COMP150: Practical Programming (in Python)

COMP150: Practical Programming (in Python)

Jeffrey Elkner

Allen B. Downey

Iain Hewson

Chris Meyers

Nick Meek

June 22, 2009

Brendan McCane

ii

Contents

1

The way of the program

1

1.1

The Python programming language . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1

1.2

What is a program? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

1.3

What is debugging? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

1.4

Experimental debugging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

1.5

Formal and natural languages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

1.6

The first program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

1.7

Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

1.8

The COMP150 lab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

1.8.1

Logging-on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

1.8.2

The OSX desktop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

1.8.3

Menus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

1.8.4

The dock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

1.8.5

The Finder window . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

1.8.6

Your home directory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

1.8.7

Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10

1.8.8

IDLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

1.8.9

Getting help . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

1.8.10 Coursework files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

1.8.11 Terms requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

Blackboard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

1.10 Laboratory exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

Variables, expressions and statements

19

2.1

Values and types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

2.2

Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

2.3

Variable names and keywords . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

2.4

Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

2.5

Evaluating expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

1.9

2

iii

3

4

5

6

2.6

Operators and operands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23

2.7

The modulus operator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23

2.8

Order of operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

2.9

Operations on strings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24

2.10 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25

2.11 Laboratory exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

Python built-ins (batteries included)

29

3.1

Function calls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29

3.2

Type conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30

3.3

Input . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

31

3.4

Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

32

3.5

Examining things . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

33

3.6

More types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

33

3.7

Strings and lists . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

34

3.8

Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35

3.9

Laboratory exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35

Functions: part 1

39

4.1

Composing expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

39

4.2

Function definitions and use . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

39

4.3

Flow of execution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

41

4.4

Parameters and arguments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

42

4.5

Function composition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

43

4.6

Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

43

4.7

Laboratory exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

44

Functions: part 2

47

5.1

Variables and parameters are local . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

47

5.2

Stack diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

48

5.3

Comments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

49

5.4

Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

49

5.5

Laboratory exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

49

Conditionals

53

6.1

Boolean values and expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

53

6.2

Logical operators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

54

6.3

Conditional execution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

54

6.4

Alternative execution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

54

6.5

Chained conditionals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

55

iv

7

8

9

6.6

Nested conditionals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

56

6.7

Booleans and type conversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

57

6.8

Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

57

6.9

Laboratory exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

58

Fruitful functions

63

7.1

The return statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

63

7.2

Return values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

63

7.3

Program development . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

65

7.4

Composition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

66

7.5

Boolean functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

67

7.6

The function type . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

68

7.7

Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

69

7.8

Laboratory exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

70

Test driven development

71

8.1

Modules, files and the import statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

71

8.2

Programming with style . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

72

8.3

Triple quoted strings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

72

8.4

Unit testing with doctest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

73

8.5

Test-driven development demonstrated . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

75

8.6

Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

75

8.7

Laboratory exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

76

Files and modules

79

9.1

Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

79

9.2

Processing things from a file . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

80

9.3

Directories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

82

9.4

Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

82

9.5

Creating modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

83

9.6

Namespaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

84

9.7

Attributes and the dot operator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

84

9.8

Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

84

9.9

Laboratory Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

86

10 Iteration: part 1

91

10.1 Multiple assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

91

10.2 Updating variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

92

10.3 The while statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

92

10.4 Tracing a program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

93

v

 ................
................

In order to avoid copyright disputes, this page is only a partial summary.

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