Sistemi informatici e loro gestione

Si ricorda agli studenti che il materiale proposto è consistentemente più approfondito di quello visto a lezione.

La macchina virtuale utilizzata nel corso è disponibile clickando qui.

In caso di problemi (link mancanti, problemi di visualizzazione…) si prega di contattare direttamente Danilo Pianini.

Introduzione ai sistemi informatici

Esempi di programmi

Stampa di Ciaone su terminale.

#include<stdio.h>
int main(void)
{
    printf("Ciaone");
}

Stesso programma, scritto in assembler per Linux x86-64

.file	"test.c"
.section	.rodata
.LC0:
.string	"Ciaone"
.text
.globl	main
.type	main, @function
main:
.LFB0:
.cfi_startproc
pushq	%rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset 6, -16
movq	%rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register 6
movl	$.LC0, %edi
call	puts
movl	$0, %eax
popq	%rbp
.cfi_def_cfa 7, 8
ret
.cfi_endproc
.LFE0:
.size	main, .-main
.ident	"GCC: (GNU) 6.2.1 20160830"
.section	.note.GNU-stack,"",@progbits

Stesso programma, linguaggio macchina (esadecimale)

0000000 457f 464c 0102 0001 0000 0000 0000 0000
0000010 0002 003e 0001 0000 0400 0040 0000 0000
0000020 0040 0000 0000 0000 1940 0000 0000 0000
0000030 0000 0000 0040 0038 0009 0040 001e 001b
0000040 0006 0000 0005 0000 0040 0000 0000 0000
0000050 0040 0040 0000 0000 0040 0040 0000 0000
0000060 01f8 0000 0000 0000 01f8 0000 0000 0000
0000070 0008 0000 0000 0000 0003 0000 0004 0000
0000080 0238 0000 0000 0000 0238 0040 0000 0000
0000090 0238 0040 0000 0000 001c 0000 0000 0000
00000a0 001c 0000 0000 0000 0001 0000 0000 0000
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*
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*
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0000330 6174 7472 6d5f 6961 006e 5f5f 6d67 6e6f
0000340 735f 6174 7472 5f5f 4700 494c 4342 325f
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00003f0 25ff 0c22 0020 0068 0000 e900 ffe0 ffff
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0000410 c0c7 0580 0040 c748 10c1 4005 4800 c7c7
0000420 04f6 0040 15ff 0bc6 0020 0ff4 441f 0000
0000430 37b8 6010 5500 2d48 1030 0060 8348 0ef8
0000440 8948 76e5 b81b 0000 0000 8548 74c0 5d11
0000450 30bf 6010 ff00 66e0 1f0f 0084 0000 0000
0000460 c35d 1f0f 0040 2e66 1f0f 0084 0000 0000
0000470 30be 6010 5500 8148 30ee 6010 4800 fec1
0000480 4803 e589 8948 48f0 e8c1 483f c601 d148
0000490 74fe b815 0000 0000 8548 74c0 5d0b 30bf
00004a0 6010 ff00 0fe0 001f c35d 0f66 441f 0000
00004b0 3d80 0b79 0020 7500 5511 8948 e8e5 ff6e
00004c0 ffff c65d 6605 200b 0100 c3f3 1f0f 0040
00004d0 18bf 600e 4800 3f83 7500 eb05 0f93 001f
00004e0 00b8 0000 4800 c085 f174 4855 e589 d0ff
00004f0 e95d ff7a ffff 4855 e589 94bf 4005 e800
0000500 feec ffff f4eb 2e66 1f0f 0084 0000 0000
0000510 5741 5641 8941 41ff 4155 4c54 258d 08e6
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*
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0001bf0 0008 0000 0000 0000 0018 0000 0000 0000
0001c00 008e 0000 0001 0000 0006 0000 0000 0000
0001c10 03c8 0040 0000 0000 03c8 0000 0000 0000
0001c20 0017 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0001c30 0004 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0001c40 0089 0000 0001 0000 0006 0000 0000 0000
0001c50 03e0 0040 0000 0000 03e0 0000 0000 0000
0001c60 0020 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0001c70 0010 0000 0000 0000 0010 0000 0000 0000
0001c80 0094 0000 0001 0000 0006 0000 0000 0000
0001c90 0400 0040 0000 0000 0400 0000 0000 0000
0001ca0 0182 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0001cb0 0010 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0001cc0 009a 0000 0001 0000 0006 0000 0000 0000
0001cd0 0584 0040 0000 0000 0584 0000 0000 0000
0001ce0 0009 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0001cf0 0004 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0001d00 00a0 0000 0001 0000 0002 0000 0000 0000
0001d10 0590 0040 0000 0000 0590 0000 0000 0000
0001d20 000b 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0001d30 0004 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0001d40 00a8 0000 0001 0000 0002 0000 0000 0000
0001d50 059c 0040 0000 0000 059c 0000 0000 0000
0001d60 0034 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0001d70 0004 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0001d80 00b6 0000 0001 0000 0002 0000 0000 0000
0001d90 05d0 0040 0000 0000 05d0 0000 0000 0000
0001da0 00f4 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0001db0 0008 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0001dc0 00c0 0000 000e 0000 0003 0000 0000 0000
0001dd0 0e08 0060 0000 0000 0e08 0000 0000 0000
0001de0 0008 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0001df0 0008 0000 0000 0000 0008 0000 0000 0000
0001e00 00cc 0000 000f 0000 0003 0000 0000 0000
0001e10 0e10 0060 0000 0000 0e10 0000 0000 0000
0001e20 0008 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0001e30 0008 0000 0000 0000 0008 0000 0000 0000
0001e40 00d8 0000 0001 0000 0003 0000 0000 0000
0001e50 0e18 0060 0000 0000 0e18 0000 0000 0000
0001e60 0008 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
*
0001e80 00dd 0000 0006 0000 0003 0000 0000 0000
0001e90 0e20 0060 0000 0000 0e20 0000 0000 0000
0001ea0 01d0 0000 0000 0000 0006 0000 0000 0000
0001eb0 0008 0000 0000 0000 0010 0000 0000 0000
0001ec0 00e6 0000 0001 0000 0003 0000 0000 0000
0001ed0 0ff0 0060 0000 0000 0ff0 0000 0000 0000
0001ee0 0010 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0001ef0 0008 0000 0000 0000 0008 0000 0000 0000
0001f00 00eb 0000 0001 0000 0003 0000 0000 0000
0001f10 1000 0060 0000 0000 1000 0000 0000 0000
0001f20 0020 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0001f30 0008 0000 0000 0000 0008 0000 0000 0000
0001f40 00f4 0000 0001 0000 0003 0000 0000 0000
0001f50 1020 0060 0000 0000 1020 0000 0000 0000
0001f60 0010 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0001f70 0008 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0001f80 00fa 0000 0008 0000 0003 0000 0000 0000
0001f90 1030 0060 0000 0000 1030 0000 0000 0000
0001fa0 0008 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0001fb0 0001 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0001fc0 00ff 0000 0001 0000 0030 0000 0000 0000
0001fd0 0000 0000 0000 0000 1030 0000 0000 0000
0001fe0 0034 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0001ff0 0001 0000 0000 0000 0001 0000 0000 0000
0002000 0011 0000 0003 0000 0000 0000 0000 0000
0002010 0000 0000 0000 0000 1838 0000 0000 0000
0002020 0108 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0002030 0001 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
0002040 0001 0000 0002 0000 0000 0000 0000 0000
0002050 0000 0000 0000 0000 1068 0000 0000 0000
0002060 0600 0000 0000 0000 001d 0000 002f 0000
0002070 0008 0000 0000 0000 0018 0000 0000 0000
0002080 0009 0000 0003 0000 0000 0000 0000 0000
0002090 0000 0000 0000 0000 1668 0000 0000 0000
00020a0 01d0 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
00020b0 0001 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
00020c0

Programma C che si “inloopa” (ciclo infinito)

#include<stdio.h>
int main(void)
{
    while (1) {
        printf("Ciaone");
    }
}

Sistemi operativi e processi

Simboli utili:

Tilde: ~ (Alt destro + ì)
Underscore: _
Sharp: #
At: @
Slash: /
Backslash: \

Uso veloce del terminale `bash`

Freccia su: richiama il comando precedente
Freccia giù: richiama il comando successivo (se presente)
TAB: autocompleta il comando o il percorso corrente (solo se esiste un’unica opzione disponibile)
Doppio TAB: mostra tutti i possibile autocompletamenti
- Nel caso in cui non vi sia alcuna possibilità, non mostra nulla
- Nel caso in cui vi siano moltissime possibilità, chiede prima conferma della volontà di mostrarle tutte

File system e `bash`

Il file system
Gestione del file system da terminale
Shell
Guida minimale all’uso di bash
Altra guida con comandi bash. Le sezioni rilevanti sono Filesystem e Comandi per la Shell
Bash scripting, guida completa
Shell scripting

Programmazione in Python

Scaletta dei contenuti (in aggiornamento, può subire variazioni anche consistenti)

Interprete Python, REPL, script
Valori, espressioni, operatori, confronto ed equivalenza, operatori booleani
Tipi, tipi predefiniti
Conversioni fra tipi, chiamata di funzione
Variabili, nomi consentiti, assegnamento, riferimento
Commento, importanti funzioni built-in (print, input, len, type, dir)
Controllo del flusso: if-elif-else (branching), indentazione e sintassi
Controllo del flusso: while (repetition aka iteration) [continue e break], for (e range fun)
Funzioni: definizione, parametri, ritorno; scope locale e globale
Parametri di default, parametri con nome
Moduli, import, passaggio parametri a programmi (sys.argv)
Liste: sintassi letterale, accesso, indexing/slicing, len, operazioni su list
Riferimenti (in assegnmento e passaggio parametri), [copy(), deepcopy()]
Iterazione su lists, operatore (not) in, metodi (e.g., list.index(obj, *args, remove, sort..))
Stringhe come liste, tuple
Dizionari
List/dictionary/set comprehension
Modulo os, filesystem, percorsi (path), directory di lavoro, file I/O di base (open, modalità di apertura, lettura, scrittura, seek)
Eccezioni: try: .. except: .. finally: ..
I/O su file avanzato (modulo shutil, modulo csv)
Programmazione ad oggetti: oggetto, classe, metodo, istanziazione di oggetti, costruttore, oggetto ricevitore
NON trattati: regexps, IDE (PyCharm), programmazione funzionale (funzioni first-class, lambda, e funzioni di ordine superiore)

Testi e risorse per lo studio

Testo di riferimento: Automate the Boring Stuff with Python (in inglese)
Passo dopo passo impariamo a programmare con Python, tutorial progressivo (raccomandato a chi non ha mai visto alcun linguaggio di programmazione)
Pensare in Python - Come pensare da Informatico, ottimo testo in generale, introduce il linguaggio molto velocemente (raccomandato a chi abbia già una vaga idea di come funzioni un linguaggio di programmazione)
Python per i principianti, pagina di riferimento per generalità, scaricamento, installazione e informazioni sul linguaggio
Slides riassuntive del linguaggio, adatte a chi già conosce il linguaggio di programmazione Java
Programmare con Python: Guida Completa
Dive Into Python, libro avanzato (in inglese)
Immergersi in Python, libro avanzato (versione italiana online)
Elenco dei libri su Python
Elenco di risorse multimediali su Python
Esercizi di programmazione in Python : collezione1 (ita), collezione2 (eng)

Esercizi svolti a lezione

# Programma che concatena due stringhe di testo prese in input dal terminale
x = input()
y = input()
print(x + y)

##################################
# Verfica che un numero sia pari #
##################################
if int(input()) % 2 == 0:
  print('even') # Traduzione di pari
else:
  print('odd')

# Ciclo infinito, interprete in loop
while True:
  print('woooo')

# Finto sistema di login, con password che viene richiesta finché non viene inserita correttamente
print('username: ')
user = input()
if user == 'Danilo':
  print('password: ')
  while input() != 'letmein':
    print('wrong password.')
    print('password: ')
  print('Access granted.')
else:
  print('No user named ' + user + ' is registered on the system')

# Effettuare la stessa operazione un numero predefinito di volte usando while
count = 0
while count != 15:
  print('ciao')
  count += 1 # count = count + 1

# Effettuare la stessa operazione un numero predefinito di volte usando for e range
for count in range(15):
  print('ciao per la ' + str(count + 1) + ' volta')

# Funzione che restituisce il più piccolo numero pari maggiore o uguale all'argomento passato
def nextEven(start):
  if start % 2 == 0:
    return start
  else:
    return start + 1

# Stesso programma di prima, in forma compatta, con if "funzionale"
def nextEvenCompact(start):
  return start if start % 2 == 0 else start + 1

for i in range(3, 22):
  # Uso della funzione sopra definita (all'interno di un'altra chiamata a funzione)
  print('Next even of ' + str(i) + ': ' + str(nextEvenCompact(i)))

# Scope delle variabili: variabili locali *non* modificano lo scope del chiamante
def myfun():
  a = 10
  myfun2()
  print(a)

def myfun2():
  a = 15
  print(a)

a = 20
myfun()
print(a)

# Passaggio di parametri e scoping
def myfun(a):
  print(a)
  a = 10
  print(a)

a = 5
myfun(a)
print(a)

# Funzione con named e default parameters
def printPerson(name='unknown', surname='unknown', year=1990, address=''):
  print(name + ' ' + surname + ' born in ' + str(year) + '  living in ' + address)

printPerson('Mario', 'Rossi', 1980)
printPerson(surname='Bianchi', address='Via Sacchi, 3')

# Esercizio: riscrivere l'applicazione di autenticazione servendosi di una funzione che:
# - prese in ingresso due stringhe rappresentanti rispettivamente una domanda ed una risposta attesa
# - ponga la domanda all'utente attraverso una stampa
# - acquisisca una risposta dall'utente
# - restituisca True se la risposta ottenuta corrisponde a quella attesa, False altrimenti
def answerWith(expected, question=': '):
  return input(question) == expected

if answerWith('Danilo', 'Username: '):
  while not answerWith('pluto', question='Password: '):
    print('Wrong password.')
  print('Access granted.')
else:
  print('unkown user')

"""
Scheletro del programma per il gioco "tic-tac-toe" (o tris). Questo programma va
modificato come segue:

* Il programma deve terminare quando un giocatore vince, annunciando il vincitore
con una stampa

* Il programma deve impedire ad un giocatore di sovrascrivere le mosse dell'altro

* Il programma deve impedire ai giocatori di inserire posizioni esterne alla
griglia (ad esempio 9,9)

* (Dopo che avrete fatto le eccezioni col prof. Casadei) In caso di inserimento
di valori non accettabili, si stampi una guida (e.g. "Valore non valido, inserire
una coppia di valori separati da uno spazio, ad esempio: 1 1"). 

"""
def emptyBoard(boardSize = 3):
  board = {}
  for i in range(boardSize):
    for j in range(boardSize):
      board[(i, j)] = ' '
  return board

def printBoard(board):
  print('_______')
  currentRow = 0
  print('|', end='')
  for pos, player in board.items():
    if pos[0] != currentRow:
      print()
      currentRow = pos[0]
      print('|', end='')
    print(player + '|', end='')
  print('\n-------')

def posFromUser(message='Where do you want to play? '):
  userinput = input(message)
  num1 = int(userinput[0])
  num2 = int(userinput[2])
  return (num1, num2)

if __name__ == '__main__':
  board = emptyBoard()
  currentPlayer = 'O'
  while True:
    currentPlayer = 'X' if currentPlayer == 'O' else 'O'
    position = posFromUser()
    board[position] = currentPlayer
    printBoard(board)

Alcuni appunti

Dizionari (aka hash maps)

d = { 'key1':'val1', True: 7.7 } # Sintassi letterale; dizionari sono eterogenei
'key' not in d # True
d[True] = 8.8 # d => {True: 8.8, 'key1': 'val1'}
d[777]      # KeyError
d.get(777)  # None (chiave 777 non esiste)
d.get(True) # 8.8

d.keys()   # [True, 'key1']
d.values() # [8.8, 'val1']
d.items()  # [(True, 8.8), ('key1', 'val1')]

len(d) # 2

d2 = d        # copia riferimento allo stesso dizionario
d3 = d.copy() # crea una nuova copia del dizionario (a un primo livello)

for key in d: print(key)  # itera sulle chiavi

for k,v in d.items(): print(k,v) # itera sulle coppie (chiave,valore)

for i,key in enumerate(d): print(i,key) # itera su coppie (indice progressivo, chiave)

d.update({ 'key1' : 'val2' }) # aggiorna il dizionario con una mappa

d.update(k1='hello', True=5.5) # {True: 8.8, 'key1': 'val2', 'True': 5.5, 'k1': 'hello'}

d.clear() # elimina tutte le coppie dal dizionario

List e Dictionary Comprehension

# List Comprehension
[(x,y) for x in [1,2,3] for y in [3,1,4] if x != y]

# Dictionary comprehension
{ k:(v*v) for k,v in {'a':1, 'b':2, 'c':3}.items() if v>1 }

Eccezioni

raise Exception("Messaggio d'errore")

try: ...
except NameError: ... # cattura eccezione di tipo NameError
except IOError as ex: print(ex.errno, ex.strerror) # Cattura eccezione e recupera oggetto corrispondente
except:  ... # cattura tutti gli errori
else:    ... # codice da eseguire se nessuna eccezione viene sollevata
finally: ... # codice da eseguire in ogni modo alla fine del blocco

File I/O

File: nome file + path (percorso)
Path assoluto: inizia con la directory radice
Path relativo: è relativo alla cartella di lavoro corrente (working directory)
”.” significa ‘questa cartella’; “..” significa ‘cartella padre/contenitrice’

import os # https://docs.python.org/3/library/os.html

os.path.join('.','dir','subdir')

os.sep # '/' su Linux, '\\' su Windows

os.path.abspath(".")

os.path.relpath("a\\b",'.') # a\\b
os.path.relpath('C:\\Windows', 'C:\\') # 'Windows'
os.path.isabs(path)
os.path.basename('C:\\Windows\\System32\\calc.exe') # 'calc.exe'
os.path.dirname('C:\\Windows\\System32\\calc.exe') # 'C:\\Windows\\System32'
os.path.split('C:\\Windows\\System32\\calc.exe') # ('C:\\Windows\\System32', 'calc.exe')
os.getcwd() # stringa del path corrispondente alla cartella di lavoro
os.chdir('a\\b') # cambia la cartella di lavoro
os.makedirs('C:\\path\\to\\my\\dir')
os.path.getsize('file') # Dimensione del file (numero di byte)
os.listdir('.') # Lista dei file contenuti nella cartella individuata dal path
os.path.exists(path)
os.path.isfile(path)
os.path.isdir(path)

# Nota: file di due tipi
# 1) File di testo (plaintext)
# 2) file binary (PDFs, images, Word documents, executable files)
# Noi ci concentriamo sui file di testo
# Lettura
file = open(path, mode) # returns a File object
file.read()
file.readlines()
file.seek(offset, 0) # muove di 'offset' byte rispetto alla posizione indicata dal secondo argomento; 
                     # il secondo argomento significa: 0 (dall'inizio; default)
                     # 1 (dalla posizione corrente), 2 (dalla fine)
file.close()

# Scrittura 'w' vs. append 'a'; 
file.write('txt')

# Blocco with: si prende cura di chiudere il file (anche in caso di eccezioni)
with open('file.txt') as f: ...

# Copia, spostamento, cancellazione file e cartelle

os.remove(path)     # cancella un file
os.rmdir(path)      # elimina una cartella vuota

import shutil # https://docs.python.org/3/library/shutil.html

shutil.copy(from,to) # ritorna la stringa del percorso del nuovo file
shutil.copytree(from, to) # copia la cartella indicata col primo parametro, ricorsivamente
shutil.move(from,to)
shutil.rmtree(pat)  # elimina una cartella e tutto il suo contenuto

Sommario

Modalità di apertura file: 'r' (lettura; è il default), 'w' (scrittura; riazzera il file se esiste), 'a' (appende, cioè scrive alla fine indipendentemente dal cursore); 'r+' (lettura e scrittura), 'w+' (lettura e scrittura; riazzera il file)
La lettura e scrittura di un file opera mediante un cursore, che può essere spostato con seek()

Esercizi:

Sviluppare un programma che accetta due parametri: il percorso a un file testuale, e una parola. Questo programma deve restituire il numero di occorrenze della parola all’interno del file. Controllare che il programma sia invocato correttamente e che file esista; restituire messaggio opportuno altrimenti.
Sviluppare un programma che accetta tre parametri: il percorso a un file testuale, e due parole. Questo programma deve prima creare una copia difensiva del file indicato (se il nome è 'name.ext', la copia va chiamata 'backup_name.txt'), e poi sostituire, nel file indicato, tutte le occorrenze della prima parola con la seconda parola.

Programmazione ad oggetti (OOP)

OGGETTI: STATO (campi) + COMPORTAMENTO (metodi)

Un oggetto ha una serie di attributi (anche detti: campi, membri, proprietà), cioè metodi (particolari funzioni) o attributi dato, che si possono accedere a partire dal riferimento all’oggetto.
Un oggetto viene creato a partire da una CLASSE
Mentre Classe.f referenzia una funzione, oggetto.f referenzia un metodo: significa che chiamate oggetto.f(arg1, arg2, ...) risulteranno in un’invocazione di Classe.f(oggetto, arg1, arg2, ...). Ossia, l’invocazione di un metodo su un oggetto o risulterà nella chiamata della funzione corrispondente fornendo l’oggetto o come primo parametro, seguito da quelli specificati nella chiamata a metodo.

#####################################
##### Definizione di base
#####################################

class Klass: pass

k = Klass() # creazione istanza

Klass.dimmi_il_tuo_nome = lambda s: print(s.nome)
k.nome = 'Bob'
k.dimmi_il_tuo_nome() # Stampa in output: Bob

class MyClass:
    """Una semplice classe""" # stringa di documentazione
    i = 12345

    def f(self):
        return 'hello world'
        
MyClass.i       # => 12345 (campo di classe)
MyClass.f(1)    # => 'hello world'
MyClass.__doc__ # => 'Una semplice classe'

m = MyClass()   # Istanziazione di classi usa la notazione di chiamata a funzione
m.f() # => 'hello world'  (self=m all'interno di f)

m.__class__

#####################################
##### Costruttori e costruzione
#####################################
class Complex:
  def __init__(self, realpart, imagpart):
    self.r = realpart
    self.i = imagpart

x = Complex(3.0, -4.5)
x.r, x.i                # (3.0, -4.5)

#####################################
##### Ereditarietà
#####################################
class B:
  def __init__(self, arg=77):
    self.prop = arg
  
  def method(self, arg): print('B.method: ' + str(arg))

class C(B):
  def __init__(self):
    super().__init__(88)
  
  def method(self, arg):
    super().method(arg) # This does the same as: super(C, self).method(arg)
    print('C.method: ' + str(arg))

c = C()
c.prop # 88
c.method('!!!')
# B.method: !!!
# C.method: !!!

File CSV (Comma Separated Values)

import csv
f = open('my.csv')
r = csv.reader(f, delimiter='|')

# small files: you can read the file at once
data = list(r)
data[0][0] # accesses the first (0th) field of the first (0th) row

# big files: you may want to iterate line-by-line
for row in r:
  print('Row #' + str(r.line_num) + ' ' + str(row))

of = open('out.csv', 'w')
w = csv.writer(of, delimiter='|', lineterminator='\n---\n')
w.writerow(['a b c','d e','f'])
w.writerow([1,3.14,7])

f.close(); of.close();

Esercizio

Creare un programma che simula il gioco ‘Chi vuol essere milionario’. Questo programma accetta un singolo argomento che indica il percorso a un file CSV con domande e risposte (vedi sotto). Il CSV ha i seguenti campi: domanda|risposta1|risposta2|risposta3|risposta4|risposta_corretta(1,2,3,4)|difficoltà(1-15) Il programma chiede all’utente il suo nome e poi inizia il gioco. L’utente può scegliere la risposta digitando 1-4, oppure ‘lascia’ per andarsene col montepremi conquistato. Una volta conquistati i 1000€ o i 32000€, questi sono comunque mantenuti anche in caso di risposta errata. Il programma termina quando il giocatore sbaglia o lascia il gioco. Il programma dopo ogni partita aggiunge in un file storico.txt una riga ‘[DATA] NOME: MONTEPREMI VINTO’ (per data corrente: datetime.datetime.now().strftime('%Y/%m/%d')).

Scarica domande.csv

Quanto fa 2+2?|5|4|3|2|2|1
Quanto fa 12*11?|120|112|132|144|3|2
Qual è la capitale della Francia?|Parigi|Londra|Madrid|Nantes|1|2
Qual è la capitale dell'Inghilterra?|Parigi|Londra|Madrid|Nantes|2|2
Qual è il nome del poeta Leopardi?|Luca|Matteo|Paolo|Giacomo|4|3
Qual è il nome del pittore Van Gogh?|Vincent|Lorence|Andrej|Pablo|1|4
In Python, qual è il simbolo di uguaglianza?|=|==|!=|/=|2|5
Quanti simboli prevede un linguaggio binario?|0|1|2|3|3|6
In Python, una lista è una sequenza|Ordinata omogenea|Ordinata eterogenea|Senza ordine, omogenea|Senza ordine, eterogenea|2|7
In Python, un dizionario è una collezione|Ordinata omogenea|Ordinata eterogenea|Senza ordine, omogenea|Senza ordine, eterogenea|4|8
In Python, una lista si accede|Per indice|Per chiave|Per forza sequenzialmente|Via hash|1|9
In Python, un dizionario si accede|Per indice|Per chiave|Per forza sequenzialmente|Via puntatore|2|9
In Python, un set ammette|Elementi duplicati|Elementi unici|Indici|Chiavi|2|10
In Python, un errore è anche chiamato|Problema|Issue|Allarme|Eccezione|4|11
In Python, le stringhe sono concettualmente|Insiemi di caratteri|Liste di caratteri|Tuple di caratteri|Dizionari di caratteri|3|12
Un file Python rappresenta un|Modulo|Componente|Package|Programma|1|13
Che metodo uso per ottenere le coppie di un dizionario d?|d.keys()|d.values()|d.entries()|d.items()|4|14
'abc'[::-1] produce|'ABC'|'ccc'|'abc'|'cba'|4|15

DOMANDA,RISP1,RISP2,RISP3,RISP4,RISPCORRETTA,DIFF = range(7)
[d for d in data if d[DIFF]=='0']
montepremi = [50, 100, 200, 300, 500, 1000, 2000, 4000, 8000, 16000, 32000, 64000, 125000, 500000, 1000000]

Modulo `shelve`: salvataggio oggetti Python su file (persistenza)

import shelve
shelf = shelve.open('myfile')
shelf.keys()
shelf.values()
data = shelf['data'] # retrieves a COPY of data at given key
del shelf['data']
shelf['somedata'] = {'a':1, 'b':2}
shelf.close()

Esercizi

Creare un programma che fornisce un servizio “rubrica telefonica”. Accetta comandi del tipo:
- AGGIUNGI 'Luca Rossi' 340133255 dicendo “ok” o “Contatto già presente”
- AGGIORNA 'Luca Rossi' 34047512 dicendo “ok” o “Contatto non trovato”
- NUMERO 'Luca Rossi' dicendo il numero oppure “Contatto non trovato”
- NOME 3243453 dicendo il nome del contatto oppure “Numero non trovato”
Estensione: usa un’espressione regolare per validare i numeri di telefono

Esercizio di comprensione

#!/usr/bin/env python

population = ['Luca Rossi', 'Mario Biondi', 'Giacomo Leopardi']

import re, sys, shelve, random

INDICE, NOME, PRESENTE, CORRETTE, SBAGLIATE = range(5)
STUDENTI = 'studenti'

shelf = shelve.open('students.dat')
if STUDENTI not in shelf:
    print('Creazione struttura')
    shelf[STUDENTI] = { i : [i, v, True, 0, 0] for i, v in enumerate(population) }

studenti = shelf[STUDENTI]
presenti = [v for v in studenti.values() if v[PRESENTE]]
numChiamate = [v[CORRETTE]+v[SBAGLIATE] for v in presenti]
minChiamate = min(numChiamate)
interrogabili = [v for v in presenti if v[CORRETTE]+v[SBAGLIATE]==minChiamate]

args = sys.argv[1:]
if len(args)==0:
    print("USAGE: \n\tscegli\n\tassente\n\tpresente\n\tstatistica")
elif args[0]=='scegli':
    eletto = interrogabili[random.randint(0,len(interrogabili)-1)]
    print("L'eletto/a è: " + eletto[NOME])
    risposta = input('La sua risposta è... ')
    risposta = risposta=='ok'
    if risposta: eletto[CORRETTE] = eletto[CORRETTE] + 1
    else: eletto[SBAGLIATE] = eletto[SBAGLIATE] + 1
    studenti[eletto[INDICE]] = eletto
elif args[0]=='assente' or args[0]=='presente':
    presente = args[0]=='presente'
    chi = args[1]
    ricerca = [i for i,v in enumerate(population) if re.search(chi, v)]
    if len(ricerca)!=1: print('Trovati ' + len(ricerca) + ' elementi col nome fornito: ' + str(ricerca))
    else:
        print('Studente ' + studenti[ricerca[0]][NOME] + " impostato come " + ('presente' if presente else 'assente')) 
        studenti[ricerca[0]][PRESENTE] = presente
elif args[0]=="statistica":
    for s in studenti.values():
        print("{0}) {1} ({2}) - corrette={3}; sbagliate={4}".format(s[0], s[1], 'presente' if s[2] else 'assente', s[3], s[4] ))

shelf[STUDENTI] = studenti
shelf.close()

Regexps

import re

r1 = re.compile('\\d\\d') # returns a Regex object
r1 = re.compile(r'\d\d')  # Easier with raw strings!
r1.search('My num is 515-555') # <_sre.SRE_Match object; span=(10,12), match='51'>
r1.group() # '51' (returns a string of the matched text)

phoneNumRegex = re.compile(r'(\d\d\d)-(\d\d\d-\d\d\d\d)')
mo = phoneNumRegex.search('My number is 415-555-4242.')
mo.group(0) # '415-555-4242' (0 is the default)
mo.group(1) # '415'
mo.group(2) # '555-4242'
fst, snd = mo.groups() # fst, snd = ('415','555-4242')

r2 = re.compile('(fo)(o)|bar')
g = r2.search('bar bar foo')
g.group() # 'bar'
r2.findall('bar bar foo') # [('', ''), ('', ''), ('fo', 'o')]
re.compile('foo|bar').findall('bar bar foo') # ['bar', 'bar', 'foo']
re.compile('(fo)(o)|(b)(ar)')
  .findall('bar bar foo') # [('','', 'b','ar'),('','','b','ar'),('fo','o','','')]

g = re.compile(r'bat(wo){0,1}man').search('Hello batwoman') # or '?'
(g.group(), g.group(1), g.groups()) # ('batwoman', 'wo', ('wo',))

# Python's regular expressions are greedy by default
# '?', in addition to indicate optional groups
#  can be used to declare nongreedy matches
re.compile(r'(Ha){3,5}').search('HaHaHaHaHa').group()  # 'HaHaHaHaHa'
re.compile(r'(Ha){3,5}?').search('HaHaHaHaHa').group() # 'HaHaHa'

# Character classes
# \d = [0-9]  \D (not \d)  \w = [a-zA-Z0-9_]  \W (not \w)
# s = space, tab, newline, \S (not \s)
# [0-5] = (0|1|2|3|4|5)

# ^ (start text), $ (end text)
bool(re.compile(r'^foo.*bar$')) # True (mathces have true bool value)

re.compile("o").search('foo') # Match
re.compile("o").match('foo')  # None (match() looks at beginning of string)

# Greedy vs nongreedy match
re.search(r'<.*>', '<Hey man> !>').group()  # '<Hey man> !>'
re.search(r'<.*?>', '<Hey man> !>').group() # <Hey man>

# Named groups
m = re.match(r"(?P<first_name>\w+) (?P<last_name>\w+)", "Bob Kelso")
m.group('first_name') # 'Bob'

# Matching newlines with dot character
re.compile('.*').findall('a\nb\nc') # ['a', '', 'b', '', 'c', '']
re.compile('.*', re.DOTALL).findall('a\nb\nc') # ['a\nb\nc', '']

# Case-insensitive match
bool(re.compile('foo', re.IGNORECASE).match('FOo')) # True (also re.I)

# Substituting strings with sub
re.sub(r'foo', 'bar', 'Anyfoo is foo') # 'Anybar is bar'

# Managing complex regexps
phoneRegex = re.compile(r'''(
    (\d{3}|\(\d{3}\))?            # area code
    (\s|-|\.)?                    # separator
    \d{3}                         # first 3 digits
    (\s|-|\.)                     # separator
    \d{4}                         # last 4 digits
    (\s*(ext|x|ext.)\s*\d{2,5})?  # extension
    )''', re.VERBOSE)
    
# Combining modifiers
re.compile(r'...', re.IGNORECASE | re.VERBOSE)

Log lezioni

14/02: ripasso, consolidamento, e alcuni nuovi concetti/costrutti/mecchanismi, tra cui
- Concetti: paradigmi, tipizzazione dinamica/forte
- Copia shallow e copia profonda (modulo copy, copy.copy, copy.deepcopy)
- Passaggio di input a programmi (sys.argv)
- Impacchettamento parametri (*args, **kwargs)
15/02: ripasso dizionari, list e dictionary comprehension, eccezioni, filesystem (path relativi/assoluti), modulo os, file I/O (lettura)
16/02: consolidamento ultimi argomenti, file I/O (lettura e scrittura), esercizio guidato sui file
22/02: programmazione ad oggetti, file CSV, esercizi

Modalità d’esame

Due prove:

Scritto (30 minuti): domande V/F, a risposta multipla, o a risposta scritta
Prova pratica (1 ora 30 minuti): 3 esercizi di programmazione