Motivation: I din karriär som ingenjör så kommer du att behöva utföra mängder med beräkningar. De enklaste beräkningarna löser man genom att använda Python3 som miniräknare, mer formellt mata in uttryck och ekvationer i en REPL som heter IDLE. De småskaliga beräkningarna i den här labben kräver att en lagrar delresultat i variabler. Överkursen är att även göra funktioner.

Labbarna får genomföras i tvåpersonsgrupper. Försök i så fall hitta en labbkompis som har lika lite eller lika mycket programmeringserfarenhet som du själv har. Det är också tillåtet att skriva laborationerna ensam.

Det första steget i en laboration är att förstå de olika delarna i labblydelsen. Läs på i kursboken eller dokumentationen på Pythons hemsida så att du förstår hur man kommer igång med Python. Kom på föreläsningar och övningar för att få mer träning.

Deadline för bonus är 2019-09-13. Om du överskrider denna deadline med upp till en vecka så kan du fortfarande få A-C som slutbetyg i kursen. Se sidan med betygskriterier för mer information. Om du inte hinner redovisa på labbpasset 2019-09-13 så kan du fortfarande få bonusen genom att pusha en fungerande version av labben till Git senast detta datum och redovisa senast en vecka senare.

När du är redo att redovisa: Skapa ett issue på Git med ämnet "Redovisning". En assistent kommer att rätta din labb och boka tid för redovisning med dig.

Skriv ut ett labbkvitto för att få papperskopia på dina kursresultat.

Queue

Queue är ett köprogram där studenter kan ställa sig i kö under labbpassen. Finns på queue.csc.kth.se Logga in med kth-konto, välj gruprog och ställ er i kö när ni vill att handledare ska komma för hjälp.

Repository på Git

Se till att skapa ett konto och logga in på Kth:s github. Om du gjorde det här för några dagar sedan bör du hitta ett Githubrepo här som heter [ditt användarnamn]-gruproglabb1 här. Om du av någon anledning inte har ett sådant repo så behöver du skapa skapa ett eget privat repo där du kan spara ditt arbete med labben. Klicka på '+'-symbolen i överkanten till höger och välj "create new repo". Välj ett lämpligt namn till exempel [Ditt namn]_labb1. Välj Private och välj valfritt att kryssa i README-rutan. Välj .gitignore för det programmeringsspråk som du har tänkt använda och klicka på "Create repository". I högermarginalen på den sida som kommer upp finns längst ner en knapp märkt "settings". Gå in där och välj "Collaborators" i vänstermarginalen. Se till att din labbkamrat också har skapat ett githubkonto och lägg sedan till hen genom att skriva in användarnamnet och klicka "Add collaborator".

För att checka ut repot och göra ändringar i det, följ githubinstruktionerna som finns här.

I just labb 1 är det tillåtet att börja programmera utan att använda Git och lägga upp uppgiften på när den är klar (eller nästan klar). Kraven på redigeringshistorik kommer först i labb 2-4 och det individuella projektet.

Valfri fördjupning i Git

Instruktionerna i detta stycke ger inte fler bonuspoäng eller högre betyg. Om du vill fördjupa dig i Git så kan du se till att alltid göra en egen fork av ditt genererade repo och när du är klar skicka en pull request till ursprungsrepot. När du gjort detta så kan du stänga issuen om detta i ditt repo. Efter denna mening är den här texten inte längre en valfri fördjupning. Detaljerna om detta står i överkursdelarna av Gitdokumentationen.

Mål för labben

Att bli förtrogen med att köra Pythonprogram från terminalfönstret (eller annat enkelt sätt).
Att kunna skriva små Pythonprogram som
- Gör inläsning från terminalfönstret och utskrift i terminalfönstret.
- Gör små beräkningar
- Använder villkor och repetition.

Kan du redan programmera?

I så fall behöver du kanske inte göra alla små steg i labbarna. Tag fasta på de gråa redovisningsrutorna och se till att du har de program som krävs där.

Tips för alla

Labben har fyra deluppgifter. Endast nr 3 och 4 behöver redovisas. Nybörjare rekommenderas att göra alla uppgifter men försök klara av 1–3 snabbt. Uppgift 4 tar mycket längre tid än övriga uppgifter för de flesta.

Uppgift 1

Uppgift 1 behöver inte redovisas

Provkör ett Pythonprogram. Programmet finns här: firstto21.py. Spara programmet på er egen dator. Kör programmet med

python3 firstto21.py

python3 firstto21.py

Spelet går ut på att de två spelarna du respektive datorn omväxlande väljer om 1 eller 2 ska läggas till aktuell summa. Den spelare som når 21 vinner. Går det att vinna över datorn? Titta noga på programkoden och försök förstå de olika delarna. Vilken är datorns(programmets) strategi? Uppgift 1 behöver inte redovisas

1729

1729 är ett intressant tal. Enligt en välkänd anekdot besöker den engelske matematikern Hardy den indiske matematikern Ramanujan på ett sjukhus i London år 1917. Hardy åker taxi till sjukhuset och memorerar taxins nummer, 1729. När Hardy träffar Ramanujan berättar han vilket nummer taxin hade: "Taxins nummer var 1729, det verkar vara ett mycket tråkigt tal. Hoppas det inte är ett dåligt tecken". "Inte alls" svarar Ramanujan. "1729 är ett mycket intressant tal. Det är det minsta (positiva) tal som kan skrivas som summan av två kuber på två olika sätt."

Uppgift 2

Uppgift 2 behöver inte redovisas

Gå till katalogen för första labben. Starta en editor, förslagsvis Atom, och skriv ett program som

Frågar användaren efter två heltal, a och b samt hämtar a och b från terminalfönstret.
Beräknar och skriver ut deras kubsumma, dvs a^3 + b^3.

Programfilen ska ges ett namn som slutar på ".py" t.ex. kubsumma.py. Kör programmet i terminalfönstret med kommandot

python3 kubsumma.py

Genom att köra programmet upprepade gånger och prova med olika a och b kan ni ta reda på vilka de två sätten att skriva 1729 som kubsumma är. Hitta alltså de positiva heltalen a₁, b₁, a₂, b₂ som är sådana att
a₁^3 + b₁^3 = 1729 och a₂^3 + b₂^3 = 1729 där a₁, b₁, a₂ och b₂ alla är olika. Obs! Programmet ska inte leta efter lösningar, bara hämta in två tal och skriva ut kubsumman. Letandet görs genom att ni kör programmet många gånger med olika indata.

"Upphöjt till" skrivs i Python som **, alltså 2**3 är 8. Uppgift 2 behöver inte redovisas

Uppgift 3

När man vet att man vill upprepa något många gånger så är det bättre och bekvämare att lägga repeterandet inuti programmet än att köra programmet många gånger. Utvidga programmet från Uppgift 2 så att frågan, beräkningen och utskriften av kubsumman upprepas i all oändlighet eller tills programmet avbryts med t.ex. Ctrl-C, Ctrl-D eller Ctrl-Z.

Att redovisa för grunduppgift: Programmet enligt Uppgift 3 som upprepade gånger frågar efter a och b samt beräknar och skriver ut a^3 + b^3 tillsammans med lämplig förklarande text, t.ex. Kubsumman = 945.

Uppgift 4

Skriv ett program som löser problemet att hitta de två lösningarna till a^3 + b^3 = n. n sätts från början till 1729 men programmet ska fungera även för andra positiva värden på n.

Börja gärna med att skriva ett program som hittar och skriver ut en lösning och stannar när lösningen är funnen. Utvidga sedan till att hitta två lösningar. Lösningarna ska skrivas ut och programmet ska sluta leta när två lösningar är funna. Försök klura ut själv hur man löser uppgiften men om det är svårt så finns det tips här:

Ramanujan-tips, hitta EN lösning Ramanujan-tips, hitta TVÅ lösningar.

Tipsen beskriver en något mer avancerad lösningsmodell än de enklaste möjliga som vi godkänner. Ni behöver inte följa tipsen. Dock får ert program inte bestå av koden för att hitta en lösning följt av en repetition av samma kod.

För n-värden som inte kan skrivas som summan av två kuber så ska programmet stanna (när sökning inte längre är meningsfull). Program som håller på i "oändlighet" eller "kraschar" godkänns inte. Dock behöver ingen särskild utskrift göras om lösningar saknas (men det är trevligt att ge en sådan!).

Att redovisa för grunduppgift: Programmet enligt Uppgift 4 som utan indata letar rätt på de två lösningarna till a^3 + b^3 = n, där n satts till 1729. Om man vill undersöka ett annat tal än 1729 ska det räcka med att ändra på ett enda ställe i programmet. Programmet måste avslutas även om inga lösningar hittas och det får inte ske med felavbrott.

Alternativ redovisning, med indata: Låt programmet fråga vilket tal, n som ska undersökas och skriv ut ev. lösningar till a^3 + b^3 = n.

När allt är redovisat, be om lärarens signatur på ditt labbkvittot.
Tag fram labbkvittot före redovisningen.

Extrauppgift för betygshöjning

Vi tittar igen på problemet att hitta lösningar (a,b) till a^3 + b^3 = N. a, b och N är positiva heltal.

Skriv en funktion som returnerar en lista med lösningarna till a^3 + b^3 = n där n är funktionens enda parameter. [Sänkning av krav på denna deluppgift 2019-09-11] Du får godkänt på denna del av uppgiften även om du har byggt upp listan utan att lägga in koden för det i en funktion.

En lösning utgörs av ett par (a,b). En lista av lösningar är alltså en lista av sådana par. T.ex. så är [(17,76),(38,73)] lösningslistan för n = 443889. Observera att lösningarna ska "samlas ihop" och utgöra funktionens returvärde. Om lösningar saknas returneras [] (tomma listan). Lösningarna ska inte skrivas ut inuti funktionen (utskrift under en testningsfas är ok). Testa funktionen genom att anropa den med några värden på n där ni vet svaret och kontrollera att det blir rätt svar. Se till att inga dublettlösningar finns med i svaret. T.ex. om (17,76) är med i lösningslistan så ska inte (76,17) vara där.

Man kan leta efter lösningar på samma sätt som i Uppgift 4 men försök gärna effektivisera.

anrop		funktionsvärde
`ramanujan(1729)`		`[(1,12),(9,10)]`
`ramanujan(152)`		`[(3,5)]`
`ramanujan(3697)`		`[]`

Att redovisa för betygshöjning:

En funktion som från n beräknar och returnerar en lista med lösningar.

Extrauppgiften bokförs på labbkvittot.