Baustein 3 Meeting 1

1 Wiederholung und Warmup

1.1 Übung: Wetterdaten auswerten

Eure Aufgabe ist es, Wetterdaten (gegeben als str) in einem bestimmten Format, in Python auszuwerten. Schreibt eine Funktion parse_rain_data(data), welche einen String im folgenden Format entgegennimmt Rome:Jan 81.2,Feb 63.2,Mar 70.3,Apr 55.7,May 53.0,Jun 36.4,Jul 17.5,Aug 27.5,Sep 60.9,Oct 117.7,Nov 111.0,Dec 97.9 Zuerst kommt die Stadt, gefolgt von einem Doppelpunkt Dann mit Komma getrennt die Regenfall-Daten für die einzelnen Monate. Ein Monat hat immer drei Buchstaben Die Funktion soll die Stadt als string, sowie die Regenfälle als Liste von Zahlen zurückgeben.

1.1.1 Tipps

  • Die string Funktion .split(trener) ist hier sehr nützlich. Probiert mal .split(":") und .split(",") auf dem Beispiel-String aufzurufen.
  • Die Ersten vier Zahlen (der Monat) lassen sich aus einem String mit str[4:] entfernen. Zum Beispiel: "Apr 55.7"[4:]
  • Gegeben eine Zeichenkette "55.7" könnt ihr diese mit float(55.7) in eine Zahl umwandeln
  • Vielleicht ist es einfacher, eine Funktion zu extrahieren die einzelne Zellen ("Apr 55.7" zum Beispiel) in eine Zahl umwandelt. Dann muss man doch eigentlich nur noch die Funktion auf die gesamte Liste anwenden (denkt an die letzte Übung gestern). Das müsst ihr aber nicht machen. 
def anwenden(funktion, liste):
    neue_liste = []
    for element in liste:
        neues_element = funktion(element)
        neue_liste.append(neues_element)
    return neue_liste
  • Wenn ihr hinter dem return in einer Funktion mehrere Werte mit Komma getrennt schreibt, könnt ihr mehrere Werte zurückgeben.

1.1.2 Beispiel:

data="Rome:Jan 81.2,Feb 63.2,Mar 70.3,Apr 55.7,May 53.0,Jun 36.4,Jul 17.5,Aug 27.5,Sep 60.9,Oct 117.7,Nov 111.0,Dec 97.9"
parse_rain_data(data) # Rome, [81.2, 63.2, 70.3, 55.7, 53.0, 36.4, 17.5, 27.5, 60.9, 117.7, 111.0, 97.9]

Jetzt wollen wir uns den durchschnittlichen Regenfall im Jahr pro Stadt anschauen.

Dazu schreiben wir eine Funktion city_average_rainfalls(data), welche mehrere Wetterdaten mit \n (Zeilenumbruch) auswertet. Sie gibt ein Wörterbuch mit der Stadt als Schlüssel, und dem durchschnittlichen Regenfall als Wert. Beispiel: 

data = """Rome:Jan 81.2,Feb 63.2,Mar 70.3,Apr 55.7,May 53.0,Jun 36.4,Jul 17.5,Aug 27.5,Sep 60.9,Oct 117.7,Nov 111.0,Dec 97.9
London:Jan 48.0,Feb 38.9,Mar 39.9,Apr 42.2,May 47.3,Jun 52.1,Jul 59.5,Aug 57.2,Sep 55.4,Oct 62.0,Nov 59.0,Dec 52.9
Paris:Jan 182.3,Feb 120.6,Mar 158.1,Apr 204.9,May 323.1,Jun 300.5,Jul 236.8,Aug 192.9,Sep 66.3,Oct 63.3,Nov 83.2,Dec 154.7
NY:Jan 108.7,Feb 101.8,Mar 131.9,Apr 93.5,May 98.8,Jun 93.6,Jul 102.2,Aug 131.8,Sep 92.0,Oct 82.3,Nov 107.8,Dec 94.2"""
print(city_average_rainfalls(data)) # {'Rome': 66.02499999999999, 'London': 51.199999999999996, 'Paris': 173.89166666666665, 'NY': 103.21666666666665}

(referenz)

2 Fortgeschrittene Sprachkonstrukte

So etwas wie die Funktion anwenden braucht man ziemlich häufig: Eine Funktion auf eine Liste (oder eine andere Datenstruktur) anwenden. Tatsächlich gibt es so etwas in python schon: 

print([x + 2 for x in [1, 2, 3, 7, 0, -1]])
print([name.upper() for name in ["hans", "gretel", "ruffi", "guenter"]])

[3, 4, 5, 9, 2, 1]
['HANS', 'GRETEL', 'RUFFI', 'GUENTER']

Diese Schreibweise nennt sich list comprehension. Mit der selben Schreibweise können wir auch filtern. 

print([x * 2 for x in [42, 73, 19, 11, 1, 5] if x % 2 == 0])
print([name.upper() for name in ["hans", "gretel", "ruffi", "guenter"] if name.startswith("g")])

[84]
['GRETEL', 'GUENTER']

2.1 Übung

Gegeben ist eine Klasse Bewerber : 

class Bewerber:
    def __init__(self, name, gehaltsstufe):
       self.name = name
       self.gehaltsstufe = gehaltsstufe

Schreibe einen list comprehension Ausdruck, der die Namen der Bewerber als Liste ergibt.

  • Nur Bewerber mit einer Gehaltsstufe <=2 sollen darin Enthalten sein.
  • Namen sollen immer mit einem Grossbuchstaben beginnen und danach mit Kleinbuchstaben geschrieben sein (title). 
bewerber = [Bewerber("günni", 1), Bewerber("EdelTraut", 2), Bewerber("MAGGIE", 99)]
# Günni, Edeltraut

3 Python - Standardbibliothek

Bibliotheken kann man sich als Packete von Python code vorstellen, die im python code den ihr entwickelt eingebunden werden können. Dazu verwendet man den import Befehl. 

import collections

Man kann dann Klassen und Funktionen in diesen Packeten mit Punktnotation aufrufen. 

import collections
my_dict = collections.defaultdict(lambda: 0)

Diese Punktnotation kann man sich auch sparen: 

from collections import defaultdict
my_dict = defaultdict(lambda: 0)

Was ist also jetzt die Bibliothek collections? Sie enthält praktische Funktionen im Umgang mit Datenstrukturen. defaultdict ist zum Beispiel ein Wörterbuch, welches immer einen Wert liefert, auch wenn der Schlüssel nicht vorhanden ist. 

from collections import defaultdict
my_dict = defaultdict(lambda: 0)
my_dict["Rome"] = 42
my_dict["London"] = 33
print(my_dict["Rome"])
print(my_dict["Lissabon"]) # Kein Key Error, sondern 0

42
0

Eine weitere praktische Klasse aus dem Packet collections ist Counter. Mit ihr können wir die Vorkommen von Elementen zählen. 

from collections import Counter
print(Counter("Bananarama"))
print(Counter([5, 1, 2, 6, 12, 1, 5, 2]))

Counter({'a': 5, 'n': 2, 'B': 1, 'r': 1, 'm': 1})
Counter({5: 2, 1: 2, 2: 2, 6: 1, 12: 1})

Wie könnte man jetzt die Wörter in einem Text zählen?

3.1 Übung

Schreibt eine Funktion most_occurring_word(filename) die einen Dateinahmnen entgegennimmt, und dann die 10 häufigsten Wörter im Text (sortiert nach Anzahl der Vorkommen) ausgibt. Wir nehmnen vereinfacht an, dass keine Sonderzeichen im Text vorkommen.

Tipps:

  • Mit mein_counter.items() bekommt ihr eine Liste von (Wort, Vorkommen) paaren. Diese könnt ihr dann sortieren, wenn ihr als key eine Funktion angebt, die die Vorkommen (das Zweite Element) aus dem Paar extrahiert.
  • "string.split() ohne Argumente aufgerufen, nimmt als Trennzeichen alle whitespace characters (Also Zeilenumbruch, Leerzeichen, Tabulator).

Andere Python-Dateien können wir auch wie Bibliotheken einbinden. Zur Demonstration wollen wir einmal die gerade geschriebene Funktion aus einer Seperaten Datei abrufen.

3.2 Wiederholung

time, random und math aus Kurs 1.