2023-python ^{co-made by Milly}

Лабораторные по курсу "Язык программирования Python", группы ИС-33, ИС-34

Содержание:

• Старт

• Библиотеки

• Редакторы

• Полезное

• Предупреждения

• 1 Лабораторная

• 2 Лабораторная

• 3 Лабораторная

• Вопросы к экзамену

Старт:

• Для работы необходим python 3.9 и выше.

Библиотеки:

---

• numpy
• matplotlib
• tkinter

Редактор любой. Из неплохих:

---

• IDLE (родной, идёт вместе с установщиком)
• Visual Studio Code, notepad++
• PyCharm
• vim (для любителей сначала страдать, потом наслаждаться)

Полезное

• Работа с блокнотами онлайн, с возможностью подключение удалённых мощностей гугла (GPU, TPU):
  
• Презентация (будет обновляться в течение семестра):
  
• Хорошая книга по python, очень простым языком и на понятных примерах:
  
• Сервер в Дискорд, где буду дублировать:
  
• Мой контакт:

Предупреждения:

• В своей папке можете делать все что угодно, в чужие не залезать, в корневую тоже.
• Я буду ориентироваться на файлы, где в названии будет номер лабораторной.

[1] Работа со структурами данных

Исходные данные:

---

• свои ФИО, число, месяц, год рождения в виде кортежа;
• предметы в школьном аттестате (не меньше 14), как словарь из названия и оценки (можно мокать);
• имена (только) ближайших (до двоюродных включительно) родственников в списке;
• имя, которое вы бы дали своей домашней пушистой киве (строка).

Действия:

---

1. вывести среднюю оценку в аттестате;
2. вывести, исключив повторения, все различные имена среди своих родственников (включая свое);
3. общая длина всех названий предметов;
4. уникальные буквы в названиях предметов;
5. имя вашей домашней пушистой кивы в бинарном виде;
6. отсортированный по алфавиту (в обратном порядке) список родственников;
7. количество дней от вашей даты рождения до текущей даты (должна быть всегда актуальной);
8. FIFO очередь, в которую можно добавлять предметы по вводимому с клавиатуры индексу (до команды остановки), после введения - вывести все;
9. по введеному индексу, поменять имя в отсортированном списке родственников на имя ацтекского правителя () под номером, получаемым из вашей даты рождения: number = (day + month**2 + year) % 21 + 1;
10. создать связный список, как словарь, где ключ - имя родственника, а значение - индекс следующего имени по исходному списку (к этому моменту, отсортированному в обратном алфавитном порядке), упорядоченному по их (родственников) годам рождения (года или создать отдельным списком, или просто держите их в уме при составлении связного -- оба варианта валидны), исходный список при этом должен остаться неизменным
11. написать функцию-генератор (cвой вариант определяется как number = len("ФИО") * len (family_names) % 4):
    0. аликвотной последовательности;
    1. последовательности Сильвестра;
    2. числа трибоначчи;
    3. числа Леонардо.

[2] Алгоритмы сортировки

Исходные данные:

---

• список целых чисел от 0 до 999999;
• список из 99999 случайных вещественных чисел в диапазоне [-1, 1];
• 42000 разных точки комплексной плоскости, лежащие в пределах окружности радиуса r = birth_day / birth_month (можно случайных, можно равномерно распределённых), сортировать по модулю;
• отрывок из книги (любой, на свой выбор) не менее 10000 слов, разбитый в список по словам.

Действия:

---

Реализовать для каждого из исходных списков один из представленных алгоритмов сортировки (подробнее почитать о них тут). Выбор тех четырех алгоритмов, которые будут использованы конкретно у вас:

import random

random.sample(range(1, 18), 4) # вернет список из 4 случайных значений в заданном диапазоне, сделать один раз

1. shaker sort, сортировка перемешиванием;
2. bubble sort, сортировка пузырьком;
3. comp sort, сортировка расческой;
4. insertion sort, сортировка вставкой;
5. Shellsort, сортировка Шелла;
6. tree sort, сортировка деревом;
7. Gnome sort, гномья сортировка;
8. selection sort, сортировка выбором;
9. Heapsort, пирамидальная сортировка;
10. Quicksort, быстрая сортировка;
11. Merge sort, сортировка слиянием;
12. Counting sort, сортировка подсчетом;
13. Bucket sort, блочная (карманная) сортировка;
14. Radix sort, поразрядная сортировка;
15. least significant digit;
16. most significant digit;
17. bitonic sort, битонная сортировка;
18. timsort, гибридная сортировка.

[3] Алгоритмы поиска пути и структурное программирование

Исходные данные:

---

• файл с текстовым представлением лабиринта;
• координаты аватара;
• координаты ключа;
• координаты выхода (на одной из внешних границ);
• правила (алгоритм) нахождения пути до ключа и до выхода.

Действия

---

1. В папке _3 запустить скрипт gen_lab_origin.py, подождать его работу несколько минут;
2. Полученный файл maze-for-u.txt переместить в свою папку;
3. Найти любой маршрут от начальной координаты аватара до ключа, используя (выбрать или все, или по номеру сезона, в который вы родились, начиная с зимы):
   1. з. алгоритм Дейкстры;
   2. в. поиск в ширину;
   3. л. поиск в глубину;
   4. о. жадный алгоритм.
4. Используя А* со следующими параметрами (вес g(x), вес h(x), максимальная длина хранимого списка возможных шагов), найти оптимальный путь до ближайшего выхода;
5. Сохранить в файл 'maze-for-me-done.txt', в котором точка ключа будет указана как '*', а сам маршрут построен точками к ключу и запятыми от него к выходу.

[4] Объектно-ориентированное программирование

Исходные данные:

---

• класс аватара;
• класс моба, наследованный от черепахи;

Действия:

---

1. Добавить в класс аватар наследование от черепахи (для его отображения)
2. Перенести в класс моба жадный алгоритм из 3 лабораторной, где целевая точка - координаты аватара. Длина каждого шага (ширина клетки шага) равна скорости (self.speed). Алгоритм при вызове возвращает новые координаты или направление (на ваш выбор). Можно реализовать как функцией-генератором, так и полной реализацией с пересчетом при каждом вызове.
3. Перенести в класс аватара алгоритм А* из 3 лабораторной, где целевая точка - self.target. Алгоритм при вызове возвращает новые координаты или направление (на ваш выбор). Можно реализовать как функцией-генератором, так и полной реализацией.
4. В файле lab4 импортировать оба класса, создать по объекту каждого класса (минимум по одному, максимум не ограничен) и запустить в общем цикле их алгоритмы построения маршрута, каждый такт перемещая их на величину скорости

Вопросы к экзамену:

1. Типы данных.
2. Логические и физические строки.
3. Операторы и порядок вычислений.
4. Циклы for и while.
5. Функции и их параметры. Области видимости переменных.
6. Аргументы функции по умолчанию. Ключевые аргументы.
7. Функции с переменным числом параметров. Распаковка.
8. Модули: импортирование, частичное импортирование, псевдонимы.
9. Виды структур данных.
10. Списки: генераторы, итерирование, распаковка.
11. Циклы по итерируемым последовательностям.
12. Кортежи.
13. Множества.
14. LIFO и FIFO очереди.
15. Методы работы со строками.
16. Передача кортежей и словарей в функции.
17. Классы и объекты.
18. Поля класса, поля объекта.
19. SOLID принципы ООП.
20. Паттерны проектирования.
21. Антипаттерны проектирования.
22. Работа с файлами.
23. Анонимные (lambda) функции.
24. Функции высшего порядка.
25. Форматированный вывод строк.