Übungen / Aufgaben zu Python
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Console - ReadPassword Methode
Ihr kennt sicherlich die Einstellung für die TextBox in der Windows Form in der man den User Input sofort in ein belibigen Password Char umwandeln kann (in der Regel '*'). Diese Möglichkeit hat man in der Console nicht. Die Aufgabe besteht darin jeden Tastaturschlag des Users abzufangen und in ein '*' umzuwandeln und auszugeben. Sprich ihr erstellt eure eigene Read Methode. Das Passwort soll später trotz allem als Text ausgegeben werden können.
Vorlage:
C#-Code
Vorlage:
C#-Codeclass ReadPass
{
static void main(string[] args)
{
Console.Write("Passwort: ");
string password = ReadPassword();
}
string ReadPassword()
{
...
}
}
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Programmierung eines SleepSorter
Zum Sortieren irgendwelcher Objekte existieren unzählige Algorithmen, immer mit dem Ziel, das Sortieren möglichst schnell hinzubekommen, denn bei großen Datenmengen kann das Sortieren etliche Zeit beanspruchen. Eine recht originelle Art eines Sortierers stellt der sogenannte SleepSorter dar, allerdings ist er in der Regel kaum praxistauglich. Sein Vorteil besteht jedoch darin, dass man von vornherein fast genau weiß, wie lange der Sortiervorgang dauern wird, egal, wie vielen Objekte zu sortieren sind.
So funktioniert der SleepSorter: Jedem zu sortierenden Element wird ein eigener Thread zugeordnet. Nachdem das geschehen ist, werden alle Threads gleichzeitig gestartet. Die Threads haben keine großartige Rechenleistung zu erbringen, im Gegenteil, sie sind sofort in den Schlaf zu versetzen. Wie lange sie zu schlafen haben, muss ihnen bei der Initialisierung mitgegeben werden, und zwar genau so lange, wie es dem Wert des zu sortierenden Elemets entspricht, d. h. eine Zeitdauer dazu proportional. Das ist alles. Die Threads werden nach dem gemeinsamen Schlafengehen in aufsteigender Folge wieder erwachen und man muss dieses Erwachen lediglich sofort abfangen und den dem Thread jeweils zugeordneten Sortierwert z. B. in einer Liste hinterlegen. In dieser Liste sind die Elemente dann in sortierter Folge gespeichert.
Die Programmieraufgabe lautet so: Gegeben sei ein int-Array mit zufällig belegten Feldern, Wertebereich sei 0 ... 99. Die Länge des Arrays sei N (z. B. N = 1000). Das int-Array ist mit einem SleepSorter zu sortieren. Zusätzlich ist nach der Sortierung zu prüfen, ob auch tatsächlich richtig sortiert worden ist. Die Richtigkeit ist beim SleepSorter nämlich nicht garantiert, bspw. wenn zwei Sortierwerte eng beieinander liegen und der SleepSorter nicht von außen völlig abgeschottet ist.
So funktioniert der SleepSorter: Jedem zu sortierenden Element wird ein eigener Thread zugeordnet. Nachdem das geschehen ist, werden alle Threads gleichzeitig gestartet. Die Threads haben keine großartige Rechenleistung zu erbringen, im Gegenteil, sie sind sofort in den Schlaf zu versetzen. Wie lange sie zu schlafen haben, muss ihnen bei der Initialisierung mitgegeben werden, und zwar genau so lange, wie es dem Wert des zu sortierenden Elemets entspricht, d. h. eine Zeitdauer dazu proportional. Das ist alles. Die Threads werden nach dem gemeinsamen Schlafengehen in aufsteigender Folge wieder erwachen und man muss dieses Erwachen lediglich sofort abfangen und den dem Thread jeweils zugeordneten Sortierwert z. B. in einer Liste hinterlegen. In dieser Liste sind die Elemente dann in sortierter Folge gespeichert.
Die Programmieraufgabe lautet so: Gegeben sei ein int-Array mit zufällig belegten Feldern, Wertebereich sei 0 ... 99. Die Länge des Arrays sei N (z. B. N = 1000). Das int-Array ist mit einem SleepSorter zu sortieren. Zusätzlich ist nach der Sortierung zu prüfen, ob auch tatsächlich richtig sortiert worden ist. Die Richtigkeit ist beim SleepSorter nämlich nicht garantiert, bspw. wenn zwei Sortierwerte eng beieinander liegen und der SleepSorter nicht von außen völlig abgeschottet ist.
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Stochastisches Problem
Liebe Menschen,
Wie mein Vorgänger ist mir ein mathematisches Problem eingefallen, es scheint nicht bekannt zu sein und mir ist bis jetzt selber noch keine "echte" Lösung in den Sinn gekommen, also nicht einfach eine sehr gute Annäherung.
Die Aufgabe: Eine Feder liegt in einen 1-Dimensionalen Raum a Längeineinheiten von der einen Kante A und b Längeneinheiten von der anderen Kante B entfernt und wird in jeder Zeiteinheit entweder in die eine Richtung oder in die andere Richtung geweht, vom Wind oder so.
Schreibe ein Programm das dir in einer sehr guten Annäherung oder "exakt" für jedes dieser Probleme in der Problemschar bestimmt wie wahrscheinlich es ist das es von der einen Seite oder von der anderen Seite fällt.
ps: das Bild ist ein Nebenprodukt meines eigenen Lösungsprogrammes gewesen, ich muss sagen ich habe mir die grafische Darstellung deutlich cooler erhofft, aber es zeigt ganz gut das Problem das es unendlich viele, in die Lösung einfließende "Äste"gibt.
es grüßt liebevoll und zärtlich wie immer,
Veigar
Wie mein Vorgänger ist mir ein mathematisches Problem eingefallen, es scheint nicht bekannt zu sein und mir ist bis jetzt selber noch keine "echte" Lösung in den Sinn gekommen, also nicht einfach eine sehr gute Annäherung.
Die Aufgabe: Eine Feder liegt in einen 1-Dimensionalen Raum a Längeineinheiten von der einen Kante A und b Längeneinheiten von der anderen Kante B entfernt und wird in jeder Zeiteinheit entweder in die eine Richtung oder in die andere Richtung geweht, vom Wind oder so.
Schreibe ein Programm das dir in einer sehr guten Annäherung oder "exakt" für jedes dieser Probleme in der Problemschar bestimmt wie wahrscheinlich es ist das es von der einen Seite oder von der anderen Seite fällt.
ps: das Bild ist ein Nebenprodukt meines eigenen Lösungsprogrammes gewesen, ich muss sagen ich habe mir die grafische Darstellung deutlich cooler erhofft, aber es zeigt ganz gut das Problem das es unendlich viele, in die Lösung einfließende "Äste"gibt.
es grüßt liebevoll und zärtlich wie immer,
Veigar
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Simulation des Monty-Hall-Problems
Das Monty-Hall-Problem ist eines der erstaunlichsten Paradoxa der Wahrscheinlichkeitsrechnung und ein sehr gutes Beispiel dafür, wie durch eine (teilweise bewusst) irreführende Fragestellung der Blick auf die Problemlösung verschleiert werden kann. Selbst gestandene Mathematiker sollen sich daran schon die Zähne ausgebissen und getäuscht haben, obwohl die Lösung doch recht einfach ist.
Das Problem: Beteiligt sind ein Kandidat, ein Moderator und drei verschlossene Container. In einem der drei Container befindet sich der Hauptgewinn, in den zwei anderen jeweils ein Trostpreis. Der Moderator, der weiss, in welchem Container sich der Hauptgewinn befindet, bittet den Kandidaten, den "Hauptgewinn-Container" zu erraten. Der Kandidat entscheidet sich bspw. für Container # 1. Daraufhin geht der Moderator zu einem anderen Container mit Trostpreisinhalt, öffnet diesen Container und bietet dem Kandidaten gleichzeitig an, seine Wahlentscheidung noch einmal zu überdenken und gegebenenfalls zu wechseln.
Wie soll sich der Kandidat entscheiden? Es ist klar, dass sich in einem der zwei noch verschlossenen Container der Hauptgewinn befindet, in welchem, ist nur mit einer Wahrscheinlichkeit von 50 % bekannt. Wir wollen nun von zwei unterschiedlichen Kandidatentypen ausgehen: Typ 1 (konventioneller Typ) sagt sich, bei einer 50 : 50 Chance ist es egal, ob man wechselt, aber die Erfahrung sagt ihm, dass oftmals der erste Gadanke der beste ist, also entscheidet sich Typ 1 für NICHT WECHSELN. Typ 2 (gutgläubiger Typ) denk sich, wenn der Moderator ihm schon die Chance zum Wechseln anbietet, sollte er diese wahrnehmen, denn der Moderator würde ihm sicher nichts nachteiliges anbieten, also entscheidet sich Typ 2 für WECHSELN.
Mit der Simulation soll statistisch bekräftigt werden, ob (a) WECHSELN vorteilhaft ist, (b) gar keinen Einfluss hat oder (c) sogar nachteilig wäre. Wer Lust hat, kann das Simulationsergebnis auch noch zu erklären versuchen.
Im Bild ist exemplarisch eine Gewinnverteilung für die zwei Kandidaten-Typen nach vier Spielversuchen (Simulationen) dargestellt. Vier Versuche sind allerdings zu wenig, um sich bereits eine Meinung bilden zu können.
Das Problem: Beteiligt sind ein Kandidat, ein Moderator und drei verschlossene Container. In einem der drei Container befindet sich der Hauptgewinn, in den zwei anderen jeweils ein Trostpreis. Der Moderator, der weiss, in welchem Container sich der Hauptgewinn befindet, bittet den Kandidaten, den "Hauptgewinn-Container" zu erraten. Der Kandidat entscheidet sich bspw. für Container # 1. Daraufhin geht der Moderator zu einem anderen Container mit Trostpreisinhalt, öffnet diesen Container und bietet dem Kandidaten gleichzeitig an, seine Wahlentscheidung noch einmal zu überdenken und gegebenenfalls zu wechseln.
Wie soll sich der Kandidat entscheiden? Es ist klar, dass sich in einem der zwei noch verschlossenen Container der Hauptgewinn befindet, in welchem, ist nur mit einer Wahrscheinlichkeit von 50 % bekannt. Wir wollen nun von zwei unterschiedlichen Kandidatentypen ausgehen: Typ 1 (konventioneller Typ) sagt sich, bei einer 50 : 50 Chance ist es egal, ob man wechselt, aber die Erfahrung sagt ihm, dass oftmals der erste Gadanke der beste ist, also entscheidet sich Typ 1 für NICHT WECHSELN. Typ 2 (gutgläubiger Typ) denk sich, wenn der Moderator ihm schon die Chance zum Wechseln anbietet, sollte er diese wahrnehmen, denn der Moderator würde ihm sicher nichts nachteiliges anbieten, also entscheidet sich Typ 2 für WECHSELN.
Mit der Simulation soll statistisch bekräftigt werden, ob (a) WECHSELN vorteilhaft ist, (b) gar keinen Einfluss hat oder (c) sogar nachteilig wäre. Wer Lust hat, kann das Simulationsergebnis auch noch zu erklären versuchen.
Im Bild ist exemplarisch eine Gewinnverteilung für die zwei Kandidaten-Typen nach vier Spielversuchen (Simulationen) dargestellt. Vier Versuche sind allerdings zu wenig, um sich bereits eine Meinung bilden zu können.
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Nachbar-Dupletten (Arrays)
Es sollen die Anzahl von den Nachbar-Dupletten eines Zahlen-Arrays ermittelt werden.
Die Nachbar-Dupletten sind gleiche benachbarte Zahlen in einem Array.
Es soll außerdem auf folgendes geachtet werden:
Die Nachbardupletten sind genau nur für zwei benachbarte Mitglieder definiert - sollte ein drittes Mitglied dabei benachbart sein, wird es nicht mitgezählt, weil es noch einen gleichen Nachbar braucht.
bspw.: Array = [3,3,7] : Ausgabe = 1
Array = [3,3,3] : Ausgabe = 1 ( Die Mitglieder von Index 0 und 1 sind benachbart, der Index 2 braucht auch ein Nachbar aber hat keinen
Array = [3,3,3,3] : Ausgabe = 2
Array = [0, 3, 3, 3, 2, 7, 7, 7, 7, 3, 2, 1, 1, -2, 4, 4, 8, 9, 8, 6 ] : Ausgabe = 5
Entnommen aus dieser Aufgabenstellung: fotos-hochladen.net
Die Nachbar-Dupletten sind gleiche benachbarte Zahlen in einem Array.
Es soll außerdem auf folgendes geachtet werden:
Die Nachbardupletten sind genau nur für zwei benachbarte Mitglieder definiert - sollte ein drittes Mitglied dabei benachbart sein, wird es nicht mitgezählt, weil es noch einen gleichen Nachbar braucht.
bspw.: Array = [3,3,7] : Ausgabe = 1
Array = [3,3,3] : Ausgabe = 1 ( Die Mitglieder von Index 0 und 1 sind benachbart, der Index 2 braucht auch ein Nachbar aber hat keinen
Array = [3,3,3,3] : Ausgabe = 2
Array = [0, 3, 3, 3, 2, 7, 7, 7, 7, 3, 2, 1, 1, -2, 4, 4, 8, 9, 8, 6 ] : Ausgabe = 5
Entnommen aus dieser Aufgabenstellung: fotos-hochladen.net
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Zeichensatz zu Umlauten
Es soll ein Programm geschrieben werden, welches Zeichensätze aus einem String - wie zum Beispiel "AE", "OE", "UE" oder "SS" - in die Entsprechenden Umlaute umwandelt - "AE" zu "Ä", "OE" zu "Ö" u.s.w.
Hierbei sollte auf die Korrekte Umsetzung der Wörter geachtet werden, hierfür einige Beispiele:
STOSSDAEMPFER = STOßDÄMPFER
STEUERKETTE = STEUERKETTE
KASSE = KASSE
HUELSE = HÜLSE
u.s.w.
Hierbei sollte auf die Korrekte Umsetzung der Wörter geachtet werden, hierfür einige Beispiele:
STOSSDAEMPFER = STOßDÄMPFER
STEUERKETTE = STEUERKETTE
KASSE = KASSE
HUELSE = HÜLSE
u.s.w.
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Base64 - Kodierung/-Dekodierung
Base64 ist ein Verfahren zur Kodierung von 8-Bit-Binärdaten und wird häufig zum Kodieren von Email-Anhängen verwendet.
Schreibe wahlweise einen Base64-Encoder oder einen Base64-Decoder. Wer Lust hat, kann natürlich auch beide Funktionen in einem Programm kombinieren.
Schreibe wahlweise einen Base64-Encoder oder einen Base64-Decoder. Wer Lust hat, kann natürlich auch beide Funktionen in einem Programm kombinieren.
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Lösen eines linearen Gleichungssystems
Schreibe ein Programm, das lineare Gleichungssysteme lösen kann.
Im Anhang ist eine .html Datei (kann im Browser geöffnet werden).
Bei der Funktion, die berechnet wird, handelt es sich um ein Polynom 5. Grades.
Was gibt das html Dokument für f(1000) aus?
Es ist hilfreich, die berechnete Funktion zu kennen, um die Frage zu beantworten.
Im Anhang ist eine .html Datei (kann im Browser geöffnet werden).
Bei der Funktion, die berechnet wird, handelt es sich um ein Polynom 5. Grades.
Was gibt das html Dokument für f(1000) aus?
Es ist hilfreich, die berechnete Funktion zu kennen, um die Frage zu beantworten.
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Wassereimer umfüllen.
In einer Personengruppe hat jeder einen oder mehrere Wasereimer. Die Eimer unterscheiden sich in Volumen und Füllstand.
Das Wasser soll so umgefüllt werden, dass am Ende jede Person gleich viel Wasser hat.
Dabei muss immer komplett umgefüllt werden, das heißt bis der eine Eimer leer oder der andere voll ist.
Finde eine Lösung, die die Zahl der Umfüllvorgänge minimiert.
Beispiel - es wird aktueller Füllstand (maximaler Füllstand) angegeben:
Das Wasser soll so umgefüllt werden, dass am Ende jede Person gleich viel Wasser hat.
Dabei muss immer komplett umgefüllt werden, das heißt bis der eine Eimer leer oder der andere voll ist.
Finde eine Lösung, die die Zahl der Umfüllvorgänge minimiert.
Beispiel - es wird aktueller Füllstand (maximaler Füllstand) angegeben:
Konsolenausgabe:
Anzahl der Personen: 2
Person 1:
Anzahl der Eimer: 2
Aktueller Füllstand von Eimer 1: 7
Maximaler Füllstand von Eimer 1: 7
Aktueller Füllstand von Eimer 2: 2
Maximaler Füllstand von Eimer 2: 7
Person 2:
Anzahl der Eimer: 2
Aktueller Füllstand von Eimer 1: 5
Maximaler Füllstand von Eimer 1: 7
Aktueller Füllstand von Eimer 2: 2
Maximaler Füllstand von Eimer 2: 9
7(7) 2(7) | 5(7) 2(9)
7(7) 4(7) | 5(7) 0(9)
7(7) 4(7) | 0(7) 5(9)
3(7) 4(7) | 0(7) 9(9)
3(7) 7(7) | 0(7) 6(9)
3(7) 7(7) | 6(7) 0(9)
3(7) 0(7) | 6(7) 7(9)
1(7) 0(7) | 6(7) 9(9)
1(7) 7(7) | 6(7) 2(9)
Konsolenausgabe:
Anzahl der Personen: 2
Person 1:
Anzahl der Eimer: 2
Aktueller Füllstand von Eimer 1: 1
Maximaler Füllstand von Eimer 1: 2
Aktueller Füllstand von Eimer 2: 3
Maximaler Füllstand von Eimer 2: 4
Person 2:
Anzahl der Eimer: 2
Aktueller Füllstand von Eimer 1: 5
Maximaler Füllstand von Eimer 1: 6
Aktueller Füllstand von Eimer 2: 7
Maximaler Füllstand von Eimer 2: 8
keine Lösung
0 Lösungen
Ableitungen berechnen
Schreibe ein Programm, das Funktionen differenzieren kann.
Dabei gibt der Nutzer die Funktion ein und lässt sich die Ableitung berechnen.
Beispiel:
Eine Termvereinfachung wäre ein schönes Extra, aber vor allem geht es um Korrektheit.
Dabei gibt der Nutzer die Funktion ein und lässt sich die Ableitung berechnen.
Beispiel:
Konsolenausgabe:
Ableitungen berechnen
f(x) = x^3
f'(x) = x^2*3
f(x) = x*sin(3*x^2)+4
f'(x) = sin(x^2*3)+x*cos(x^2*3)*x*3*2
f(x) = sin(x)/x
f'(x) = (x*cos(x)-sin(x))/x^2
Eine Termvereinfachung wäre ein schönes Extra, aber vor allem geht es um Korrektheit.
1 Lösung
Substitutionschiffren knacken
Bei einer Substitutionschiffre werden Buchstaben durch andere Buchstaben ersetzt.
Dadurch bleiben die Häufigkeitsverteilungen der Buchstaben allerdings erhalten, weshalb etwa ein 'e' leicht erkannt werden kann.
Für diese Aufgabe soll aber ein Wörterbuch (z.B. von der Uni Kiel, benötigt aber etwas Nachbearbeitung) verwendet werden, um die ursprüngliche Nachricht zu erhalten.
So ist es zwar schwer, eine komplett richtige Dekodierung zu erhalten (da nicht alle Wörter im Wörterbuch enthalten sind), aber man kann lesbare Ergebnisse erzielen.
Im Anhang befinden sich Texte aus zufälligen Artikeln der deutschsprachigen Wikipedia. Es ist jeweils mindestens die Hälfte der vorkommenden Wörter im verlinkten Wörterbuch enthalten.
Dadurch bleiben die Häufigkeitsverteilungen der Buchstaben allerdings erhalten, weshalb etwa ein 'e' leicht erkannt werden kann.
Für diese Aufgabe soll aber ein Wörterbuch (z.B. von der Uni Kiel, benötigt aber etwas Nachbearbeitung) verwendet werden, um die ursprüngliche Nachricht zu erhalten.
So ist es zwar schwer, eine komplett richtige Dekodierung zu erhalten (da nicht alle Wörter im Wörterbuch enthalten sind), aber man kann lesbare Ergebnisse erzielen.
Im Anhang befinden sich Texte aus zufälligen Artikeln der deutschsprachigen Wikipedia. Es ist jeweils mindestens die Hälfte der vorkommenden Wörter im verlinkten Wörterbuch enthalten.
3 Lösungen
Ermitteln der IP-Klasse
Schreibe ein Programm, was nach einer IP-Adresse fragt. Anschließend soll die IP-Klasse ermittelt und ausgegeben werden.