SiaProgrammingPython

2. Stunde - Übungen

For Schleifen

a)

   1 for ...:
   2      print i
   3   
   4 0
   5 1 
   6 2
   7 3

• Setzen Sie einen Ausdruck in ... ein, um das Ergebnis zu erzeugen

Loesung

b)

   1 for ... in zip(range(0,4,1),range(4,0,-1)):
   2      print i,j
   3   
   4 0 4
   5 1 3
   6 2 2
   7 3 1

• Setzen Sie einen Ausdruck in ... ein, um das Ergebnis zu erzeugen

Loesung

c)

0 0
0 1
0 2
0 3
1 0
1 1
1 2
1 3
2 0
2 1
2 2
2 3
3 0
3 1
3 2
3 3

• Wie sehen die dazugehörigen (verschachtelten) Schleifen aus, die dieses Ergebnis erzeugen?

Loesung

Numpy/Scipy numerische Typen

from numpy import *

Ein Byte besteht aus 8-Bit und deckt den Wertebereich von 0..255 (uint8, unsigned integer) oder -128..127 ab.

   1 b=int8(128)
   2 -128 # Bereichsüberschreitung
   3 
   4 b.nbytes
   5 1

a)

Welchen Wertebereich decken die folgenden Integer-Typen ab und wieviele Bytes belegen diese im Speicher:

• bool8
• uint8, int8
• uint16, int16
• uint32, int32
• uint64, uint64

Loesung

b)

Wieviele Bytes belegen die Float-Point Variablen im Speicher

• float32, float64, float96
• complex64, complex128, complex192

Welchen Wertebereich deckt eine typische Double Precision (float64) Variable ab?

Loesung

Datenstrukturen

a)

   1 D={'A':array(range(10)),'B':array(range(10))+1}

• Welche Schlüssel enthält das Dictionary D

• Geben Sie die Schlüssel mit der Methode .keys() aus

• Geben Sie den Array A aus

• Geben Sie die Elemente 3:6 des Arrays B aus

• Setzen Sie diese Elemente auf 0

• Fügen Sie ein neues Schlüssel-Wertepaar C:array(range(0,10,-1)) zu D hinzu

• Programmieren Sie eine Schleife, die alle Elemente von D ausgibt

Loesung

b)

   1 from scipy import empty,mgrid,exp
   2 from pylab import figure,clf,subplot,imshow,title,gray,plot,show,savefig
   3 
   4 def gaussian(center, width):
   5         """Returns a gaussian function"""
   6         center_y,center_x=float(center[0]),float(center[1])
   7         width_y,width_x=float(width[0]),float(width[1])
   8         return lambda y,x: exp(-(((center_y-y)/width_y)**2+((center_x-x)/width_x)**2)/2)
   9 
  10 
  11 Y,X=200,200 
  12 RGB=empty((Y,X,3),float) 
  13 D,I={ 'R':(0,0,0), 'G':(200,100,1), 'B':(00,200,2) },{} 
  14 y, x = mgrid[0:Y,0:X]
  15 figure(1)
  16 clf()
  17 for color in D.keys():
  18         I[color] = gaussian(D[color][0:2], (100,100))(y, x)
  19         RGB[:,:,D[color][2]]=I[color]
  20         subplot(2,2,D[color][2]+1)
  21         imshow(I[color],origin='lower')
  22         title(color)
  23         gray()
  24 subplot(2,2,4)
  25 imshow(RGB,origin='lower')
  26 title('RGB')
  27 show()
  28 savefig('rgb.png',dpi=100)

• Stellen Sie eine Liste der Variablen auf, die das Programm enthält
• Welchen Typs sind die Variablen? Was ist ihre Funktion?
• Wieviele Arrays werden definiert?
• Welche Arrays sind in anderen Datenstrukturen enthalten?

• Welche Dimension haben die Arrays (-> Methode .shape)

Legen Sie für jeden Farbkomponente einen horizontalen (y=100) und vertikalen Schnitt (x=100) durch das Array RGB. Stellen Sie die Schnitte der drei einzelnen Komponenten in einer Abbildung dar.

Loesung