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Lösungen und Beispiele
Aufgaben A
- Der Agent baut einen Block, dreht sich nach links, baut 2 Blöcke, dreht sich nach links, baut 3 Blöcke… bis 6 Blöcke. Es entsteht eine linksdrehende Spirale. Wenn er aussen angekommen ist, baut er 10 Blöcke gerade aus und baut dann erneut eine Spirale - insgesamt 4 Mal. Erst wenn die Funktion
baueSpirale()aufgerufen wird, beginnt er mit dem Bau, nicht bei der Definition der Funktion. - <Code ausführen>
agent.set_assist(PLACE_ON_MOVE, True) # bauen während er bewegt agent.set_assist(DESTROY_OBSTACLES,True) # Hindernisse autom. zerstören def baueSpirale(richtung): for zahl in range(1,7): # zahl läuft von 1 bis 6 agent.move(FORWARD,zahl) agent.turn(richtung) for i in range(4): # i läuft von 0 bis 3 baueSpirale(LEFT) agent.move(FORWARD,10)
Aufgaben B
- Solange n grösser ist als 1 ruft die Funktion sich selbst auf, mit jeweils einem um 2 verkleinerten Argument. Zunächst wird rec1(10) aufgerufen. Dies zeichnet ein Quadrat der Grösse 10×10, danach teleportiert sich der Agent um 1 nach oben, 1 nach Osten und 1 nach Süden. Danach wird dieselbe Funktion aufgerufen mit dem Argument 8 und es wird ein Quadrat der Grösse 8×8 gezeichnet etc. bis 2×2 und wenn rec(0) aufgerufen wird, bricht das Programm ab. Es entsteht eine Pyramide.
- Die zweite Funktion
rec2ruft sich zweimal selber auf die verwendet nicht doppelt so viel Speicher, sondern exponentiell mehr Speicher. Am besten stellt man sich dies an einem Baumdiagramm vor:rec2(30,4)ruftrec2(29,6)undrec2(31,5)auf und diese beiden rufen jeweils wiederrec2zweimal auf. Dies führt zu einem sehr hohen Speicherverbrauch.
Aufgaben C
- Bei
call by valuewird der Wert einer Variablen als Parameter übergeben, d.h. der Wert wird in die Variable des Parameters kopiert. Ändert man innerhalb einer Funktion dann die Parametervariable, so ändert sich die Variable ausserhalb nicht.
Beical by referencewird nur die Adresse (Referenz) an die Parametervariable gebunden, d.h. wenn man innerhalb einer Funktion die Parametervariable ändert, ändert auch diejenige ausserhalb. - Mutable bedeutet veränderbar, immutable unveränderlich. In Python sind die einfachen Datentypen immutable (Zahlen, Boolean, Strings, Tuple) d.h. man kann sie nicht an Ort und Stelle ändern, sondern man kann sie nur überschreiben. Listen hingegen sind mutable: wenn ich eine Liste
L1habe, dann kann ich dieser Liste Elemente hinzufügen oder Elemente ändern. - In Python sind alle Variablentypen (Zahlen, Zeichenketten, Boolean, Listen, etc.) Referenztypen, d.h. der Parametervariablen einer Funktion wird immer die Referenz übergeben. D.h. eigentlich müsste dann die aufrufende Variable jeweils ändern, wenn in einer Funktion die Parametervariable geändert wird, doch da die Grundtypen **immutable sind und nicht geändert werden können, verhalten sie sich im Prinzip wie
call by value. Listen hingegen (oder Objekte, wie wir später sehen werden) können hingegen an Ort geändert werden, deshalb verhalten sie sich wie das Konzeptcall by reference.
Aufgaben D
- Zunächst wird eine Funktion mit zwei Parametern definiert (
change_value(list1, list2)). Beim Parameterlist1wird das dritte Elementlist1[2]auf 5 gesetzt: dies geschieht an Ort. Beilist2wird hingegen ein neues Listenobjekt erzeugt undlist2zeigt dann auf dieses neue Objekt.
Nun werden zwei Listen definiertl1undl2.
Die Funktionchange_valuewird aufgerufen mit den beiden definierten Listenl1undl2: da alle Variablen in Python Referenztypen sind, werden die Adressen (Referenzen), welche zul1undl2zeigen, übergeben
list1zeigt nun auf dieselbe Adresse wiel1undlist2auf dieselbe wiel2. Da nunlist1an Ort und Stelle geändert wird, verändert sich auchl1. Da aberlist2einem neuen Listenobjekt[6,10]zugewiesen wird, wirdl2nicht verändert. - Am Schluss werden
l1undl2ausgegeben:l1=[1,2,5,4]bzw.[l2=10,11,12]