Kvadrera talet

I denna uppgift får du träna på att låta programmet skriva ut och läsa in text. Vi experimenterar också med typer på värden. Sedan har vi tillräckligt med kunskaper för att programmera enkla matte-tal med in och utdata, t.ex. kvadrera ett tal.

Vi kör Python 3 i denna uppgift, och har inte tillgång till någon sköldpadda. Koden är provkörd på http://replit.com/languages/python3 (Python 3).

1. Hello world!

Det enklaste program man kan tänka sig är ett som skriver ut en text när man kör det, t.ex. Hello world!. Så här ser detta program ut i Python 3:

print("Hello world!")

Uppdrag: Skriv in programmet och kör det. Var dyker texten upp? Ändra texten som skrivs ut till något annat, t.ex. “Hej svejs i lingonskogen!”

Texten dyker upp i den så kallade console-vyn. Kärt barn har många namn, och denna vy kallas också för t.ex. terminalfönstret, eller kommandoraden.

(Dessa termer härstammar från datorns barndom innan det fanns grafiska skärmar med fönster och pixlar. Då styrde man datorn från en “console” eller “terminal” som hade en enkel textskärm och där man skrev kommandon som text-rader.)

Tips Om du använder Python-turtle-miljön så kommer inte åäö att fungera. Även andra saker fungerar annorlunda, så vi rekomenderar dig att använda python 3-miljön som är länkad till ovan.

2. Inläsning

Nu skall vi ändra programmet så det kan läsa in, och inte bara skriva ut något. Följande program frågar vad du heter, och hejar sedan på dig:

namn = input("Vad heter du?")
print("Hejsan " + namn)

Uppdrag: Skriv in programmet och kör det. Fundera sedan över vad som händer när programmet körs och i vilken ordning. Titta sedan på svaret nedan.

Kommentar: Texten som input-funktionen skriver ut kallas ledtext eller prompt.

3. Strängar och konkatenering

Texter, som t.ex. “Hejsan” och “Vad heter du?”, kallas strings på engelska, och på svenska säger vi strängar.

Observera att strängar kan läggas ihop med plustecknet. Det betyder att de läggs efter varann till en längre sträng. Om vi t.ex. lägger ihop

"Hej" + "Svejs"

så blir resultatet:

"HejSvejs"

Att lägga ihop två strängar kallas också att man konkatenerar dem.

Uppdrag: Ändra programmet så att det skriver ut t.ex. “Hejsan Lisa! Kul att träffas!” (när du svarat “Lisa”).

Det programmet skriver ut kallas utdata. Det programmet läser in kallas indata.

4. Om typer

Värden i datorn kan vara av olika typer. T.ex. sträng, heltal, och decimaltal. På engelska kallas de string, integer och float.

När man anropar en funktion med en parameter, så förväntar sig oftast funktionen att parametern skall ha en särskild typ, t.ex. heltal. Råkar man skicka in ett värde av fel typ, t.ex. en sträng i detta fall, så kan funktionen krascha eller räkna ut fel sak.

I Python kan man ta reda på typen på ett värde med funktionen type. T.ex. kan man skriva ut typen på värdet 7+3 på följande sätt:

print(type(7+3))

I Python 3 representeras typerna av något som kallas klasser, och ovanstående program skriver ut

<class 'int'>

vilket betyder att 7 har typen int, vilket är kort för integer, alltså ett heltal.

För att förstå typer bättre skall vi experimentera lite:

Uppdrag: Använd print och type för att ta reda på typen för följande uttryck:

• 5.2
• 3
• 3 + 3
• 5.2 + 5.2
• 3 + 5.2
• "hej"
• "hej" + "svejs"

Som du ser kan man ibland lägga ihop värden som är av olika typ, t.ex. (3 + 5.2). När detta uttryck beräknas kommer Python att först göra om heltalet 3 till decimaltalet 3.0, och sedan lägga ihop det med 5.2. Resultatet blir ett decimaltal (en float).

4.1 Typfel

Det är inte alltid man kan kombinera värden av olika typer.

Uppdrag: Ta reda på typen för följande uttryck:

3 + "vligt"

TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

4.2 Typomvandling till sträng

Om du hade tänkt dig att uttrycket ovan skulle räknas ut till strängen "3vligt", så måste du själv först göra om heltalet 3 till strängen "3". Det kan du gära med hjälp av funktionen str som gör om heltal eller decimaltal (eller andra typer) till strängar:

str(3) + "vligt"

Uppdrag: Ta reda på värdet och typen av detta uttryck.

print(...)

print(type(...))

4.3 Sträng-interpolering: skriv strängar som innehåller tal

Följande program skriver ut vad klockan är (på den dator där programmet körs):

import datetime
now = datetime.datetime.now()
print("Klockan är " + str(now.hour) + ":" + str(now.minute) + " på den här datorn!")

Det kan kännas lite krångligt att behöva omvandla talen till strängar och använda strängkonkatering. Men det finns ett enklare sätt:

import datetime
now = datetime.datetime.now()
print(f"Klockan är {now.hour}:{now.minute} på den här datorn!")

Detta kallas stränginterpolering, det vill säga att en text ändras genom att andra värden stoppas in på olika ställen i den. De andra värdena, som now.hour och now.minute, omvandlas automatiskt till strängar. För att denna formattering skall fungera behöver man skriva ett litet f framför strängen: f"...". På engelska kallas detta string interpolation.

Uppdrag: Skriv ett program som använder stränginterpolering för att skriva ut vad klockan är, inklusive sekunder. (Använd now.second.)

4.4 Typomvandling till heltal

Ibland kan man behöva omvandla strängar till tal, t.ex. när man läser in med input-funktionen.

Man kan omvandla strängar till heltal med funktionen int.

Uppdrag: Ta reda på typen för

• "42"
• int("42")

int-funktionen är praktisk t.ex. när man vill läsa in ett tal med input-funktionen. Resultatet av input-funktionen är alltid en sträng.

Uppdrag: Ta reda på typen på x respektive y i nedanstående program.

x = input("Skriv ett tal: ")
y = int(input("Skriv ett tal"))

4.5 Logiska värden (Boolean)

Om man jämför två tal får man ett logiskt värde, som antingen är sant (True) eller falskt (False). Sådana värden kallas också Booleska värden (eller Boolean på engelska) efter matematikern George Boole (1815-1864).

Uppdrag: Ta reda på vad typen är på följande uttryck: 4 < 5. Ta också reda på vad värdet är.

print(type(4<5))
print(4<5)

4.6 Floats är inte exakta

Decimaltal representeras med flyttal (floats) i datorn. Floats är inte exakta, utan approximativa värden. Anledningen är att de representeras av ett fixt antal bitar där varje bit är noll eller ett.

Uppdrag: Prova vad 7.2 - 7.1 har för värde.

print(7.2 - 7.1)

5. Kvadrera talet

Nu när vi har ett hum om hur in och utdata och typer fungerar kan vi programmera enkla matte-tal.

Uppdrag: Skriv ett program som frågar efter ett tal och skriver ut vad kvadraten av talet är.

Här är exempel på körning, med utdata i blått och indata i rött.

Skriv ett tal jag skall kvadrera: 5
Kvadraten av 5 är 25

tal = int(input("Skriv ett tal jag skall kvadrera: "))
kvadrat = tal * tal
print(f"Kvadraten av {tal} är {kvadrat}")

6. Beräkna hypotenusan av en rätvinklig triangel

Uppdrag: Skriv ett program som frågar användaren efter längden på två kateter hos en rätvinklig triangel och skriver ut hypotenusan som svar.

Exempel på ett par körningar, med utdata i blått och indata i rött:

Jag kan räkna ut hypotenusan för en rätvinklig triangel.
Hur lång är den ena kateten? 3
Och hur lång är den andra? 4
Enkelt! Hypotenusan är 5.0

Jag kan räkna ut hypotenusan för en rätvinklig triangel.
Hur lång är den ena kateten? 5
Och hur lång är den andra? 3
Enkelt! Hypotenusan är 5.830951894845301

Tips För att räkna ut en kvadratrot kan du använda Pythons bibliotek math:

import math
...
...math.sqrt(...)...
...

7. Extra: Hitta på en egen beräkning

Uppdrag: Hitta på en egen beräkning där användaren skriver in tal och programmet räknar ut något. Några ideer:

• Arean på en rätvinklig triangel
• Omkretsen på en cirkel (använd math.pi)
• Volymen på ett rätblock
• …