tehdään funktio, jolla voidaan toteuttaa Piiri pieni pyörii -lopputyöhön käyttöä merkittävästi mukavoittava ominaisuus: komponenttien arvojen syöttäminen käyttämällä kerrannaisyksikköitä (kilo, mega, milli, mikro...).
Opittavat asiat: Kerrannaisyksikön erottaminen
merkkijonosta
. Kertoimen hakeminen
sanakirjasta
.
Tavoite: Ohjelma, joka osaa muuttaa kerrannaisyksikön sitä vastaavaksi kymmenen potenssiksi.
Ennen kuin aloitat:
Jotta muunnos onnistuu kätevästi, tiedoston alkuun kannattaa määritellä sanakirja, joka sisältää kerrannaisyksiköiden tunnukset
avaimina
ja niitä vastaavat kertoimet arvoina. Yksiköt kertoimineen löydät siis täältä. Tehtävässä halutaan sanakirja, josta löytyy kaikki linkin taulukossa olevat yksiköt paitsi deka (ts. kaikki yksikirjaimiset). Käytä mikrolle "u"-merkkiä, koska sellainen on helpompi kirjoittaa näppäimistöllä kuin "μ".
Toteutettava funktio: muuta_kerrannaisyksikko
  • Dokumenttimerkkijono
    :
"""
Muuttaa annetun luvun ja mahdollisen kerrannaisyksikön vastaavaksi liukuluvuksi.
"""
  • Parametrit
    :
    • muutettava luku (
      merkkijono
      )
  • Palauttaa
    :
    • muunnettu luku (liukuluku)
Funktio
ottaa
syötetyn
arvon ja palauttaa vastaavan
liukulukuarvon
tai Nonen jos yksikko tai luku ei ole kelvollinen. Muunnos tulee tehdä yllä ohjeistetun sanakirjan avulla. Ratkaisut joissa on (suurin piirtein) yhtä monta
ehtohaaraa
kuin kerrannaisyksiköitä hylätään.
Funktioon liittyy parikin ratkaistavaa osaongelmaa: mahdollinen kerrannaisyksikkö pitäisi irrottaa muusta luvusta; lisäksi pitäisi saada arvo muunnettua.
Toteutettava pääohjelma:
Pääohjelmaan voit tehdä testausta varten silmukan, jossa kysytään käyttäjältä muutettavaa arvoa ja tulostetaan em. funktion palauttama arvo. Jos funktio palauttaa None, tulostetaan sen sijaan "Arvo ei ole kelvollinen". Ohjelman toimintaa voit ihmetellä esimerkeistä.
Esimerkit toiminnasta:
Anna muutettava arvo: 2k
2000.0
}}}
{{{
Anna muutettava arvo: 1.5G
1500000000.0
}}}
{{{
Anna muutettava arvo: 220
220.0
}}}
{{{
Anna muutettava arvo: 5B
Arvo ei ole kelvollinen
Anna muutettava arvo: aasiK
Arvo ei ole kelvollinen
Anna muutettava arvo: 0.1m
0.0001
Jos arvo on riittävän suuri tai pieni, Python muuttaa sen automaattisesti 10-potenssiesitykseksi. Tästä ei siis tarvitse itse huolehtia:
Anna muutettava arvo: -560p
-5.6e-10

Sallitut tiedostojen nimet

Varoitus: Et ole kirjautunut sisään. Et voi vastata.

Lopputyötehtävät 2

Näistäkin pitäisi tehdä yksi.

Ö-luokkaista toimintaa

Miinantallaaja-polun seuraajat hyötyvät tämän tehtävän salaisuuksien mestaroimisesta. Tehtävänäsi on auttaa urhoollista sankaria laskemaan häntä ympäröivien ninjojen lukumäärä. Saavuttaaksesi kisällin tason miinantallaaja-polun taitolajissa, pääset toteuttamaan funktion jolla voi ninjojen lisäksi aika mutkattomasti laskea vaikka miinoja...
Opittavat asiat: Ympäröivien ruutujen käsittely kaksiulotteisessa
listassa
sekä niissä olevien tiettyjen merkkien laskeminen.
Tavoite: Ohjelma, joka laskee annetun ruudun ympärillä olevat ninjat.
Toteutettava funktio: laske_ninjat
  • Dokumenttimerkkijono
    :
"""
Laskee annetussa huoneessa yhden ruudun ympärillä olevat ninjat ja palauttaa
niiden lukumäärän. Funktio toimii sillä oletuksella, että valitussa ruudussa ei
ole ninjaa - jos on, sekin lasketaan mukaan.
"""
  • Parametrit
    :
    • valitun ruudun x-koordinaatti (kokonaisluku)
    • valitun ruudun y-koordinaatti (kokonaisluku)
    • huonetta kuvaava rakenne (lista, joka sisältää listoja jotka sisältävät yksittäisiä merkkejä)
  • Palauttaa
    :
    • ninjojen lukumäärän (kokonaisluku)
Ympäröiviä ruutuja on maksimissaan 8, eli myös viistoon lasketaan. Koordinaateista tulee aina tarkistaa, että ei yritetä laskea huoneen ulkopuolella olevia ninjoja (saati vastakkaisella seinällä olevia jos indeksi menee negatiiviseksi!). Miinaharavoinnin mestariksi hamuavat toteuttavat ympäröivien ruutujen läpikahlaukset
silmukoilla
.
Funktion tulee toimia kaiken kokoisilla huoneilla. Tämä tarkoittaa siis sitä, että rajojen selvitykseen tarvittavat leveys ja korkeus täytyy selvittää saatua tietorakennetta mittaamalla (len-funktiolla).
Toteutettava pääohjelma:
Kirjoita funktioiden lisäksi
pääohjelma
, jossa määritellään testausta varten huone seuraavasti:
huone = [['N', ' ', ' ', ' ', ' '],
         ['N', 'N', 'N', 'N', ' '],
         ['N', ' ', 'N', ' ', ' '],
         ['N', 'N', 'N', ' ', ' '],
         [' ', ' ', ' ', ' ', ' '],
         [' ', ' ', ' ', ' ', ' ']]
Lisäksi kannattanee tehdä muutamia testikutsuja ja tulostaa niiden tulokset, jotta näkee toimiiko laskenta oikein.

Sallitut tiedostojen nimet

Varoitus: Et ole kirjautunut sisään. Et voi vastata.

Välillä on kiva koodata

Tästä aihetehtävästä voi olla apua Spektriä pukkaa-harjoitustyön tekemisessä. Kyseessä on kohtalaisen yleinen ongelma, jossa meillä on kaksi datalistaa joista halutaan valita vain osa siten, että toinen datalista sisältää mittauspisteet ja toinen pisteissä mitatut arvot. Jotta tämä onnistuu, tulee selvittää mitkä datalistan indeksit sisältävät halutut mittauspiteet, jotta voidaan rajata mittaustulokset siten, että niistä otetaan vain vastaavat pisteet.
Opittavat asiat:
Indeksien
hakeminen
listoista
arvoilla, jotka eivät suoraan osu mihinkään listan
alkioon
.
Tavoite: Ohjelma, joka hakee yhdestä datalistasta alueen annetulta arvoväliltä sekä toisesta datalistasta vastaavat indeksit.
Ennen kuin aloitat:
Edellisen tehtävän kysy_kaksi_lukua-
funktiota
voi käyttää tässäkin tehtävässä. Nyt ei kysytä koordinaatteja vaan kaksi arvoa samalta akselilta. Tässä viimeistään huomataan miten kätevää on, että funktiolle voi vain antaa kysymysmerkkijonon argumenttina - itse funktio nimittäin toimii tässä tehtävässä sellaisenaan.
Toteutettava funktio: etsi_indeksit
  • Dokumenttimerkkijono:
"""
Etsii annetusta numeerista dataa sisältävästä listasta alku- ja päätepisteet
siten, että alueen arvot ovat annettujen minimi- ja maksimiarvojen välissä.
Palauttaa näiden pisteiden indeksit.
"""
  • Parametrit
    :
    • data josta alue valitaan (lista, sisältää liukulukuja)
    • alueen minimiarvo (liukuluku)
    • alueen maksimiarvo (liukuluku)
  • Palauttaa:
    • alueen alkuindeksi (kokonaisluku)
    • alueen loppuindeksi (kokonaisluku)
Funktion tulee siis etsiä missä kohtaa datassa on ensimmäistä kertaa minimiä suurempi (tai yhtä suuri)
alkio
- tämän alkion indeksi on välin alkupiste. Lisäksi pitää etsiä missä on ensimmäistä kertaa maksimia suurempi arvo - tämän arvon indeksi on loppupiste. Pythonin omien
indeksointien
mukaisesti päätepiste on siis ensimmäinen indeksi jota ei oteta mukaan alueeseen! Mikäli maksimi on suurempi kuin listan viimeinen alkio, palautetaan päätepisteen indeksinä listan pituus. Mikäli molemmat ovat suurempia kuin listan viimeinen alkio, palautetaan molemmiksi indekseiksi listan pituus..
Toteutettava pääohjelma:
Pääohjelmassa luodaan kaksi datalistaa: ensimmäisessä listassa ovat mittauspisteet ja toisessa mittauspisteistä saadut arvot. Listat on annettu alla. Luonnollisesti tarkistin kokeilee funktioitasi muillakin datalistoilla.
mittauspisteet = [
    10.000, 10.244, 10.429, 10.576, 10.589, 10.606, 10.714, 10.794, 10.879, 10.99,
    11.263, 11.448, 11.596, 11.836, 11.869, 11.936, 12.174, 12.182, 12.243, 12.282,
    12.285, 12.297, 12.363, 12.417, 12.629, 12.71, 12.816, 13.138, 13.153, 13.215,
    13.27, 13.32, 13.367, 13.368, 13.923, 13.97, 14.171, 14.204, 14.235, 14.382,
    14.481, 14.581, 14.588, 14.645, 14.7, 14.704, 14.711, 14.803, 14.936, 15.000
]
mittausarvot = [
    30.4, 74.165, 118.615, 54.293, 174.187, 162.399, 25.643, 181.571, 151.84, 147.307,
    85.115, 81.337, 65.852, 127.676, 10.409, 131.279, 32.595, 89.49, 40.263, 32.712,
    114.974, 7.967, 131.166, 124.827, 172.936, 145.234, 156.433, 118.446, 2.253, 69.263,
    99.249, 23.344, 119.2, 169.069, 187.976, 113.63, 173.847, 193.978, 54.206, 60.27,
    199.026, 167.434, 138.631, 3.259, 23.886, 88.825, 49.804, 109.179, 62.388, 126.052
]
Ohjelman testausta varten voit käyttää edellisen tehtävän kyselyfunktiota kysymään käyttäjältä lukuväli ja tulostaa sitten sitä vastaavat mittausarvot.
Esimerkit toiminnasta:
Anna kaksi mittauspistettä välilyönnillä erotettuna: hemuli
Anna mittauspisteet liukulukuina välilyönnilläe erotettuna!
Anna kaksi mittauspistettä välilyönnillä erotettuna: 11
Anna mittauspisteet liukulukuina välilyönnilläe erotettuna!
Anna kaksi mittauspistettä välilyönnillä erotettuna: 11 13
Antamaasi väliä vastaavat mittaustulokset:
[85.115, 81.337, 65.852, 127.676, 10.409, 131.279, 32.595, 89.49, 40.263, 32.712, 114.974, 7.967, 131.166, 124.827, 172.936, 145.234, 156.433]
Anna kaksi mittauspistettä välilyönnillä erotettuna: 10.606 11.936
Antamaasi väliä vastaavat mittaustulokset:
[162.399, 25.643, 181.571, 151.84, 147.307, 85.115, 81.337, 65.852, 127.676, 10.409, 131.279]
Anna kaksi mittauspistettä välilyönnillä erotettuna: 10 15
Antamaasi väliä vastaavat mittaustulokset:
[30.4, 74.165, 118.615, 54.293, 174.187, 162.399, 25.643, 181.571, 151.84, 147.307, 85.115, 81.337, 65.852, 127.676, 10.409, 131.279, 32.595, 89.49, 40.263, 32.712, 114.974, 7.967, 131.166, 124.827, 172.936, 145.234, 156.433, 118.446, 2.253, 69.263, 99.249, 23.344, 119.2, 169.069, 187.976, 113.63, 173.847, 193.978, 54.206, 60.27, 199.026, 167.434, 138.631, 3.259, 23.886, 88.825, 49.804, 109.179, 62.388, 126.052]

Sallitut tiedostojen nimet

Varoitus: Et ole kirjautunut sisään. Et voi vastata.

Nytkös kytkös katkes?

Vastusten pyörittely on sähköpiireissä kenties sieltä yksinkertaisemmasta päästä, joten niistä on hyvä aloittaa eteneminen kohti Piiri pieni pyörii -lopputyötä. Tässä tehtävässä lasketaan siis yksinkertaisia sarjaan- ja rinnankytkentöjä.
Opittavat asiat: Asioiden kasaaminen käyttäjän
syötteistä
listoihin
sekä näiden listojen käyttäminen laskutoimituksissa.
Tavoite: Ohjelma, joka osaa laskea sarja- ja rinnankytkettyjen vastusten kokonaisresistansseja.
1. toteutettava funktio: kysy_arvot
  • Dokumenttimerkkijono
    :
"""
Pyytää käyttäjältä liukulukuarvoja kunnes käyttäjä syöttää tyhjän. Syötetyt
arvot palautetaan listana.
"""
  • Palauttaa
    :
    • syötetyt liukulukuarvot listana (
      lista
      )
Funktioon tulee toteuttaa
silmukka
, jossa pyöritään kunnes käyttäjän antama syöte on tyhjä ("", eli sen totuusarvo on False). Funktion alussa on syytä määrittää lista, johon kaikki käyttäjän syöttämät kelvolliset liukuluvut lisätään. Muunlaiset syötteet tietenkin hylätään virheilmoituksen kera.
2. toteutettava funktio: laske_sarja
  • Dokumenttimerkkijono:
"""
Laskee annettujen vastusten kokonaisresistanssin kun ne oletetaan sarjaan
kytketyiksi.
"""
  • Parametrit:
    • lista vastusarvoista (lista, joka sisältää liukulukuja)
  • Palauttaa:
    • kokonaisresistanssi (liukuluku)
Laskee listassa olevien vastusten kokonaissarjaresistanssin ja palauttaa sen.
3. toteutettava funktio: laske_rinnan
  • Dokumenttimerkkijono:
"""
Laskee annettujen vastusten kokonaisresistanssin kun ne oletetaan rinnankytketyiksi.
"""
  • Parametrit:
    • lista vastusarvoista (lista, joka sisältää liukulukuja)
  • Palauttaa:
    • kokonaisresistanssi (liukuluku)
Tärkeää on huomioida, että vastusten arvot saadaan sellaisinaan, ei käänteisarvoina. Käänteisarvot tulee laskea funktion sisällä.
Toteutettava pääohjelma:
Ohjelman täytyy kysyä käyttäjältä vastuksia kysy_arvot-funktion avulla ja ilmoittaa kokonaisresistanssit näiden sarjaan- ja rinnankytkennöille. Huomionarvoista on, että jos käyttäjä ei syötä yhtään vastusta, kokonaisresistansseja ei tule laskea, koska rinnankytkennän laskeminen aiheuttaa tässä tapauksessa
poikkeuksen
.
Esimerkit toiminnasta:
Anna vastusarvo: 0
Komponentin arvon on oltava nollaa suurempi luku.
Anna vastusarvo: 100
Anna vastusarvo: 200
Anna vastusarvo: 300
Anna vastusarvo: 

Sarjaresistanssi: 600.0
Rinnakkaisresistanssi: 54.54545454545455
Anna vastusarvo: Yksi Ohmi
Komponentin arvon on oltava nollaa suurempi luku.
Anna vastusarvo: 1.00
Anna vastusarvo: Kaksi Ohmia
Komponentin arvon on oltava nollaa suurempi luku.
Anna vastusarvo: 2.00
Anna vastusarvo: 

Sarjaresistanssi: 3.0
Rinnakkaisresistanssi: 0.6666666666666666
Anna vastusarvo: 
Et antanut yhtään vastusta

Sallitut tiedostojen nimet

Varoitus: Et ole kirjautunut sisään. Et voi vastata.
?
Ajonaikaisesta (engl. run time) puhuttaessa määreenä on se aikaväli, kun ohjelma on käynnissä. Esimerkiksi Pythonissa virheet (syntaksivirheitä lukuun ottamatta) tarkastetaan ajonaikaisesti. Ohjelma saattaa siis olla käynnissä ja toimia tiettyyn pisteeseen saakka, kunnes törmätään käsittelemättömään poikkeukseen – ajonaikaiseen virheeseen (engl. run time error).
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Alkio (engl. item, element) on listan tai muun tietorakenteen sisältämä yksittäinen arvo. Useimmiten alkioista puhutaan juuri listojen yhteydessä. Tällöin alkiolla on arvon lisäksi paikka eli indeksi, joka kertoo sen sijainnin listassa etäisyytenä listan alusta. Niinpä siis listan ensimmäisen alkion indeksi on 0.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Alustamisella (engl. initialize) tarkoitetaan yleisesti jonkin arvon asettamista muuttujalle muuttujan luonnin yhteydessä. Pythonissa ei ole mahdollista luoda muuttujaa, jolla ei ole myös jotain arvoa. Niinpä tyypillisesti käytetäänkin sanamuotoa ”muuttuja alustetaan arvolla x”, millä tarkoitetaan sitä, että muuttuja, joka luodaan, saa luomisen yhteydessä (eikä vasta joskus myöhemmin) arvon x.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Argumentti (engl. argument) on funktiokutsussa käytettävä arvo, joka välitetään kutsuttavalle funktiolle. Funktiokutsun alkaessa argumentit sijoitetaan parametreiksi kutsuttuihin muuttujiin, joiden kautta arvoihin pääsee funktion sisällä käsiksi.
Arvo (engl. value) on konkreettista, tietokoneen muistissa sijaitsevaa tietoa, jota käytetään ohjelman suorituksen aikana. Arvoilla on tyyppi ja sisältö; esimerkiksi numero 5 on tyypiltään kokonaisluku, jonka sisältö on 5. Useimmiten arvot liitetään muuttujiin, mutta myös operaatioiden ja funktiokutsujen paluuarvot sekä koodissa sellaisenaan esiintyvät arvot ovat arvoja. Käytännössä siis kaikkea konkreettista mitä ohjelma käsittelee voidaan kutsua arvoiksi.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Avain (engl. key) on ikään kuin sanakirjan ”indeksi”, eli sillä valitaan yksittäinen arvo tietorakenteen sisältä. Kutakin avainta vastaa yksi arvo. Avaimina käytetään yleensä merkkijonoja, mutta ne voivat olla mitä tahansa muuntumattomia tietotyyppejä, kuten lukuja tai monikkoja.
  1. Kuvaus
  2. Kurssin avainsanat
Avainsanat (engl. keyword) ovat ohjelmointikielessä kielen käyttöön varattuja sanoja, joilla on erityinen merkitys. Hyvät tekstieditorit tyypillisesti merkitsevät avainsanat muista nimistä eroavalla tavalla (esimerkiksi lihavoinnilla tai tietyllä värillä). Avainsanat ovat yleensä suojattuja, eli samannimisiä muuttujia ei voi luoda. Yleisiä avainsanoja Pythonissa ovat esimerkiksi funktioihin liittyvät def ja return. Avainsanat ovat siis osa ohjelmointikielen kielioppia.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Avainsana-argumentti-termiä (engl. keyword argument, lyh. kwarg) käytetään, kun funktio- tai metodikutsussa argumentteja annetaan sijoittamalla niitä parametrien nimiin. Tätä käytetään erityisesti format-metodin yhteydessä: "Hei {nimi}".format(nimi="hemuli"). Toinen yleinen käyttötapaus on silloin, kun kutsutulla funktiolla on paljon valinnaisia argumentteja ja näistä vain osa halutaan määrittää. Avainsana-argumentin käyttö voi myös selkeyttää koodia, erityisesti sellaisten argumenttien kohdalla joille annetaan arvoksi True tai False.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Avausmoodilla kerrotaan Pythonille (ja käyttöjärjestelmälle) millä tavalla tiedosto avataan. Tiedosto voidaan avata lukemista tai kirjoittamista varten. Oletuksena, eli jos avausmoodia ei erikseen määritellä, tiedosto avataan lukumoodissa ("r"). Kirjoitusmoodeja on kaksi:
  • "w", eli write, joka kirjoittaa tiedoston sisällön puhtaalta pöydältä hävittäen mahdollisesti aiemmin olemassa olleen saman nimisen tiedoston.
  • "a", eli append puolestaan kirjoittaa olemassaolevan tiedoston loppuun.
Molemmat kirjoitusmoodit luovat tiedoston, jos sitä ei vielä ole olemassa.
Siinä missä UNIX-pohjaiset järjestelmät tuottavat \n-merkkejä rivinvaihdoiksi, Windows tuottaa \r\n-rivinvaihtoja, joissa r on carriage return -merkki. Se on kirjoituskoneiden peruja ja tarkoittaa toimenpidettä, jossa kirjoituspää siirretään takaisin rivin alkuun. Yleisesti ottaen tämä on lähinnä asia, joka on hyvä tietää – Python käsittelee molempia rivinvaihtoja kiltisti.
Data (engl. data) on ohjelmoinnin asiayhteydessä mitä vaan tietoa, joka ei kuitenkaan yleisesti kata itse ohjelmakoodia. Yleensä datasta puhuttaessa tarkoitetaan yksittäisiä literaaliarvoja, muuttujien sisältämää tietoa tai jostain tietolähteestä (kuten tiedostosta tai verkko-osoitteesta) luettua tai sinne kirjoitettua tietoa. Nyrkkisääntönä voi kuitenkin pitää sitä, että koodi ja data ovat eri asioita, ja koodi käsittelee dataa. (Joissain yhteyksissä koodikin lasketaan dataksi, mutta näihin ei tällä kurssilla syvennytä.)
Debuggaus (engl. debugging) tarkoittaa ohjelmointivirheiden – bugien – jäljittämistä ja korjaamista. Bugien jäljille pääsemiseen on monia eri tapoja, joista ehkä hyödyllisimpänä Python tarjoaa ohjelman kaatumisen yhteydessä näytettävät virheviestit. Myös debug-printit ovat tavanomainen keino virheiden paikantamiseen; kyseessä on print-komentojen ripottelu koodiin väliaikaisesti esimerkiksi sen selvittämiseen, mihin asti koodin suoritus pääsee, tai muuttujien arvojen tutkimiseen ajonaikaisesti. Debuggaus on niin oleellinen osa ohjelmointia, että sitä varten on kehitetty myös erikseen työkaluja, joita kutsutaan debuggereiksi. Debuggereihin emme kuitenkaan tällä kurssilla koske.
Pythonissa dokumenttimerkkijono (engl. docstring) on kommentin kaltainen merkintä, mutta sillä on oma erityistarkoituksensa. Dokumenttimerkkijono merkitään yleensä kolmella lainausmerkillä (eli '''dokumentti''' tai """dokumentti""". Jos dokumenttimerkkijono on sijoitettu funktion def-rivin alapuolelle (sisennettynä), siitä tulee funktion dokumentaatio, jonka saa esiin help-funktiolla tulkissa. Samoin kooditiedoston alkuun sijoitettu dokumenttimerkkijono muuttuu moduuliin dokumentaatioksi. Dokumenttimerkkijonossa on hyvä kertoa funktion toimintaperiaate sekä selittää mitä sen parametrit ja paluuarvot ovat.
Dokumenttimerkkijonoja ei tule käyttää kommenttien sijasta! Muualla kuin edellä mainituissa paikoissa kommentointiin tulee käyttää kommentteja (eli #-merkillä alkavia rivejä)
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Ehto-nimitystä (engl. condition) käytetään tällä kurssilla ehtolauseiden ja while-silmukoiden siitä osasta, joka määrittelee milloin lause on tosi ja milloin epätosi. Ehtoa on siis kaikki joka on ehtolauseen aloittavan avainsanan (if tai elif) ja sen päättävän kaksoispisteen välissä.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Ehtolause (engl. conditional statement) on yksittäisen ehdon määrittelevä rivi koodissa, jota seuraa sisennetty koodilohko, joka määrittää miten ehdon toteutuessa tulee toimia. Varsinaisia ehtolauseita ovat if- ja elif-lauseet, joista jälkimmäinen ei voi esiintyä ilman ensimmäistä. Toisiinsa liitetyt ehtolauseet muodostavat ehtorakenteita. Ehtolause päättyy aina kaksoispisteeseen, ja tämän kaksoispisteen jälkeen on seurattava vähintään yksi sisennetty koodirivi.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Ehtorakenne (engl. conditional structure) on yhdestä tai useammasta toisiinsa liitetystä ehtolauseesta muodostuva rakenne, joka haarauttaa ohjelman suoritusta. Useimmissa ehtorakenteissa on vähintään kaksi haaraa: if ja else. Näiden välissä voi olla myös mielivaltainen määrä elif-lauseilla aloitettuja haaroja. On myös mahdollista, että ehtorakenteessa on pelkkä if-lause. Ehtorakenteessa kussakin haarassa on suoritettavaa koodia, joka kuvaa miten ohjelman tulee ehdon määrittelemässä tilanteessa toimia.
Kokonaisuudessaan ehtorakenne käydään läpi siten, että ensin tarkistetaan järjestyksessä ensimmäisen, eli if-lauseen, ehdon paikkansapitävyys. Jos ehto evaluoitui totuusarvoon True, ohjelman suoritus jatkuu kyseisen if-lauseen lohkosta, jonka suorituksen jälkeen siirrytään koko lopun ehtorakenteen ohi. Jos ehto taas evaluoitui Falseksi, käydään järjestyksessä ehtolauseita läpi toistaen samaa kuin ensimmäisen if-lauseen kohdalla, ja jos mikään ehto ei ollut paikkansapitävä, suoritetaan else-lauseen lohko.
Epätosi (engl. false) on toinen kahdesta mahdollisesta totuusarvosta ja toisen, eli toden, vastakohta. Sitä voidaan pitää lopputuloksena loogisissa ja vertailuoperaatorioissa, jotka eivät pidä paikkansa. Esimerkiksi vertailuoperaatio 5 < 4 ei pidä paikkansa, joten kyseinen operaatio evaluoituu epätodeksi. Pythonissa epätotta merkitään avainsanalla False.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Erotin (engl. separator) on merkkijonoihin ja tekstitiedostoihin liittyvä termi. Sillä tarkoitetaan tiettyä merkkiä, joiden kohdilta merkkijono on tarkoitus katkaista, kun se luetaan koodiin. Esimerkiksi, jos merkkijono sisältää tietoja, jotka on tarkoitus lukea listaan, erotin erottelee merkkijonon osat alkioiksi. Koodissa käytetään usein merkkijonojen split-metodia näissä tilanteissa – metodilla voidaan siis pätkiä erottimien kohdilta merkkijono listaksi.
Evaluointi (engl. evaluation) tarkoittaa lausekkeen tai muuttujan arvon lopputuloksen määrittämistä. Suoritettaessa lauseet evaluoituvat joksikin tietyksi arvoksi.
Exception on yleisimpien poikkeusten pääluokka. Kutsumme sitä Pokémon-poikkeukseksi, koska jos sitä käyttää try-except-rakenteessa, except ottaa kiinni kaikki poikkeukset. Tämä ei ole hyvä asia, koska se tekee vikatilanteiden tulkitsemisen vaikeammaksi sekä ohjelman käyttäjälle, että koodarille itselleen – se ottaa nimittäin kiinni myös ohjelmointivirheet, jolloin et saa mitään hyödyllistä tietoa ohjelman kaatuessa.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Merkkijonojen format-metodi on Pythonissa tehokas tapa sisällyttää muuttujien arvoja tulostettavaan tai tallennettavaan tekstiin. Merkkijonoon määritetään paikanpitimiä (esim: {:.2f}) joihin sijoitetaan format-metodin argumentit. Esimerkki: "Aasin korvien väli on {:.2f} tuumaa".format(mittaus).
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Funktio (engl. function) on ohjelmassa oleva itsenäinen kokonaisuus, joka muodostuu määrittelyrivistä (def-lauseella) sekä funktion suoritettavista koodiriveistä. Funktioita käytetään selkeyttämään ohjelman rakennetta sekä koodin toiston välttämiseen. Funktiot kommunikoivat keskenään ja pääohjelman kanssa funktion parametrien sekä paluuarvojen välityksellä. Funktion sisällä määritetyt muuttujat (ml. parametrit) ja muut nimet ovat olemassa ainoastaan funktion sisällä. Vastaavasti funktioiden ei pitäisi lukea arvoja itsensä ulkopuolelta.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Funktiokutsu (engl. function call) on menetelmä, jonka seurauksena ohjelman suoritus ”hyppää” toiseen kohtaan koodia – sen funktion alkuun, jota kutsutaan. Funktiota kutsuttaessa sillä annetaan sulkeissa argumentit, joihin funktiolohkon koodista käsin pääsee käsiksi funktiomäärittelyn vastaavista kohdista löytyvien parametrien kautta. Funktion suoritus päättyy, kun törmätään funktion loppuun tai return-lauseeseen. Tällöin ohjelmakoodin suoritus palaa takaisin edelliseen kohtaan, eli sinne, mistä funktiota kutsuttiin, ja funktiokutsu korvautuu funktion paluuarvolla.
Toisin sanoen kutsumalla saadaan yksi ohjelman osa käyttämään toista – esimerkiksi pääohjelma funktiota tai funktio toista funktiota.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Funktioiden määrittely tapahtuu def-lauseella, jonka yhteydessä annetaan nimi funktiolle sekä sen parametreille. Kaikkien näiden valinta on oleellinen osa hyvän ja yleiskäyttöisin funktion kirjoittamista. Nimi tulisi valita siten, että se kuvaa mahdollisimman hyvin mitä funktio tekee - vastaavasti parametrien nimien tulisi olla sellaisia, että niistä voi helposti päätellä millaiset argumentit funktiolle pitää antaa. Funktion varsinainen koodi määritetään sisennettynä def-rivin alle. Funktion koodi voi ja usein sisältääkin useita rivejä - se voi myös sisältää muita sisennyksiä (esim. ohjausrakenteita).
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Generaattori (engl. generator) on erityinen objektityyppi, joka toimii esimerkiksi for-silmukassa listan tavoin. Generaattori ei kuitenkaan ole muistissa oleva kokoelma arvoja, vaan erityinen funktio, joka tuottaa arvoja laiskasti, eli sitä mukaa kuin sitä käydään läpi. Tästä johtuen generaattorin ”sisältöä” ei ole mahdollista tulostaa, eikä siitä voida valita alkioita indeksiosoituksella. Generaattorit eivät kuulu alkeiskurssin aihepiiriin.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
  3. Tilasanakirjat
Globaali muuttuja (engl. global variable) on pääohjelman tasolla esitelty muuttuja, jota muokataan suoraan funktiossa tuomatta sitä funktion nimiavaruuteen parametrin kautta. Globaalien muuttujien käyttö on huonoa ohjelmointityyliä, ja niiden sijaan tietoa kuuluisikin kuljettaa funktioille argumentteina ja ottaa funktiolta vastaan paluuarvoina muutettuja arvoja. Näin tekemällä välttää niin kutsutun globaalin tilan, joka huonontaa koodin ymmärrettävyyttä.
Haara (engl. branch) on yksi keskenään vaihtoisista reiteistä, joita pitkin ohjelman suoritus voi tietystä pisteestä lähtien edetä. Esimerkiksi ehtorakenteissa jokainen if-, elif- ja else-lohko haarauttaa ohjelman suorituksen.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Hypystä (engl. jump) puhuttaessa tarkoitetaan ohjausrakenteen aiheuttamaa siirtymistä, jonka jälkeen ohjelman suoritus jatkuukin jostain muualta kuin seuraavalta koodiriviltä.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkki
Ikuinen silmukka tai ikisilmukka (engl. infinite loop) on silmukka, joka ei pääty ikinä – silmukan alaisuuteen kuuluvaa koodia siis toistetaan ”ikuisesti”. Ikisilmukoilla on ohjelmoinnissa käyttötarkoituksensa, mutta silloin tällöin tahattomasti syntynyt ikisilmukka voi myös olla ohjelman jumiutumisen aiheuttava bugi. Pythonissa ikuiset silmukat onnistuvat pääasiassa while-silmukoilla.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Indeksi (engl. index) on kokonaislukuarvo, joka osoittaa alkion sijainnin järjestetyssä tietorakenteessa (lista, monikko, mutta myös merkkijono!). Indeksit alkavat nollasta, joten viimeinen indeksi on (rakenteen pituus - 1). Tätä voi ajatella etäisyytenä rakenteen alusta. Python tuntee myös negatiiviset indeksit, jolloin indeksi -1 viittaa aina viimeiseen alkioon, -2 toiseksi viimeiseen jne. Kun rakenteesta otetaan alkio indeksin perusteella, puhutaan usein osoittamisesta.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Kun käytetään tietorakenteen, esimerkiksi listan, indeksiä, puhutaan (indeksi)osoittamisesta. Tämä osoittaminen merkitään hakasuluilla, esim. arvosanat[0]. Indeksiosoitus palauttaa alkion. Osoitus listan ulkopuolelle aiheuttaa IndexError-poikkeuksen, ja on hyvä pitää mielessä että listan viimeinen indeksi on sen pituus - 1 (koska indeksointi alkaa nollasta). Indeksi voi olla myös negatiivinen, jolloin laskenta alkaa listan lopusta (eli -1 on listan viimeinen alkio).
Katso myö: leikkaus.
Jäsenarvo (engl. attribute) on objektille kuuluva arvo, eli ominaisuus eli attribuutti. Se on siis nimi, joka kuuluu objektin sisäiseen nimiavaruuteen, ja siihen päästään käsiksi objektin kautta: aika.tm_hour joka antaisi aika-objektista tunnit.
Kierros (engl. iteration) on toistorakenteiden eli silmukoiden yhteydessä käytetty sana. Kierroksella viitataan siihen, kun silmukan alla sijaitseva koodi suoritetaan kertaalleen alusta loppuun – tämä on siis yksi kierros.
Kirjasto (engl. library) tai moduuli (engl. module) (kuten niitä Pythonissa virallisesti kutsutaan) on valmiiksi kirjoitettua koodia, jolla on oma rajattu tarkoituksensa. Tyypillisesti kirjasto sisältää ainakin nipun aihepiiriinsä kuuluvia funktioita, mutta voi sisältää muutakin (esim. luokkia tai vakioita). Esimerkiksi Turtle on kirjasto, jonka tarkoitus on tarjota helposti käytettäviä piirtofunktioita.
  1. Kuvaus
  2. Materiaaliesimerkki
  3. Peruskäyttö
Komentoriviargumentti (engl. command line argument) tai -parametri on nimitys lisätiedolle, joka annetaan komennon yhteydessä kun ohjemaa käynnistetään komentoriviltä. Komentoriviargumentit erotetaan toisistaan tyypillisesti välilyönnillä. Esimerkiksi komennossa python koodi.py koodi.py on itse asiassa komentoriviargumentti. Komentoriviargumentteja voi käsitellä Python-koodissa sys-moduulin argv-muuttujan kautta.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Kommentti (engl. comment) on kooditiedostossa olevaa tekstiä, joka ohitetaan kun koodia suoritetaan. Kussakin kielessä on oma tapansa sille miten rivi merkitään kommentiksi. Pythonissa se on #- eli risuaitamerkki (engl. hash character), jonka jälkeen riviltä löytyvän tekstin Python-tulkki ohittaa kokonaan. Kommenteilla voi selventää koodin lukijalle (tai itselleen) mitä koodissa tapahtuu. Yleensä kommentit on hyvä laittaa omille riveilleen kommentoitavan koodin yläpuolelle.
Ohjelman ja sen funktioiden toiminta kuvataan yleensä mieluiten dokumenttimerkkijonossa. Kommentteja käytetään enemmänkin välihuomioiden tekemiseen.
Toinen tapa käyttää kommentteja on tilapäisesti kommentoida rivejä pois esimerkiksi vaihtoehtoisen koodin testaamiseksi. Tällöin aiempaa koodia ei tarvitse poistaa – kätevää, jos myöhemmin osoittautuu, että sitä tarvitaan sittenkin.
Kooditiedosto (engl. code file) on tekstimuotoinen tiedosto, joka sisältää suoritettavaa koodia. Python-kooditiedosto suoritetaan komentokehotteesta kirjoittamalla python koodi.py, jossa koodi.py on tiedoston nimi. Kooditiedostoa suorittaessa yksittäisten rivien paluuarvot eivät tule näkyviin – ainoastaan print-funktiolla tulostettavat tiedot näkyvät käyttäjälle.
Ohjelman käyttämät arvot ovat kovakoodattuja (engl. hard coded) silloin, kun ne esiintyvät literaaliarvoina – eli semmoisenaan – ohjelman lähdekoodissa sen sijaan, että ne selvitettäisiin ajonaikaisesti esimerkiksi kysymällä käyttäjältä tai lukemalla tiedostosta.
Kutsupyyntö (eng. callback) on erityisesti nykyaikaisessa ohjelmoinnissa yleinen mekanismi, jossa toiselle - usein jonkun muun tekemälle - ohjelman osalle annetaan funktio, jota sen tulee kutsua toimintansa aikana. Jos tavallinen funktiokutsu vastaa puhelinsoittoa, kutsupyyntö on loogisesti soittopyyntö. Jos ohjelman osa käyttää kutsupyyntöä, sen dokumentaatio tyypillisesti kertoo, millaisen funktion sille voi antaa - erityisesti mitä parametreja funktiolla voi olla ja millainen arvo sen tulee palauttaa.
Käsittelijä(funktio) (engl. handler) on funktio, joka on kiinnitetty tapahtumaan siten, että sitä kutsutaan kun tarkkailtu tapahtuma havaitaan. Tämä johtaa siihen, että yleensä käsittelijää ei kutsuta samassa koodissa missä se on määritelty, vaan se toimii takaisinkutsuna. Käsittelijät liittyvät yleensä käyttöliittymä- ja pelikirjastoihin, joissa ohjelman pääsilmukka pyörii kirjaston sisällä ja tarkkailee tapahtumia. Käsittelijät ovat varsinaisen sovelluksen tapa toteuttaa omat toimintonsa tapahtumien kautta. Koska sovelluksen kirjoittaja ei voi vaikuttaa siihen miten käsittelijäfunktiota kutsutaan, sen parametrien ja paluuarvojen tulee vastata kirjaston antamia määrityksiä.
Käyttöliittymä (engl. User Interface, lyh. UI) on rajapinta ohjelman ja ohjelman käyttäjän – tyypillisesti ihmisen – välillä. Yksinkertaisessa tekstipohjaisessa käyttöliittymässä käyttäjältä voidaan pyytää ohjelman suoritusta varten tietoa input-funktiokutsujen avulla. print-funktiolla voidaan puolestaan esittää käyttäjälle tietoa ja lopputuloksia.
Monet loppukäyttäjälle interaktiiviseen käyttöön tarkoitetut ohjelmat toimivat jonkinlaisen graafisen käyttöliittymän (engl. Graphical User Interface, lyh. GUI) kautta. Näihin sisältyy yleensä ikoneita, painikkeita, avattavia valikoita ynnä muita hiirellä tai kosketusnäytöllä tökittäväksi tarkoitettuja käyttöliittymäelementtejä. Tällä kurssilla tutustumme lopputyön yhteydessä pintaa raapaisemalla graafisten käyttöliittymien sielunelämään.
Käyttöliittymäelementti (engl. UI element, widget) on jokin (yleensä graafiselle) käyttöliittymälle ominainen komponentti, jonka kautta käyttäjän vuorovaikutus ohjelman kanssa on mahdollista. Tällaisia ovat esimerkiksi napit, valikot, liukusäätimet ynnä muut.
Lause (engl. statement) on ohjelmointikielessä nimitys yksittäiselle suoritettavalle asialle, joka on yleensä yksi koodirivi.
Lauseke (engl. expression) tarkoittaa ohjelmoinnissa evaluoitavaa yksikköä. Esimerkiksi 5 + 5 ja "aasi" != "apina" ovat lausekkeita, jotka evaluoituvat arvoiksi 10 ja True. Lauseke yksin ei muuta ohjelman tilaa mitenkään, ellei sillä ole sivuvaikutuksia. Sen sijaan lauseke vaikuttaa osana lausetta.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Leikkaamisella (engl. slice) tarkoitetaan sitä, kun sekvenssistä (yleensä listasta, mutta myös merkkijonoista) otetaan osasekvenssi. Lopputuloksena on samaa tyyppiä oleva arvo, joka on kopio valitusta alueesta. Valinnassa merkitään aloitus- ja lopetusindeksit. Molemmat ovat tosin valinnaisia. Leikkaus merkitään sivu = kokoelma[5:10] joka ottaisi siis alkiot indekseistä 5…9. Kaksoispisteen jälkeinen luku on ensimmäinen indeksi jota ei oteta mukaan!
Leikkaaminen ei koskaan aiheuta IndexErroria!
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Lista (engl. list) on järjestetty kokoelma arvoja, joka on Python-ohjelmoinnissa todellinen monitoimikone. Lista voi sisältää mitä tahansa arvoja, eikä sen kokoa tarvitse tuntea ennalta.
Listassa olevia arvoja kutsutaan alkioiksi. Jokaisella alkiolla on listassa paikka, jota kutsutaan indeksiksi. Indeksit alkavat nollasta! Kaiken tämän lisäksi lista on luonteeltaan muuntuva tietotyyppi. Kaikesta tästä on kerrottu hyvin paljon kolmosmateriaalissa.
Lista voi myös sisältää muita listoja. Tällä tavalla muodostettua tietorakennetta kutsutaan kaksiulotteiseksi listaksi (engl. two-dimensional list). Tietenkin sisäkkäisiä listoja (engl. nested list) voi olla kahtakin tasoa syvemmälle, jolloin ulottuvuuksien lukumäärä kasvaa vastaavasti. Tällöin puhutaan moniulotteisista listoista (engl. multidimensional list).
Literaaliarvo (engl. literal) on yleisnimitys arvoille jotka esiintyvät koodissa sellaisenaan. Arvo ei siis ole muuttujassa, vaan se on kirjoitettu koodiin. Esimerkiksi lauseissa x = 5 ja print("aasi"), 5 ja "aasi" ovat literaaliarvoja. Termiä käytetään pääasiassa yksinkertaisten muuttujatyyppien eli lukujen, totuusarvojen ja merkkijonojen kanssa.
  1. Kuvaus
  2. Muunnokset
Liukuluku (engl. floating point number, lyh. float) on tietokoneiden käyttämä desimaaliluvun approksimaatio. Tietokoneet eivät arkkitehtuurinsa vuoksi pysty käsittelemään oikeita desimaalilukuja, joten niiden tilalla käytetään liukulukuja. Liukuluvut saattavat aiheuttaa pyöristysvirheitä - tämä on hyvä pitää mielessä niitä käyttäessä. Pythonissa on olemassa decimal-moduuli, joka pystyy käsittelemään desimaalilukuja tarkasti.
Lohko (engl. block) on nimitys joukolle koodirivejä jotka kuuluvat yhteen. Lohkoa yhdistää se, että rivit ovat samalla sisennystasolla (tosin lohko voi sisältää myös muita lohkoja). Tyypillisiä lohkoja ovat esim. ehtorakenteiden suoritettavat osat, eli ne sisennyt koodirivit jotka seuraavat ehtoa / elseä. Lohko tulkitaan päättyneeksi kun vastaan tulee rivi, jonka sisennystaso on pienempi kuin lohkoon kuuluvien rivien.
  1. Kuvaus
  2. Lisätietoa
Looginen operaattori (engl. boolean operator) viittaa Boolen algebran operaatiohin, joissa käsitellään totuusarvoja. Tyypillisiä loogisia operaatioita ovat ehtolauseista tutut and, not ja or. Näistä and on tosi jos ja vain jos molemmat operandit ovat tosia; or on tosi jos ainakin toinen operandeista on tosi; ja not on tosi, jos sen ainoa operandi on epätosi.
Lähdekoodi – lyhemmin koodi – (engl. source code, code; alan slangi sorsa) tarkoittaa tekstiä, joka on kirjoitettu ohjelmointikielellä.
Merkillä (engl. character) tarkoitetaan ohjelmoinnissa yksittäistä datana esiintyvää kirjainta, numeroa, välimerkkiä tai muuta vastaavaa symbolia. Pythonissa merkki edustaa pienintä merkkijonon yksittäistä palasta.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Merkkijono (engl. string) on tietotyyppi, joka sisältää tekstiä. Sitä käytetään erityisesti käyttäjän kanssa viestimiseen. Merkkijonojen sisältöä voidaan myös tallentaa tiedostoihin. Pythonissa merkkijono merkitään lainaus- tai heittomerkillä (esimerkiksi "aasi" tai 'aasi'). Suosimme ensimmäistä. Merkkijono voidaan merkitä myös kolmella merkillä jolloin se voi olla monirivinen – tätä käytetään erityisesti dokumenttimerkkijonojen (docstring) kanssa. Merkkijono on muuntumaton tietotyyppi – kaikki, mikä näennäisesti muokkaa merkkijonoa, tosiasiassa luo (ja palauttaa) siitä muutetun kopion.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Metodi (engl. method) on funktio, joka on osa objektia eli objektin ominaisuus, jolla objekti usein muuttaa omaa tilaansa. Metodia kutsuttaessa käsiteltävä objekti tulee kutsun eteen: valinta.lower(). Metodeita kutsutaan myös joskus jäsenfunktioiksi (engl. member function).
Metodikutsu (engl. method call) vastaa toiminnaltaan funktiokutsua. Merkittävänä erona kuitenkin käsiteltävä objekti on metodikutsun edessä siinä missä funktiokutsussa se annettaisiin argumenttina. Metodikutsussa siis objekti tyypillisesti käsittelee itseään. Esimerkiksi sana.upper() on metodikutsu, jossa käsitellään sana-muuttujan viittaamaa objektia.
Moduuli (engl. module) on periaatteessa mikä tahansa Python-kooditiedosto. Yleisemmin kuitenkin moduulista puhutaan kirjaston synonyymina. Tyypillinen moduuli sisältää yhteen asiaan keskittyviä funktioita ja mahdollisesti muutakin (esimerkiksi vakioita ja luokkia). Laajat ohjelmat on usein myös jaettu useisiin moduuleihin siten että kukin moduuli keskittyy ohjelman toiminnan tiettyyn osa-alueeseen.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Monikko (engl. tuple) on ns. jäädytetty lista. Se on siis järjestetty kokoelma arvoja kuten listakin, mutta se on muuntumaton objekti - sen sisältöä ei siis voi muuttaa muuten kuin luomalla uuden kopion. Monikkoja voidaan siis ainoastaan luoda uusia ja lukea. Monikko merkitään yleensä kaarisulkeilla: (1, 2, 3), mutta myös pelkkä 1, 2, 3 on monikko.
Toisin kuin lista, monikko voi toimia sanakirjan avaimena.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Pythonissa objektit erotellaan muuntuviin ja muuntumattomiin. Muuntumaton (engl. immutable) arvo on sellainen, jonka sisältö ei voi muuttua - kaikki operaatiot jotka näennäisesti muuttavat arvoa tosiasiassa luovat siitä uuden kopion, joka yleensä sijaitsee uudessa muistipaikassa. Esimerkiksi merkkijonot ovat tyypillinen muuntumaton tyyppi Pythonissa. Siksi merkkijonojen kanssa näkee yleensä jotain tällaista: valinta = valinta.lower()
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Pythonin objekteissa on kahta tyyppiä: muuntuvia ja muuntumattomia. Muuntuvat (engl. mutable) objektit ovat sellaisia, joiden arvo voi muuttua suorituksen aikana esim. metodikutsun seurauksena. Yleisin esimerkki muuntuvista objekteista on lista: muumilaakso.append("Hemuli") muuttaa muumilaakso-nimistä listaa pysyvästi lisäämällä siihen uuden arvon. Kaikki listaan viittaavat lauseet ohjelmassa käsittelevät tästä eteenpäin listaa, johon "Hemuli" on lisätty.
Yksinkertaistettu tapa käsittää muuttuja (engl. variable) on ajatella sitä tietovarastona – muuttuja sisältää jotain. Tätä ilmaisua käytetään usein puheessa, mutta se ei ole täysin tarkka. Tarkempi kuvaus on, että Python-muuttuja on viittaus arvoon. Se on siis yhteys muuttujan nimen ja tietokoneen muistissa olevan arvon välillä. Muuttuja ei siis varsinaisesti sisällä arvoa – se ainoastaan sisältää tiedon siitä mistä arvo löytyy.
Ohjelmointikielissä on oleellista ymmärtää määrittelyn (engl. definition) ero suorittamiseen. Määrittelemällä luodaan kuvauksia funktioista, muuttujista ja erilaisista tietorakenteista – tavallaan siis kerrotaan ohjelmointikieltä käyttäen, minkälainen jokin edellä mainituista asioista on, tai mitä sen kuuluisi tehdä. Pythonissa määrittelyn ja suorittamisen ero on helpoin ymmärtää funktioiden avulla. Funktiomäärittelyssä funktio vasta luodaan – ikään kuin tehtaalla koottu laite. Funktiota varsinaisesti käytetään – eli sen toiminnallisuus hyödynnetään funktiota varten määriteltyä koodia ajamalla – vasta funktiokutsun yhteydessä. Samaa vertausta käyttäen funktiokutsu vastaa siis sitä hetkeä, kun tehtaalta saapunut laite käynnistetään.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Nimeämätön vakio tai taikaluku (engl. magic number) on koodissa esiintyvä literaaliarvo, jota ei selitetä millään tavalla. Hyvään ohjelmointityyliin kuuluu taikalukujen välttäminen. Oikea – itsedokumentoiva – tapa on nimetä koodissa esiintyvät vakiot muuttujiin, jolloin niiden muuttaminen onnistuu tarpeen tullen yhdestä paikasta yhdellä muutoksella, ja koodin lukijan on helpompi ymmärtää koodia.
  1. Kuvaus
  2. Nimeämiskäytännöt
Muuttujilla, funktioilla, vakioilla, moduuleilla ja muilla vastaavilla on kullakin nimi (engl. identifier) – se osa lähdekoodia, joka tarkoittaa kyseistä asiaa. Esimerkiksi, jos ohjelmoija määrittelee koodin alussa muuttujan leveys arvolla 15, kyseisellä leveys-nimellä voidaan myöhemmin käyttää kyseistä muuttujaa. Nimen voidaan siis ajatella olevan ohjelmoijan ja koodia lukevan tulkin yhteinen ymmärrys siitä, mihin asioihin lähdekoodissa esiintyvät sanat viittaavat. Nimet kuuluvat aina johonkin nimiavaruuteen.
Nimiavaruus (engl. namespace) on joukko nimiä (muuttujia, vakioita, funktioita jne.) jotka kuuluvat samaan kontekstiin. Esimerkiksi funktion sisällä, eli funktiomääritelmän lohkossa on oma nimiavaruus: funktion sisällä määritetyt nimet ovat käytössä ainoastaan sen sisällä. Ohjelmalla on myös aina päänimiavaruus (engl. global namespace), jossa kaikki pääohjelmassa määritetyt nimet sijaitsevat. Tavallista import-lausetta käytettäessä saadaan niin ikään erillinen nimiavaruus, johon päästään käsiksi moduulin nimen kautta – moduulin sisäiset nimet ovat siis tällöin erillisessä avaruudessa. Katso myös näkyvyysalue.
Nimikonflikti syntyy, jos useammalle kuin yhdelle arvolle koitetaan antaa sama nimi. Tällöin tapahtuu niin, että tuoreempi sijoitus jåä voimaan. Tästä seuraa yleensä ohjelman kaatavia virheitä, koska usein arvot ovat eri tyyppiä. Voi jopa käydä niin, että epämääräisesti nimetyn funktion päälle tallennetaan vahingossa saman niminen muuttuja.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Näkyvyysalue (engl. scope) määrittää sen, onko jokin tietty nimi (muuttuja, funktio tms.) käytettävissä tietyssä kohdassa ohjelmaa. Esimerkiksi funktiomääritelmän lohkossa voidaan viitata funktiossa määriteltyihin muuttujiin, koska ne ovat funktion näkyvyysalueella. Sen sijaan muut funktiot eivät voi viitata näihin muuttujiin, koska ne kuuluvat eri näkyvyysalueelle. Globaalin (ts. pääohjelman) näkyvyysalueen nimet ovat luettavissa kaikkialla koodissa.
  1. Kuvaus
  2. Syventävää nippelitietoa
Näppäimistökeskeytyksellä (engl. keyboard interruption) voi pakottaa jumiin jääneen ohjelman sammumaan. Sen saa aikaan painamalla Ctrl+C sen terminaalin ollessa auki, jossa ohjelma pyörii. Pythonissa näppäimistökeskeytyksen saa käsiteltyä kaappaamalla KeyboardInterrupt-poikkeuksen try-except-rakenteella.
Objekti (engl. object), joskus myös olio, on Pythonissa yleistä terminologiaa. Kutsumme objekteja pääasiassa arvoiksi alkeiskurssilla, mutta Pythonissa kaikkea voi käsitellä objekteina. Tämä tarkoittaa, että mihin tahansa voidaan viitata muuttujilla (esimerkiksi funktion voi sijoittaa muuttujaan). Tämän kurssin puitteissa objekti-termiä käytetään sellaisista arvoista joilla on metodeja.
Objektit nousevat merkittävämpään rooliin alkeista eteenpäin, erityisesti koodissa jossa käytetään luokkia.
Ohjausrakenne (engl. control structure) on yleisnimitys ohjelmointikielen sallimista keinoista, jotka hallitsevat jollain tavalla ohjelman suorituksen kulkua. Näihin rakenteisiin lukeutuvat kurssin puitteissa ehtorakenteet, toistorakenteet sekä poikkeusten käsittely.
Ohjelmointiongelma on ohjelmointityön kohde. Se on siis jokin todettu tarve, jota varten ohjelmaa koodataan. Tarve voi olla jonkin tietokoneella tehtävän asian automatisointi, verkkosivun pystyttäminen tai ihan vain hauskan pelin tekeminen.
Ohjelmointityyli (engl. programming style) on joukko ohjeita tai tapoja, joita ohjelmoija noudattaa koodia kirjoittaessaan. Näihin tapoihin lasketaan muun muassa sisennyksen syvyys, muuttujien ja funktioiden nimeämiskäytännöt, välilyöntien käyttö lauseissa sekä monet muut tyyliseikat. Ohjelmointityylejä on useita erilaisia, ja tällä kurssilla opetetaan noudattamaan tiettyjä tyyliin liittyviä sääntöjä.
Ohjelmointivirhe eli bugi (engl. bug) on virhe ohjelman lähdekoodissa. Bugien seurauksena ohjelma ei välttämättä käynnisty ollenkaan, kaatuu, voi joissain tilanteissa toimia väärin ja joskus aiheuttaa jopa erittäin vakavia tietoturvaongelmia. Huolellinen ohjelmointi ja testaaminen – myös harvinaisilla nurkkatapauksilla – vähentää bugien todennäköisyyttä. Ohjelman havaitun virheellisen toiminnan aiheuttavan koodin etsimistä ja korjaamista kutsutaan debuggaukseksi.
Oletusarvo (engl. default value) on arvo, joka annetaan funktion valinnaisella parametrille mikäli sitä vastaavaa argumenttia ei annettu funktiota kutsuttaessa. Esimerkiksi def kysy_pituus(kysymys, maksimi=10): -määrittelyrivillä maksimi on valinnainen parametri, jonka oletusarvo on 10.
Ominaisuus (attribute) liittyy objekteihin siten, että objekteilla voidaan sanoa olevan ominaisuuksia. Tällä kurssilla useimmat näistä ominaisuuksista ovat metodeja, mutta ne voivat olla myös arvoja. Objektin ominaisuutta käsitellään notaatiolla, jossa objektin nimen ja ominaisuuden nimen väliin tulee piste, esim: valinta.lower()-metodikutsussa valinta on objekti ja lower on ominaisuus.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Operaatio-nimitystä (engl. operation) käytetään esimerkiksi matemaattisille operaatioille. Yleisesti ottaen puhutaan operaatiosta, kun koodirivillä esiintyy operaattori ja operandeja. Esimerkiksi 5 + 5 on operaatio.
Operaattori (engl. operator) on matematiikassa ja ohjelmoinnissa nimitys symboleille, jotka kuvaavat jotain operaatiota. Operaattorilla on aina vähintään yksi operandi, mutta useimmilla kaksi. Esimerkiksi +-merkki on yhteenlaskuoperaattori.
Operandi (engl. operand) on hieno matematiikassa ja ohjelmoinnissa käytössä oleva nimitys arvoille joita käytetään operaatiossa. Esimerkiksi 5 + 8 on yhteenlaskuoperaatio, jonka operandit ovat 5 ja 8. Operandien voidaan siis sanoa olevan operaatioiden kohteita.
  1. Kuvaus
  2. Parametrien valinta
  3. Lisämuotoilu
Paikanpidin (engl. placeholder) on yleisesti tilapäinen merkintä, joka on tarkoitus korvata toisella. Tällä kurssilla sitä käytetään lähinnä merkkijonojen muotoilun yhteydessä. Paikanpidin merkkijonon sisällä merkitään aaltosulkeilla ("Hei {}".format(nimi)). Merkkijonojen paikanpitimissä voi olla lisämäärityksiä kuten näytettävien desimaalien lukumäärä ("Aaseilla on keskimäärin {:.2f} jalkaa".format(keskiarvo)). Paikanpitimien tilalle sijoitetaan format-metodikutsun argumentit, normaalisti esiintymisjärjestyksessä. Ne voidaan kuitenkin myös numeroida tai käyttää avainsanoja.
Pakeneminen (engl. escape) tarkoittaa ohjelmoinnissa sitä, että jokin merkki tulkitaan eri tavalla kuin normaalisti. Esimerkiksi "n" on vain n-kirjain, mutta "\n" on rivinvaihto – tässä siis \-merkki (kenoviiva, engl. backslash) aiheuttaa sen, että n-merkin normaali merkitys paetaan ja korvataan toisella merkityksellä; kenoviiva toimii siis koodinvaihtomerkkinä (engl. escape character). Yksi tyypillinen käyttö on sisällyttää "-merkki merkkijonoon, joka on rajattu "-merkeillä: "aasin korvien väli on 14\""
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Palauttaminen (engl. return) tapahtuu aina kun funktion suoritus päättyy. Tyypillisesti funktion palauttama(t) arvo(t) määritellään funktion sisällä return-lauseella. Funktiota kutsuvassa koodissa paluuarvo näkyy funktiokutsun paikalla, jolloin se voidaan esimerkiksi tallentaa muuttujaan tai laittaa eteenpäin toiselle funktiolle.
Paluuarvo (engl. return value) on nimitys arvolle tai arvoille, jotka funktio palauttaa, kun sen suoritus päättyy - eli siis funktion tulos. Pythonissa funktiolla voi olla useita paluuarvoja. Koodia lukiessa paluuarvoa voi käsitellä päässään siten, että funktiokutsun paikalle sijoitetaan funktion paluuarvo sen jälkeen kun funktio on suoritettu. Paluuarvo löytyy funktion sisältä return-lauseen yhteydestä. return True -rivillä on yksi paluuarvo – totuusarvo True.
Parametri (engl. parameter) on funktion määrittelyssä nimetty muuttuja. Parametreihin sijoitetaan funktion saamien argumenttien arvot silloin, kun funktiota kutsutaan. Parametri on siis nimitys jota käytetään, kun puhutaan arvojen siirtymisestä funktion näkökulmasta. def kysy_syote(kysymys, virheviesti): -rivillä siis kysymys ja virheviesti ovat parametreja. Parametrille voidaan määrittää oletusarvo jonka se saa, jos sitä vastaavaa argumenttia ei anneta kutsuttaeassa – tämä tekee kyseisestä argumentista valinnaisen.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Poikkeus (engl. exception) on ohjelmointikielessä määritelty virhetilanne. Poikkeuksella on tyyppi (esimerkiksi TypeError), jota voi käyttää poikkeuksen käsittelyssä ohjelman sisällä sekä myös apuna virhetilanteen ratkaisussa. Tyypillisesti poikkeukseen liitetään myös viesti, joka kertoo mistä ongelmassa on kyse. Pythonissa poikkeuksia käsitellään try-except-rakenteilla.
  1. Kuvaus
  2. try-except-else-finally
Poikkeusten käsittely (engl. exception handling) on ohjelmointikieleen sisäänrakennettu keino ohjelmoijalle reagoida poikkeuksiin. Pythonissa poikkeusten käsittely onnistuu try-except-rakenteella, jossa sekä try: että except: aloittavat omat lohkonsa; try-lohkon alle kirjoitetaan se koodi, joka mahdollisesti aiheuttaa jonkun tietyn poikkeuksen ja except-lohkon alle taas se koodi, joka suoritetaan siinä tapauksessa, että kyseinen poikkeus tapahtuu. Joissain muissa ohjelmointikielissä except-avainsanan sijaan käytetään avainsanaa catch, minkä takia yleisesti puhutaan poikkeusten kiinni ottamisesta.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Polku (engl. path) on tiedoston tai kansion sijainti kiintolevyllä. Polku voi olla absoluuttinen tai relatiivinen. Absoluuttinen polku sisältää kaikki kansiot aina juureen asti (esim. Windowsissa asemakirjain kuten C:), kun taas relatiivinen sisältää kansiot aktiiviseen kansioon asti (ts. siihen kansioon mistä ohjelma käynnistettiin). Polku esitetään ohjelmointikielissä yleensä merkkijonona, ja polun osat erotetaan kauttaviivalla /. Useimmiten polkuja muodostaessa kannattaa käyttää os.path-moduulin join-funktiota.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Interaktiivinen Python-tulkki (engl. interactive Python interpreter) tai Python-konsoli (engl. Python console) on ohjelma, johon voi kirjoittaa Python-koodirivejä. Nimitys ”interaktiivinen” tulee siitä, että koodirivi suoritetaan välittömästi sen syöttämisen jälkeen, ja ohjelma näyttää käyttäjälle koodirivin tuottaman paluuarvon (esimerkiksi matemaattisen operaation tuloksen). Kurssilla suositellaan IPython-tulkkia, joka käynnistetään asennuksen jälkeen komennolla ipython.
Python-tulkki (engl. Python interpreter) on ohjelma, joka muuttaa Python-koodin tietokoneelle annettaviksi ohjeiksi. Se vastaa niin kooditiedostojen kuin myös interaktiiviseen Python-tulkkiin kirjoitettujen komentojen suorittamisesta. Tällä kurssilla sanalla tulkki viitataan kuitenkin useimmiten nimenomaan interaktiiviseen Python-tulkkiin.
Pythonissa pääohjelma (engl. main program) on se osa koodia, joka suoritetaan, kun ohjelma käynnistetään. Nyrkkisääntönä pääohjelma sisältää kaikki lauseet sekä ohjausrakenteet jotka ovat kiinni koodin vasemmassa laidassa. Pääohjelma sijaitsee tyypillisesti koodin lopussa, ja useimmiten if __name__ == "__main__":-lauseen alla. Älä kuitenkaan käytä tätä lausetta alkupään harjoitustehtävissä, koska tarkistin ei pysty tällöin suorittamaan koodisi pääohjelmaa.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Rajapinta (engl. interface) viittaa yleisesti kahden eri asian välimaastoon, ja ohjelmoinnissa sillä tarkoitetaan erityisesti tapaa, jolla ohjelman eri osat voivat liittyä toisiinsa. Esimerkiksi funktion rajapinnasta puhuttaessa tarkoitetaan sitä muotoa, jossa funktio vastaanottaa tietoa ja suoriutumisen jälkeen antaa käsiteltyä tietoa tai jonkun lopputuloksen ulos. Kirjastoilla on yleensä olemassa jonkinlainen niin kutsuttu API, eli Application Programming Interface, joka kertoo sen, kuinka kirjaston toiminnallisuuksia käytetään. Ihmiset taas ovat ohjelmiin kytköksissä käyttöliittymän (engl. User Interface, lyh. UI) kautta, joka sekin on tietynlainen rajapinta.
Ratkaisumalli on ohjelmoijan muodostama abstrakti ajatus siitä miten ohjelmointiongelman ratkaisu etenee. Ratkaisumalli ei ole vielä koodia, mutta sen tulisi olla yksiselitteinen sekä selkeisiin välivaiheisiin jakaantuva, jotta sen pohjalta voidaan kirjoittaa ohjelma. Ratkaisumallia voi hahmotella päänsisäisesti, käyttämällä avuksi paperia sekä kokeilemalla asioita Python-tulkissa.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Rekursio (engl. recursion) on yleinen ohjelmointitermi, joka viittaa siihen, kun funktio kutsuu itseään. Rekursio on siis funktiopohjainen tapa luoda toistorakenne, jossa funktio välittää itselleen uusia argumentteja ja käsittelee omia paluuarvojaan. Rekursio on kätevä esimerkiksi puumaisia rakenteita käsitellessä – käsitellään yksi ”oksa” jollain tavalla, ja sitten rekursion avulla käsitellään tästä oksasta lähtevät oksat ja niin edelleen. Pythonissa rekursiota käytetään aika vähän. Osasyynä on sisäänrakennettu rekursiorajoitus, joka asettaa katon sille, kuinka monta kertaa funktio saa kutsua itseään.
Rivinvaihtomerkki (engl. newline, line break, end of line; lyh. EOL) eli "\n" on merkki, joka tulostettaessa tai tiedostoon kirjoitettaessa saa aikaan rivinvaihdon. Jos merkkijonoa tarkastellaan ilman printtausta esim. konsolissa, rivinvaihdot näkyvät "\n"-merkkeinä.
  1. Kuvaus
  2. Määrittely
  3. Arvojen haku
  4. Sanakirjan muuttaminen
Sanakirja (engl. dictionary) on tietorakenne, jossa arvoille annetaan avaimet (yleensä merkkijono). Sanakirjan merkittävin etu on se, että selkeästi nimetyt avaimet tekevät tietorakennetta käsittelevästä koodista huomattavasti selkeämpää luettavaa. Python 3.7:sta lähtien sanakirjan avaimet ja arvot ovat siinä järjestyksessä missä ne on lisätty.
Sapluuna (engl. template) on muotti esimerkiksi tekstille, joka käyttäjälle halutaan näyttää, mutta joka ei semmoisenaan ole vielä valmis. Sapluunasta siis puuttuu tietoa, joka on tarkoitus saada sapluunan paikanpitimien tilalle.
Kurssilla yleisin sapluuna on merkkijono, jossa on paikanpitimiä format-metodia varten.
Sekvenssi (engl. sequence) on mikä tahansa arvo Pythonissa, jossa on tavaraa peräkkäin – esimerkiksi merkkijono, lista ja monikko kuuluvat näihin.
Matematiikasta tuttu sidontajärjestys (engl. precedence) määrittää sen, missä järjestyksessä lausekkeen operaatiot suoritetaan.
lopputulos = 10 + 2 * (2 + 3)
Yllä olevan koodin lopputulos on 20, sillä ensin lasketaan yhteen luvut 2 ja 3, joiden summa kerrotaan kahdella, ja johon lopuksi lasketaan vielä yhteen luku 10. Esimerkissä korkein presedenssi on siis sulkeilla, toisiksi korkein kertolaskulla ja matalin yhteenlaskulla.
Sijoittaminen (engl. assignment) liittyy muuttujiin ja arvoihin. Tyypillinen ilmaisu on ”muuttujaan sijoittaminen”, joka yksinkertaistettuna tarkoittaa sitä, että tietty arvo annetaan muuttujalle (x = 5). Tarkennettuna muuttujaan sijoittaminen kuitenkin tarkoittaa Pythonissa sitä, että muuttujan ja arvon välille luodaan viittaus – muuttuja tietää mistä arvo löytyy.
Samaa tarkoittavia ilmaisuja ovat mm. muuttujaan tallentaminen, arvon ottaminen ylös muuttujaan, arvoon viittaminen muuttujalla, arvon tunkeminen muuttujaan... jne.
Sijoitusoperaattoria (engl. assignment operator) eli =-merkkiä käytetään muuttujaan sijoituksessa. Operaattoria käytettäessä kohteena olevan muuttujan tulee aina olla sen vasemmalla puolen ja sijoitettavan arvon (tai lausekkeen, joka tuottaa sijoitettavan arvon) sen oikealla puolen.
Silmukkamuuttuja (engl. loop variable) on for-silmukan määrittelrivillä esitelty muuttuja, joka saa yksitellen kaikki läpikäytävän sekvenssin (esim. lista) arvot. Sen arvo siis vaihtuu jokaisella silmukan kierroksella. Yksinkertainen esimerkki materiaalista: for elain in elukoita:, jossa siis elain on silmukkamuuttuja. Mikäli läpikäytävä sekvenssi sisältää monikoita (tai listoja), silmukkamuuttujia voi olla myös useita: for opiskelija, arvosana in arvostelu:. Silmukkamuuttujat eivät ole erillisessä nimiavaruudessa, joten niiden tulee erota muista funktion/pääohjelman muuttujista.
Sisennetyn (engl. indented) koodirivin edessä on tyhjää eli välilyöntejä tai sarkainmerkkejä. Sisennyksen tehtävä on parantaa koodin luettavuutta yleisesti. Pythonissa sisennys myös erottaa koodilohkot toisistaan - kaikki samalla sisennystasolla olevat rivit ovat samaa lohkoa. Tällä kurssilla käytetään välilyöntejä, ja yksi sisennys on 4 välilyöntiä. Kaikki järkevät tekstieditorit saa syöttämään sarkainmerkin sijaan halutun määrän välejä.
Sisäänrakennetut funktiot (engl. builtin functions) ovat funktioita, jotka tulevat Pythonin mukana, ja niitä käyttääkseen ei tarvitse erikseen ottaa käyttöön mitään moduulia/kirjastoa.
Suorittaminen (engl. execution) tai ajaminen (engl. running) tarkoittaa ohjelman tai koodinpätkän koneistettua läpi käymistä, jolloin ohjelmassa tai koodissa määritellyt asiat tapahtuvat. Python-tulkki suorittaa sille annettua koodia lause kerrallaan – tällöin ohjelman sanotaan olevan käynnissä. Kun enempää suoritettavaa koodia ei ole, törmätään käsittelemättömään virheeseen tai koodissa erikseen niin määrätään, ohjelman suorittaminen päättyy.
Syntaksi (engl. syntax) on koodin kielioppi. Esimerkiksi Pythonin syntaksi määrittää, millainen teksti on tulkittavissa Python-koodiksi. Jos teksti ei noudata koodin syntaksia, sitä ei voida suorittaa. Syntaksi antaa myös koodaajalle tietoa siitä, missä muodossa halutunlainen ohje tulee antaa.
Syntaksivirhe (engl. syntax error) on poikkeus, joka syntyy, kun Python-tulkki tutkii kooditiedostoa ennen sen suorittamista ja havaitsee siellä rikkinäistä – eli jollain tapaa väärin kirjoitettua – koodia. Syntaksivirhe estää koodin suorittamisen.
Yksi hyvin yleinen syntaksivirhe on sulkujen auki jääminen. Tällöin syntaksivirheilmoitus näyttää poikkeuksen tapahtuneen vasta virheellistä riviä seuraavalla rivillä! Muista siis mystisen syntaksivirheviestin äärellä katsoa myös edeltäviä rivejä.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Syöte (engl. input) on tämän kurssin puitteissa käyttäjältä pyydetty tekstimuotoinen komento tai vastaus kysymykseen. Syöte kysytään input-funktiolla, ja se on aina merkkijono. Aina, kun ohjelma kysyy syötettä, sen suoritus pysähtyy, kunnes käyttäjä on antanut syötteen.
Takaisinkutsu (engl. callback) on yleinen ohjelmoinnissa käytetty menetelmä, jossa funktio ottaa parametrin kautta vastaan funktion kutsuttavakseen heti (synkroniset takaisinkutsut) tai joskus tulevaisuudessa (asynkroniset takaisinkutsut). Nimensä menetelmä on saanut soittopyynnöstä: kutsuttavaa funktiota, jolle jokin funktio välitetään argumenttina, ”pyydetään” kutsumaan tätä annettua funktiota. Pythonissa listojen sort()-metodin key-parametri on esimerkki callback-funktioiden käytöstä. Usein käyttöliittymiä toteutettaessa käyttöliittymäelementteihin kytketään callback-funktioita.
Tallennusformaatti on tiedoston "syntaksi", joka siis kertoo miten data on tiedostoon tallennettu. Tallennusformaatti asettaa rajat sille millaista dataa tiedostossa voidaan esittää. Sen perusajatus on se, että koodissa olevat tietorakenteet voidaan tallentaa tiedostoon jossain muodossa, ja myöhemmin ladata sieltä uudelleen. Tallennusformaatti voi seurata jotain alan standardia (esim. JSON), mutta lopullisesti on ohjelman tekijän vastuulla päättää mitkä tiedot ovat ohjelman kannalta relevantteja ja miten ne on paras esittää.
Tapahtuma (engl. event) on ohjelmointikäsite, jota käytetään yleisesti interaktiivisten sovellusten, jotka pyörivät reaaliajassa, yhteydessä. Näissä sovelluksissa on yleensä pääsilmukka, joka tarkkailee tapahtumia, joita voivat olla esimerkiksi: käyttäjä klikkaa hiirellä, käyttäjä painaa näppäimistön nappia, tietty aika on kulunut jne. Tapahtumiin voidaan kiinnittää käsittelijäfunktioita, jolloin funktiota kutsutaan aina kun tapahtuma havaitaan. Tällä tavalla helpotetaan merkittävästi interaktiivisten sovellusten ohjelmointia, koska itse sovellusta kirjoittaessa ei tarvitse huolehtia siitä miten ruudun tapahtumat tunnistetaan.
Periaatteessa tekstitiedosto (engl. text file) on mikä tahansa tiedosto, jonka sisältö voidaan lukea nätisti tekstieditorilla. Tämän kurssin kontekstissa kuitenkin tekstitiedosto on erityisesti sellainen tiedosto, jonka sisältöä käsitellään tekstinä Pythonissa. Eli siinä missä kooditiedostoja suoritetaan, tekstitiedostoja käytetään datan varastoimiseen ohjelman ajojen välillä.
Terminaali (engl. terminal), komentokehote (engl. prompt) ja komentorivi (engl. command line) ovat eri nimiä käyttöjärjestelmän tekstipohjaiselle käyttöikkunalle. Komentorivillä annetaan tekstikomentoja käyttöjärjestelmälle. Tällä kurssilla pääasiassa siirrytään cd- eli change directory -komennolla hakemistosta toiseen ja käytetään ipython-komentoa kooditiedostojen suorittamiseen sekä interaktiivisen tulkin avaamiseen.
  • Windowsissa komentoriville pääsee kirjoittamalla käynnistä-valikon hakuun cmd
  • Mac OS X -käyttöjärjestelmässä komentorivin saa auki kirjoittamalla Finderiin pääte (suomen kielisissä versioissa) tai terminal (englannin kielisissä versioissa)
  • Linux-työpöytäympäristöistä voit painaa Ctrl + Alt + T työpöydällä tai kirjoittaa hakuun {{terminal}}}
Testaamalla eli kokeilemalla (engl. test) selvitetään, toimivatko hartaasti näppäillyt koodirivit halutulla tavalla. Testejä suorittamalla siis etsitään koodista mahdollisia ohjelmointivirheitä. Ohjelmien testaaminen on jopa niin olennaista, että joidenkin alan työntekijöiden tehtävänä on ainoastaan automatisoitujen testien ohjelmointi. Lovelace-järjestelmän tarkistimet testaavat järjestelmään lähetetyt koodit.
Tiedostokahva (engl. file handle) on erityinen objekti, jota Pythonissa käytetään avattuun tiedostoon viittaamiseen. Huomattavaa on, että kahva ei ole sama asia kuin tiedoston sisältö, mutta sen kautta voidaan lukea tiedoston sisältö tai kirjoittaa tiedostoon. Tiedostokahva saadaan käyttöön open-funktiolla, jolle määritetään avattavan tiedoston sijainti sekä avausmoodi, jossa se avataan, esim: with open("aasi.txt", "r") as tiedosto: avaa aasi.txt-tiedoston with-lauseessa (jossa tiedostot tulee yleensä avata) siten, että muuttujasta nimeltä tiedosto löytyy tiedostokahva.
Tiedostonimi (engl. filename) on tiedoston koko nimi, joka sisältää varsinaisen tiedostolle annetun nimen sekä tiedostopäätteen. Esimerkiksi aasisvengaa.py on kokonainen tiedoston nimi, jossa varsinainen annettu nimi on aasisvengaa ja pääte on .py.
Koodin sisällä tiedostojen nimet esitetään merkkijonoina.
Tiedostopääte (engl. filename extension) on se osa tiedoston nimestä, joka on viimeisen pisteen oikealle puolen. Tiedostopäätteet ovat yleisesti käytetty tapa tiedostojen sisällön tunnistamiseen, eli ne ovat keino ilmaista tiedoston tyyppiä. Esimerkiksi kuvatiedostoilla voi olla vaikkapa .png- tai .jpg-pääte, kun taas Python-kooditiedoston pääte on yleensä .py, kuten nimessä aasisvengaa.py.
Tietorakenne (engl. data structure) on yleisnimitys kokoelmille, jotka sisältävät useita arvoja. Tietorakenteen tarkoitus on siis säilöä useammasta kuin yhdestä arvosta koostuvaa tietoa jollain lukuisista eri tavoista, joille kullekin yleensä on olemassa tietorakenteen helpon hyödyntämisen mahdollistavat ohjelmointikeinot, kuten arvojen lisääminen, poistaminen ja muokkaaminen tietorakenteesta. Tietorakenne on siis ohjelman sisäinen tapa käsitellä dataa siten, että varsinaiset yksityiskohdat on piilotettu ohjelmoijalta, joka käyttää tietorakenteita koodissaan.
Omissa ohjelmissa käytettävät tietorakenteet tulisikin valita siten, että niitä on helppo käsitellä koodissa, ja että ne palvelevat hyvin ohjelman tarkoitusta. Pythonissa yleisimmät tietorakenteet ovat lista, monikko ja sanakirja. Myös set – eli joukko-opillinen joukko, joka ei sisällä duplikaattiarvoja – on käytännöllinen tietorakenne. Sisäänrakennettujen lisäksi lukuisia käytänöllisiä tietorakenteita löytyy collections-moduulista.
Myöhemmillä kursseilla tutuksi tulevat myös muun muassa tärkeät tietorakenteet puu (engl. tree) ja graafi (engl. graph).
Tila (engl. state) viittaa sananmukaisesti ohjelman tilanteeseen. Käytännössä ohjelman tila kattaa kaikki sen tila-avaruuteen (engl. state space) kuuluvat asiat, kuten muuttujien arvot, tiedostoissa olevan datan ja sen, mitä kohtaa koodista sillä hetkellä ollaan suorittamassa. Taattu keino saada aikaiseksi korjauskelvotonta spagettikoodia on käyttää niin kutsuttua globaalia tilaa (engl. global state) – rikos, johon syyllistyvät epäpuhtaat globaaleja muuttujia hyödyntävät funktiot.
Myöhemmillä, ohjelmoinnin käsitteitä formaalimmin tutkivilla kursseilla tutuksi tulevat muun muassa tilakoneet (engl. state machine) sekä tilattomat (engl. stateless) että tilalliset (engl. stateful) ohjelmat.
Toistorakenne tai silmukka (engl. loop) on ohjausrakenne, jonka alaisuuteen kirjoitettua koodia toistetaan joko tietty lukumäärä toistoja tai kunnes jokin ehto lakkaa toteutumasta. Toistorakenteiden avulla ohjelmat pystyvät jouhevasti palaamaan aiempaan kohtaan suoritusta ja niillä voidaan myös helposti käsitellä suuria määriä arvoja. Toistorakenteita ovat Pythonissa for- ja while-silmukat.
Tosi (engl. true) on toinen kahdesta mahdollisesta totuusarvosta ja toisen, eli epätoden, vastakohta. Sitä voidaan pitää lopputuloksena loogisissa ja vertailuoperaatorioissa, jotka pitävät paikkansa. Esimerkiksi vertailuoperaatio 5 > 4 pitää paikkansa, joten kyseinen operaatio evaluoituu todeksi. Pythonissa totta merkitään avainsanalla True.
Totuusarvo (engl. boolean) on yleensä ohjelmointikielien yksinkertaisin tietotyyppi, jolla on vain kaksi arvoa: tosi (Pythonissa True) ja epätosi (Pythonissa False). Vertailuoperaattorit tuottavat totuusarvoja, ja niitä käytetään yleisimmin ehtolauseiden ja while-silmukoiden yhteydessä. Pythonissa kaikki arvot vastaavat jompaa kumpaa totuusarvoa. Yleisesti ns. tyhjät arvot (0, "", None jne.) ovat sama kuin False, ja loput sama kuin True.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Traceback – taaksepäin jäljittäminen – viittaa yleiseen tapaan tutkia virhetilanteen syntymistä sen juurilta alkaen. Python-tulkki tulostaa virhetilanteessa virheviestin, johon olennaisesti kuuluu traceback. Traceback esitetään purkamalla ohjelman funktiokutsuista syntynyt pino, jonka viimeisimmässä osassa varsinainen virhe tapahtui. Tästä syystä tracebackeja kutsutaan myös nimellä stacktrace, eli pinon jäljittäminen. Jos esimerkiksi pääohjelmassa kutsutaan funktiota f, josta käsin kutsutaan funktiota g, jossa virhe tapahtuu, funktiokutsujen pino on muotoa pääohjelmafg.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Tulostaminen (engl. print) onkin ohjelmoinnissa jotain muuta – joskaan ei lopulta periaatteiltaan kovin erilaista – kuin paperin ja musteen yhdistämistä halutunlaisiksi sivuiksi. Tietokoneohjelmien yhteydessä tulostamisella tarkoitetaan tekstin tuottamista esiin näytölle, erityisesti terminaaliin. Pythonissa tätä varten on oma funktio, print(...), joka tulostaa sille annetun argumentin terminaaliin.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Tynkäfunktio (engl. stub function) on funktio, jolle on kirjoitettu oikeanlainen määrittelyrivi parametreineen, mutta ei oikeaa sisältöä. Niitä yleensä kirjoitetaan koodiin ohjelman rakennetta suunniteltaessa sekä mahdollistamaan funktioiden kutsuminen muualle ohjelmassa siten, että sitä voidaan testata ennen kuin funktioiden toteutus on valmis. Tynkäfunktion sisältönä on usein pelkkä pass, joku informatiivinen tulostus tai jonkin oletusarvon palautus. Isommissa Python-ohjelmissa tynkäfunktioissa on tapana aiheuttaa NotImplementedError-poikkeus, jolloin reitti toteuttamattoman funktion kutsuun on helppo löytää tracebackistä.
Tyylisäännöt ovat kokoelma suosituksia, joiden mukaan koodia tulisi kirjoittaa. Kullakin kielellä on yleensä omansa. Tyylisääntöjen rikkominen ei varsinaisesti riko ohjelmaa, mutta tyylisääntöjen mukainen koodi on miellyttävämpää lukea ja usein tästä johtuen myös helpompi korjata. Tällä kurssilla seurataan Pythonin virallista tyylistandardia erityisesti tekstikenttätehtävissä. Myös tiedostotehtävissä on koodin laadun tarkistus, jossa käytetään PyLint-ohjelmaa.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Tyyppi (engl. type) on arvon ominaisuus – jokainen arvo edustaa aina jotain tiettyä tyyppiä. Tyypin tarkoitus on siis kertoa, minkälaisesta arvosta on kyse. Käytännössä tästä seuraa myös se, mitä operaatioita arvoilla voi tehdä, ja mitä metodeja niiltä löytyy. Funktiot on myös miltei aina toteutettu siten, että niille syötettävien argumenttien täytyy olla tietyntyyppisiä, jotta funktio voisi toimia. Tyypit ovat yksi ohjelmoinnin keskeisimmistä käsitteistä.
Pythonissa arvojen sopiminen koodista löytyviin operaatioihin tarkistetaan tilannekohtaisesti näiden arvon ominaisuuksien perusteella – ei siis suoraan itse tyyppiä tarkastamalla. Esimerkiksi useimmissa tapauksissa kokonaisluku ja liukuluku kelpaavat molemmat, mutta on myös tapauksia, joissa näin ei ole (esimerkiksi merkkijonoa ei voi kertoa liukuluvulla).
Tällä kurssilla tyypillisiä tyyppejä ovat kokonaisluku (int), liukuluku (float), merkkijono (str), lista (list), totuusarvo (bool) ja monikko (tuple). Myös funktioilla on oma tyyppinsä!
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Tyyppimuunnos (engl. type casting, type conversion, type coercion) tarkoittaa sananmukaisesti jonkin koodissa esiintyvän muuttujan tai literaaliarvon tyypin muuntamista toiseksi. Pythonissa tähän törmää usein, kun käyttäjältä on saatu merkkijonona luku, jota halutaan käsitellä esimerkiksi kokonais- tai liukulukuna. Käytännössä tämä onnistuu esimerkiksi lauseilla int("123") tai float("3.14"). Joissain tilanteissa Python-tulkki suorittaa tyyppimuunnoksen automaattisesti, kuten laskettaessa yhteen kokonais- ja liukulukuja.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Vakio (engl. constant) on nimetty literaaliarvo. Niitä käytetään erityisesti silloin kun sama literaaliarvo esiintyy koodissa useasti. Yleisesti ottaen nimetty vakio on käytännöllisempi kuin koodissa oleva literaaliarvo, koska sen nimestä voi päätellä mitä se tekee. Samaten jos arvoa tarvitsee muuttaa, vakioita käyttäessä tarvitsee muuttaa vain kohtaa jossa se määritellään. Pythonissa ei ole erillistä tapaa luoda vakioita vaan ne ovat periaatteessa ihan vain muuttujia. Vakioiden nimet kirjoitetaan isolla. Esimerkiksi VASTAUS = 42.
Funktiota kutsuttaessa argumentti on valinnainen (engl. optional argument), jos funktiossa sitä vastaavalle parametrille on määritetty oletusarvo. Tällöin kyseistä argumenttia ei ole pakollista antaa funktiokutsussa. Jos valinnaisia argumentteja on useita, ne annetaan tyypillisesti avainsana-argumentteina.
Vertailuarvoa käytetään esim. listojen järjestämisessä. Vertailuarvo on listan alkiosta johdettu arvo, jota käytetään järjestämisperusteena. Esimerkiksi jos lista sisältää listoja, vertailuarvo voi olla jostain tietystä indeksistä otettu alkio. Se voi olla myös monimutkaisempi johdannainen, kuten listan alkioiden summa tai keskiarvo.
Vertailuoperaattoreita (engl. comparison operators) käytetään, kun verrataan arvoja toisiinsa. Ne ovat matematiikasta tuttuja ja niillä voidaan verrata suuruksia. Vertailuoperaattorit palauttavat totuusarvon True tai False riippuen vertailun lopputuloksesta. Vertailuoperaattoreita ovat <, <=, >, >=, == ja !=.
Ohjelmoinnin asiayhteydessä viittaaminen (engl. reference) tarkoittaa tapaa, jolla muuttuja liittyy arvoonsa. Viittauksen kohde on tietokoneen muisti, ja muuttuja itsessään – konepellin alla – sisältää osoitteen, mistä kohdasta tietokoneen muistia siihen liitetty arvo löytyy.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Virheviesti (engl. error message) on Python-tulkin tapa ilmoittaa koodissa tapahtuneesta poikkeuksesta. Virheviestiin kuuluu tieto siitä missä kohdassa koodin suoritusta se tapahtui, mikä rivi kooditiedostossa aiheutti poikkeuksen, poikkeuksen tyyppi (esimerkiksi SyntaxError) sekä lyhyt sanallinen kuvaus. Virheviestit ovat ohjelmoijan paras ystävä, ja niiden lukeminen on erittäin oleellinen ohjelmointitaito. Niitä ei siis ole syytä säikähtää, sillä ne auttavat selvittämään, mikä ohjelman koodissa on pielessä!
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Avainsana break on erityinen komento, jota käytetään toistorakenteissa. Se päättää silmukan suorituksen välittömästi, ja koodin suoritus jatkuu ensimmäiseltä silmukan jälkeiseltä riviltä. Jos silmukassa oli else-osa, siihen ei mennä.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
continue on toinen toistorakenteisiin liittyvä avainsana (toisen ollessa break). Toisin kuin break, joka lopettaa koko silmukan suorituksen, continue keskeyttää ainoastaan meneillään olevan kierroksen suorituksen – suoritus jatkuu siis seuraavasta kierroksesta. Huomaa, että tätä avainsanaa tarvitaan vain tilanteissa, joissa halutaan jättää osa kierroksesta suorittamatta, eli silmukan kierroksen loppuun ei ole tarpeen laittaa continue-avainsanaa.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
enumerate on Pythonissa sisäänrakennettu funktion kaltainen erityisobjekti, joka tuottaa generaattoriobjektin. Sitä käytetään pääasiassa for-silmukoissa silloin, kun on tarpeen saada läpi käytävän listan alkioiden indeksit käyttöön silmukan sisällä. enumerate-objekti tuottaa monikkoja, joissa ensimmäisenä on alkion indeksi ja toisena itse alkio. Käyttöesimerkki: for i, hahmo in enumerate(muumilaakso):.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Pythonissa for on toinen silmukkatyyppi. Sen käyttötarkoitus on tietorakenteiden läpikäyminen – iterointi. Sitä käytetään erityisesti listojen kanssa. Yleisesti ottaen for-silmukkaa käytetään silloin, kun pystytään ennalta määrittämään montako kierrosta silmukkaa tulee pyörittää. Tietorakenteiden läpikäynnin lisäksi näihin lukeutuu tietyn toistomäärän tekeminen (esimerkiksi kymmenen toistoa). Silmukan määrittelyrivi on muotoa: for alkio in lista:, jossa alkion paikalle tulee silmukkamuuttujan nimi ja listan paikalla ilmoitetaan läpikäytävä tietorakenne.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Pythonissa moduuleja otetaan käyttöön import-lauseella. Normaalikäytössä (esim. import math) lause tuo ohjelmaan uuden nimiavaruuden, joka on sama kuin moduulin nimi. Tämän nimen kautta päästään käsiksi moduulin funktioihin. Nimistä voi myös tuoda ainoastaan osan from-import-lauseella: from math import ceil. Moduulille voidaan myös antaa eri nimi as-avainsanalla: import math as m.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Silmukoista while pohjautuu toistoon ehdon tarkastelun kautta - silmukan sisällä olevaa koodilohkoa suoritetaan niin kauan kuin silmukalle annettu ehto on tosi. Ehto määritetään samalla tavalla kuin ehtolauseissa, esim: while summa < 21. While-silmukat soveltuvat parhaiten sellaisiin tilanteisiin, joissa ei voida etukäteen selvittää montako toistoa tarvitaan - erityisesti syötteiden kysyminen käyttäjältä on tällainen tilanne.
  1. Kuvaus
  2. Esimerkit
Pythonissa with on hieman muista poikkeava avainsana, sillä se ei ole varsinaisesti ohjausrakenne tai uuden asian määrittely. Tällä kurssilla sitä käytetään pääasiassa tiedostojen avaamisessa, tyyliin with open("aasi.txt") as tiedosto:. Tiedoston luku- tai kirjoitusoperaatiot suoritetaan with-lauseen alla. Kun with-lohko päättyy, Python huolehtii automaattisesti with-lauseessa avattujen tiedostojen yms. sulkemisesta.