1.4.6. Oceny z przedmiotów

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

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

Kod nr

#! /usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

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


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

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

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

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

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


if __name__ == '__main__':
    import sys
    sys.exit(main(sys.argv))

1.4.6.1. Jak to działa

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

Informacja

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

Operacje na zbiorach:

• set() – tworzy zbiór, czyli nieuporządkowany zestaw niepowtarzalnych (!) elementów;
• .add(x) – pozwala dodać element x do zbioru, o ile nie jest już w zbiorze;
• .remove(x) – usuwa element x ze zbioru;
• element (not) in zbior – operator zawierania (not) in sprawdza, czy podany element jest lub nie w zbiorze.

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

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

W funkcji print("Mediana: {0:5.2f}\nOdchylenie: {1:5.2f}".format(m, o)) zastosowano formatowanie wyświetlanych wartości. Nawiasy {} oznaczają pola zastępowane przez wartości podane jako argumenty metody format(). W ciągu {0:5.2f} pierwsza cyfra wskazuje, który argument (numerowane od zera) metody format(), wydrukować. Po dwukropku podajemy szerokość pola przeznaczonego na wydruk. Po kropce – ilość miejsc po przecinku. Symbol f oznacza liczbę zmiennoprzecinkową stałej precyzji.

Więcej informacji nt. formatowania danych wyjściowych: PyFormat.

---

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

Kod nr

#! /usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-

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

import math  # zaimportuj moduł matematyczny


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


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


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


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


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

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

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

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

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

Informacja

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

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

1.4.6.1.1. Zadania dodatkowe

• W konsoli Pythona utwórz listę wyrazy zawierającą elementy: abrakadabra i kordoba. Utwórz zbiór w1 poleceniem set(wyrazy[0]). Oraz zbiór w2 poleceniem set(wyrazy[1]). Wykonaj kolejno polecenia ilustrujące użycie klasycznych operatorów na zbiorach, czyli: różnica (-) , suma (|), przecięcie (część wspólna, &) i elementy unikalne (^):

>>> print(w1 – w2)
>>> print(w1 | w2)
>>> print(w1 & w2)
>>> print(w1 ^ w2)

• W pliku ocenyfun.py dopisz funkcję, która wyświetli wszystkie oceny oraz ich odchylenia od wartości średniej.

---

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

Utworzony:2022-05-22 o 19:52 w Sphinx 1.5.3 Autorzy:Patrz plik “Autorzy”