Python Lab 4

Zadania praktyczne

Rozwój małych projektów

Na dzisiejszych zajęciach właściwie nie poznamy żadnej nowej technologii ani żadnego nowego elementu Pythona. Szlifować będziemy dzisiaj inny niż znajomość języka zestaw umiejętności programistycznych. Gdy pracujemy nad większym projektem, niezależnie czy na swoje potrzeby czy w firmie, to musimy być świadomi, że taki projekt nie powstaje “sam z siebie”. Jego realizacja jest składową wielu kroków - od planowania funkcjonalności, przez określenie kamieni milowych rozwoju projektu, implementacje kolejnych kroków, testy, aż po dokumentację. Dziś, przynajmniej w pierwszej części, będziemy pracować w parach.

Projekt 1: Kalkulator

Zaczniemy od planowania. Chciałbym, aby kalkulator działał w konsoli. Zasada działania jest w zasadzie prosta:

  • Kalkulator ma obsługiwać operacje +, -, *, /, ^;
  • Realizacja każdej operacji ma być umieszczona w oddzielnej funkcji
  • Kalkulator ma przyjmować obliczenia w jednej linii, np.: 2 + 17 i po wciśnięciu klawisza Enter zwracać wynik
  • Przyjmowanie operacji również ma być wyniesione do funkcji
  • Kalkulator ma przechowywać historię wykonanych operacji i pozwalać na jej wyświetlenie
  • Kalkulator powinien działać w pętli - jeśli użytkownik wpisze exit lub quit, to powinien się zakończyć
  • Aplikacja ma mieć proste menu tekstowe - jeśli użytkownik wpisze opcję history, exit lub quit, to aplikacja ma wykonać odpowiednią akcję, w przeciwnym wypadku zakładamy, że wprowadzono operację do obliczenia

Planowanie

W zespołach omówcie kolejność, w jakiej implementować będziecie zaproponowane powyżej funkcjonalności. Nie realizujemy całego projektu na jednej raz - cel dzisiejszych zajęć to pokazanie wam, jak ważne jest rozbijanie dużych zadań na mniejsze komponenty. Dziś pracujemy “iteracyjnie”, w każdym kolejny kroku rozbudowując nasz kalkulator o kolejną funkcjonalność. Pracując wspólnie wypiszcie kolejne “kroki” implementacji, na przykład:

Krok 1: Rozpoznawanie znaku**

  • Input/Trigger: Terminal, jeden ze znaków: +, -, *, /, ^
  • Oczekiwany efekt: Program wchodzi w funkcję odpowiadającą znakowi (add(), sub() itd.)
  • Potencjalne błędy: Wprowadzono znak inny niż przewidziano

Krok 2: Rozbicie stringa na dwie liczby oraz znak operacji

  • Input/Trigger: Terminal, wyrażenie do obliczenia, np. 2 * 7
  • Oczekiwany efekt: Program dzieli stringa i rozpoznaje, co jest pierwszą liczbą, co znakiem, a co drugą liczbą - wydruk informacji co jest czym
  • Potencjalne błędy: Wprowadzono stringa, który nie jest wyrażeniem arytmetycznym

I tak dalej - faza planowania zazwyczaj jest nudna, żmudna i kroki, które wyprodukujemy będą się w trakcie realizacji projektu musiały zmienić, ale to nadal bardzo ważny etap pracy nad projektem.

Implementacja

Krok najprostszy do opisania: po prostu implementujemy po kolei funkcjonalności opisane we wcześniejszym etapie, pamiętając o tym, aby po każdej zaimplementowanej funkcjonalności przetestować program, czy działa tak, jak byśmy tego na danym etapie jego rozwoju oczekiwali.

Krok 1 -> analiza kroku -> implementacja kroku -> test, czy działa -> analiza kroku 2 -> implementacja kroku 2 -> test, czy krok 2 działa -> test, czy krok 1 + krok 2 działają -> itd….

Plan implementacji kalkulatora konsolowego (Python)

1. Przygotowanie środowiska

  • Utwórz nowy plik kalkulator.py.
  • Ustal strukturę programu (funkcje, zmienne globalne np. do historii).

2. Implementacja podstawowych operacji matematycznych

Dla każdej operacji tworzona jest osobna funkcja:

  • dodaj(a, b) – zwraca sumę a + b.
  • odejmij(a, b) – zwraca różnicę a - b.
  • pomnoz(a, b) – zwraca iloczyn a * b.
  • podziel(a, b) – zwraca wynik a / b (z kontrolą dzielenia przez zero).
  • potega(a, b) – zwraca wynik a ** b.

3. Funkcja obsługująca pojedyncze wyrażenie

  • Napisz funkcję wykonaj_operacje(wyrazenie: str), która:
    1. Dzieli wprowadzone wyrażenie po spacjach, np. "2 + 3" → ['2', '+', '3'].
    2. Konwertuje liczby na typ float.
    3. Sprawdza, jaki operator został wpisany (+, -, *, /, ^).
    4. Wywołuje odpowiednią funkcję matematyczną.
    5. Zwraca wynik.

4. Funkcja do pobierania wejścia od użytkownika

  • Utwórz funkcję pobierz_wejscie(), która:
    • Pobiera tekst z input().
    • Sprawdza, czy nie wpisano komendy specjalnej (exit, history, clear).
    • Przekazuje wyrażenie do wykonaj_operacje().

5. Historia działań

  • Utwórz listę history = [].
  • Po każdej operacji dodawaj wpis w formacie "2 + 3 = 5".
  • Dodaj obsługę komendy history:
    • Funkcja pokaz_historie() wypisuje całą historię działań.

6. Obsługa błędów

  • W wykonaj_operacje() dodaj try/except:
    • Obsłuż błąd dzielenia przez zero.
    • Obsłuż błędne dane (np. ValueError gdy ktoś wpisze literę zamiast liczby).
    • Wypisz komunikat, ale nie przerw program.

7. Główna pętla programu

  • Utwórz funkcję main(), która:
    • W pętli while True pobiera wejście od użytkownika.
    • Kończy działanie po wpisaniu exit lub quit.
    • Wywołuje pobierz_wejscie() i drukuje wynik.

8. Dodatkowe funkcjonalności (opcjonalnie)

  • Dodaj komendę clear, która czyści historię.
  • Dodaj zmienną _, w której przechowywany jest ostatni wynik.
  • Wprowadź formatowanie wyniku (np. 2 miejsca po przecinku).

Zadania do laboratorium

  1. Napisz aplikację do zarządzania listą zakupów w konsoli, która umożliwia:
  • dodawanie pozycji,
  • usuwanie pozycji,
  • wyświetlanie listy,
  • (opcjonalnie) zapisywanie listy do pliku i odczyt po ponownym uruchomieniu programu.

Chciałbym, abyście zastosowli podejście projektowe, tzn: najpierw sformułowali listę funkcjonalności, następnie zaplanowali kroki do implementacji, a następnie zaimplementowali program.