Studieguide for IN1900 Introduksjon til programmering med vitenskapelige anvendelser

Oversikt

Python-grunnleggende utgjor kjernen i IN1900 og testes direkte i de første 5-7 oppgavene på eksamen. Disse er typisk flervalgsoppgaver der du må trace gjennom kort kode og bestemme hva som skrives ut. Du må ha fullstendig kontroll på hvordan variabler, løkker, lister og funksjoner fungerer i Python. I tillegg brukes grunnleggende Python-kunnskap i alle de større oppgavene, sa dette er det aller viktigste temaet å beherske.

Variabler og datatyper

Python er dynamisk typet -- du trenger ikke deklarere typen. De viktigste typene er int, float, str, list, tuple og dict. Husk at divisjon med / alltid gir float i Python 3, mens // gir heltallsdivisjon (runder ned). Typen bool har verdiene True og False og brukes i betingelser. Python konverterer automatisk mellom int og float ved behov: 3 + 0.5 gir 3.5 (float).

Konvertering mellom typer: int('42') konverterer streng til heltall, float('3.14') til desimaltall. Feiler dersom strengen ikke er et gyldig tall (ValueError). str(42) konverterer tall til streng.

Kontrollstrukturer

if/elif/else: Python bruker innrykk (4 mellomrom) for å markere blokker. Husk at elif bare evalueres dersom forrige betingelse var False. Du kan kjede flere elif-grener, men bare den første som matcher kjøres.

for-løkker: for i in range(n) gir verdiene 0, 1, ..., n-1. range(a, b) gir a, a+1, ..., b-1. range(a, b, step) går med angitt steglengde. Du kan også iterere direkte over lister: for x in my_list. Nesta for-løkker er vanlige på eksamen -- den indre lokken kjører helt ferdig for hver iterasjon av den ytre.

while-løkker: Kjører sa lenge betingelsen er True. Betingelsen sjekkes for starten av hver iterasjon, ikke underveis. På eksamen brukes disse ofte i oppgaver der du må telle antall iterasjoner eller finne sluttverdien av en variabel. Typisk møte: to variabler som oppdateres i lokken, der du må holde styr på begge.

Funksjoner

Funksjoner defineres med def. De kan ha standardverdier for argumenter (def f(x, h=1e-4)) og returnere verdier med return. Husk: uten return returnerer funksjonen None. En funksjon kan returnere flere verdier som en tuple: return x, y, som pakkes ut med a, b = f().

Lambda-funksjoner er anonyme enlinjes-funksjoner: lambda x: x**2. De brukes når du trenger å sende en enkel funksjon som argument, f.eks. til numerisk derivasjon.

Lister og list comprehensions

Lister er mutbare sekvenser. Viktige operasjoner: append() legger til på slutten, len() gir lengden, slicing (a[1:3]) gir en ny liste med element 1 og 2, negativ indeksering (a[-1]) gir siste element. Listene i Python kan inneholde ulike typer, men i IN1900 brukes typisk lister med tall.

List comprehensions er kompakte uttrykk for å bygge lister: [x**2 for x in range(5)] gir [0, 1, 4, 9, 16]. Du kan også legge til betingelser: [x for x in range(10) if x % 2 == 0] gir [0, 2, 4, 6, 8].

zip: zip(a, b) kombinerer to lister element for element og returnerer par. list(zip([1,2], [3,4])) gir [(1,3), (2,4)]. Brukes ofte med list comprehensions for å operere på to lister samtidig.

Tupler: Tupler er som lister, men immutable (kan ikke endres etter opprettelse). Skrives med paranteser: (1, 2, 3). Funksjoner som returnerer flere verdier returnerer egentlig en tuple.

Strenger

Strenger er immutable sekvenser av tegn. Du kan indeksere og slice strenger akkurat som lister: 'Python'[0] gir 'P', 'Python'[2:4] gir 'th'. Viktige metoder: split() deler på mellomrom (eller angitt separator), strip() fjerner whitespace fra endene, join() setter sammen en liste av strenger. f-strenger brukes til formatering: f'x={x:.2f}' gir tallet med 2 desimaler.

Strengkonkatenering: 'Hello' + 'World' gir 'HelloWorld'. Merk at det ikke legges til mellomrom automatisk. På eksamen brukes dette i oppgaver med zip og list comprehensions for å sette sammen navn.

first_names = ['Minch', 'Han', 'Luke']
last_names = ['Yoda', 'Solo', 'Skywalker']

names = [last + first for first, last in zip(first_names, last_names)]
print(names[-1])

n = 0
k = 10
while n < k:
    n = n + 2
    k = k + 1