PyProgPerm/practice/practice01-solutions.ipynb

{
 "cells": [
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "# Программирование на Python\n",
    "\n",
    "## Практикум 1: списки, цикл for, методы на строках\n",
    "\n",
    "*Алла Тамбовцева, НИУ ВШЭ*"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Задача 1\n",
    "\n",
    "Дан список станций жёлтой ветки московского метро (упорядочены как на карте). Давайте считать, что движение происходит от Третьяковской до Новокосино."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 3,
   "metadata": {},
   "outputs": [],
   "source": [
    "line = [\"Третьяковская\", \"Марксистская\", \"Площадь Ильича\", \"Авиамоторная\", \n",
    "        \"Шоссе Энтузиастов\", \"Перово\", \"Новогиреево\", \"Новокосино\"]"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "Напишите программу, которая запрашивает у пользователя название текущей станции метро и выводит на экран сообщение вида (считайте, что пользователь знает, какая станция конечная, и не будет запрашивать станцию, следующую после Новокосино):\n",
    "\n",
    "    Следующая станция: [станция].\n",
    "\n",
    "**Пример**\n",
    "\n",
    "Входные данные:\n",
    "\n",
    "    Площадь Ильича\n",
    "\n",
    "Выходные данные:\n",
    "\n",
    "    Следующая станция: Авиамоторная."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 1,
   "metadata": {},
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "Enter current station: Шоссе Энтузиастов\n",
      "Следующая станция: Перово.\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "line = [\"Третьяковская\", \"Марксистская\", \"Площадь Ильича\", \"Авиамоторная\",\n",
    "         \"Шоссе Энтузиастов\", \"Перово\", \"Новогиреево\", \"Новокосино\"]\n",
    "\n",
    "station = input(\"Enter current station: \")\n",
    "i = line.index(station)\n",
    "print(\"Следующая станция: \" + line[i + 1] + \".\")"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "Альтернативный вывод – f-strings:"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": null,
   "metadata": {},
   "outputs": [],
   "source": [
    "print(f\"Следующая станция: {line[i + 1]}.\")"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "Альтернативный вывод – классическое форматирование:"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 2,
   "metadata": {},
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "Следующая станция: Перово.\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "print(\"Следующая станция: %s.\" % line[i + 1])"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "Альтернативный вывод – настройка пробелов в `print()`:"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 3,
   "metadata": {},
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "Следующая станция: Перово.\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "print(\"Следующая станция: \", line[i + 1], \".\", sep = \"\")"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Задача 2\n",
    "\n",
    "Есть список имён `girls`: "
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 5,
   "metadata": {},
   "outputs": [],
   "source": [
    "girls = [\"Иветта\", \"Виолетта\", \"Кассандра\", \"Вирджиния\", \n",
    "         \"Амелия\", \"Розамунда\", \"Янина\", \"Беатриса\"]"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "Используя список `girls`, выведите на экран следующие списки:\n",
    "\n",
    "    [\"Виолетта\", \"Кассандра\", \"Вирджиния\", \"Амелия\"]\n",
    "    [\"Вирджиния\", \"Амелия\", \"Розамунда\", \"Янина\", \"Беатриса\"]\n",
    "    [\"Иветта\", \"Виолетта\", \"Вирджиния\", \"Амелия\"]\n",
    "    [\"Кассандра\", \"Амелия\", \"Розамунда\"]"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 6,
   "metadata": {},
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "['Виолетта', 'Кассандра', 'Вирджиния', 'Амелия']\n",
      "['Вирджиния', 'Амелия', 'Розамунда', 'Янина', 'Беатриса']\n",
      "['Иветта', 'Виолетта', 'Вирджиния', 'Амелия']\n",
      "['Кассандра', 'Амелия', 'Розамунда']\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "girls = [\"Иветта\", \"Виолетта\", \"Кассандра\", \"Вирджиния\", \n",
    "         \"Амелия\", \"Розамунда\", \"Янина\", \"Беатриса\"]\n",
    "\n",
    "print(girls[1:5])\n",
    "print(girls[3:])\n",
    "print(girls[0:2] + girls[3:5])\n",
    "print(girls[2:3] + girls[4:6])"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Задача 3\n",
    "\n",
    "Напишите программу, которая запрашивает у пользователя с клавиатуры два целых числа через пробел и возвращает список целых чисел, которые находятся в промежутке между этими числами (исключая указанные числа).\n",
    "\n",
    "**Пример**\n",
    "\n",
    "Входные данные:\n",
    "\n",
    "    5 9\n",
    "Выходные данные:\n",
    "\n",
    "    [6, 7, 8]"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 7,
   "metadata": {},
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "Enter two integers: 6 12\n",
      "[7, 8, 9, 10, 11]\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "inp = input(\"Enter two integers: \")\n",
    "L = inp.split()\n",
    "R = list(range(int(L[0]) + 1, int(L[1])))\n",
    "print(R)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Задача 4\n",
    "\n",
    "Напишите программу, которая запрашивает целое число $n$ с клавиатуры, затем $n$ целых чисел, после чего выводит произведение всех этих чисел.\n",
    "\n",
    "**Пример**\n",
    "\n",
    "Входные данные:\n",
    "\n",
    "    3\n",
    "    9\n",
    "    2\n",
    "    5\n",
    "\n",
    "Выходные данные:\n",
    "\n",
    "    90"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 8,
   "metadata": {},
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "4\n",
      "5\n",
      "2\n",
      "10\n",
      "5\n",
      "500\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "n = int(input())\n",
    "\n",
    "prod = 1\n",
    "for i in range(0, n):\n",
    "    prod *= int(input())  # prod = prod * int(input())\n",
    "print(prod)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Задача 5\n",
    "\n",
    "Объясните, что делает следующий код и почему он выдает такие результаты:"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 9,
   "metadata": {},
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "5\n",
      "3\n",
      "5\n",
      "7\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "M = [1, 2, 3, 4]\n",
    "\n",
    "for i in range(len(M)):\n",
    "    a = M[i] + M[i-1]  # M[0] + M[-1], negative indices are allowed\n",
    "    print(a)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Задача 6\n",
    "\n",
    "Факториалом $n!$ натурального числа $n$ называется произведение всех натуральных чисел от 1 до $n$ включительно. Напишите программу, которая запрашивает натуральное число $n$ с клавиатуры, вычисляет и выводит на экран $n!$. Использовать какие-либо библиотечные функции нельзя (то есть запрещена конструкция `import`)."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 10,
   "metadata": {},
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "6\n",
      "720\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "n = int(input())\n",
    "\n",
    "f = 1\n",
    "for i in range(1, n+1):\n",
    "    f *= i\n",
    "print(f)"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Задача 7\n",
    "\n",
    "В среднем за неделю Питон получает пять сообщений от Анаконды ($\\lambda$=5). Пользователь с клавиатуры вводит число сообщений, которые Анаконда может прислать Питону ($k$). Напишите программу, которая выводит на экран вероятность, с которой Питон получит сообщений от Анаконды за неделю, с точностью до трёх знаков после запятой. Сообщение, выводимое на экран, должно быть такого вида:\n",
    "\n",
    "    Число сообщений от Анаконды за неделю равно [k], вероятность равна [p].\n",
    "\n",
    "Вероятность того, что Питон получит ровно сообщений, определяется следующим образом (распределение Пуассона):\n",
    "\n",
    "$$\n",
    "P(X=k)=e^{−\\lambda}\\frac{\\lambda^k}{k!},\n",
    "$$\n",
    "\n",
    "**Пример**\n",
    "\n",
    "Входные данные:\n",
    "\n",
    "    2\n",
    "\n",
    "Выходные данные:\n",
    "\n",
    "    Число сообщений от Анаконды за неделю равно 2, вероятность равна 0.084."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 11,
   "metadata": {},
   "outputs": [
    {
     "name": "stdout",
     "output_type": "stream",
     "text": [
      "2\n",
      "Число сообщений от Анаконды за неделю равно 2, вероятность равна 0.084.\n"
     ]
    }
   ],
   "source": [
    "from math import e\n",
    "\n",
    "LAMBDA = 5\n",
    "k = int(input())\n",
    "f = 1\n",
    "\n",
    "for i in range(1, k+1):\n",
    "    f *= i\n",
    "    \n",
    "res = e ** (-LAMBDA) * LAMBDA ** k / f\n",
    "print(\"Число сообщений от Анаконды за неделю равно %i, вероятность равна %.3f.\" % (k, res))"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Задача 8\n",
    "\n",
    "$X$  – дискретная случайная величина, которая может принимать как целые, так и дробные значения. В файле `DV.txt` в первой строке сохранены значения $X$ через пробел (количество значений может быть любым), во второй – соответствующие им вероятности, тоже через пробел.\n",
    "\n",
    "Напишите программу, которая считывает значения из файла `DV.txt`, вычисляет математическое ожидание и дисперсию $X$ и записывает их в файл `DV_answer.txt` с точностью до второго знака после запятой в следующем формате:\n",
    "\n",
    "    E(X) = [математическое ожидание]; D(X) = [дисперсия]\n",
    "\n",
    "Считайте, что данные в файле сохранены корректным образом, то есть количество вероятностей всегда совпадает с количеством значений, при этом вероятности всегда лежат в пределах от 0 до 1 и записываются в виде десятичных дробей. Напоминание:\n",
    "\n",
    "$$\n",
    "E(X)=\\sum_{i=1}^{n}x_ip_i\n",
    "$$\n",
    "\n",
    "$$\n",
    "D(X)=E(X^2)−[E(X)]^2\n",
    "$$"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": 13,
   "metadata": {},
   "outputs": [],
   "source": [
    "with open(\"DV.txt\") as f:\n",
    "    lines = f.readlines()\n",
    "lines_clean = [line.strip() for line in lines]\n",
    "\n",
    "X = []\n",
    "for i in lines_clean[0].split():\n",
    "    X.append(float(i))\n",
    "\n",
    "# the same, but shorter and quicker – list comprehensions\n",
    "P = [float(j) for j in lines_clean[1].split()]\n",
    "\n",
    "ex = 0\n",
    "ex2 = 0\n",
    "for i in range(0, len(X)):\n",
    "    ex += X[i] * P[i]\n",
    "    ex2 += X[i] ** 2 * P[i]\n",
    "    \n",
    "dx = ex2 - ex ** 2\n",
    "res = \"E(X) = %.2f; D(X) = %.2f\" % (ex, dx)\n",
    "\n",
    "ans = open(\"DV-answer.txt\", \"w\")\n",
    "print(res, file=ans)\n",
    "ans.close()"
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Задача 9\n",
    "\n",
    "В файле `text.txt` сохранён некоторый текст. Напишите программу, которая создаёт новый файл `text_clean.txt`, который содержит в себе текст из `text.txt`, преобразованный таким образом, что:\n",
    "\n",
    "* все слова написаны строчными буквами;\n",
    "* отсутствуют знаки препинания."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "### Задача 10\n",
    "\n",
    "Напишите программу, которая запрашивает с клавиатуры любое количество слов через пробел и записывает в файл `reverse.txt` эти слова, написанные наоборот, каждое слово с новой строки. \n",
    "\n",
    "**Пример**\n",
    "\n",
    "Входные данные:\n",
    "\n",
    "    питон ползёт по следу\n",
    "\n",
    "Содержимое файла:\n",
    "\n",
    "    нотип\n",
    "    тёзлоп\n",
    "    оп\n",
    "    уделс"
   ]
  }
 ],
 "metadata": {
  "kernelspec": {
   "display_name": "Python 3",
   "language": "python",
   "name": "python3"
  },
  "language_info": {
   "codemirror_mode": {
    "name": "ipython",
    "version": 3
   },
   "file_extension": ".py",
   "mimetype": "text/x-python",
   "name": "python",
   "nbconvert_exporter": "python",
   "pygments_lexer": "ipython3",
   "version": "3.7.4"
  }
 },
 "nbformat": 4,
 "nbformat_minor": 2
}