Матрица. Часть первая

• Что такое библиотека?

Библиотека языка программирования — это просто набор модулей и функций, которые облегчают некоторые специфические операции с использованием этого языка программирования. Библиотеки бывают стандартные и пользовательские.

• Как загружать библиотеки(модули) в Python?

Подключить модуль можно с помощью инструкции import. Например: import os

После ключевого слова import указывается название модуля. Одной инструкцией можно подключить несколько модулей, но это является плохим тоном. Например: import time, random

После импортирования модуля его название становится переменной, через которую можно получить доступ к атрибутам модуля. Например, можно обратиться к константе e, расположенной в модуле math следующим образом:
import math
math.e

Отметим что импорт модулей может вызывать исключения:
- если указанный атрибут модуля не будет найден, возбудится исключение AttributeError
- если не удастся найти модуль для импортирования, то возбудится исключение ImportError

Если вы хотите изменить название модуля (например, оно слишком длинное), то для него можно создать псевдоним, с помощью ключевого слова as. Например:
import math as m
m.e


Для нашей задачи понадобятся следующие библиотеки
• sys - модуль, обеспечивающий доступ к некоторым переменным и функциям, взаимодействующим с интерпретатором Python
• random - модуль для генерация случайных чисел и букв, случайного выбора элементов последовательности
• time - модуль для работы со временем
• bext - модуль для обработки действий курсора в окне терминала
• colorama - модуль для использования управляющих символов ANSI (используются для создания цветного текста в терминале и позиционирования курсора) под MS Windows

👩🏽‍💻

Матрица. Часть вторая

• Объекты и классы Python

Напомню, что Python является объектно-ориентированным языком, поэтому Python позволяет определять собственные типы данных с помощью классов. Класс представляет некоторую сущность, конкретным воплощением которой является объект. Класс определяется с помощью ключевого слова class. Внутри класса определяются его атрибуты, которые хранят различные характеристики класса, и методы - функции класса:

class название_класса:
    атрибуты_класса
    методы_класса

Через ключевое слово self можно обращаться внутри класса к функциональности текущего объекта:

self.атрибут    # обращение к атрибуту
self.метод      # обращение к методу

Для создания объекта класса используется конструктор. У каждого класса есть конструктор по умолчанию, который не принимает параметров. Он вызывается как имя_класса().

Атрибуты хранят состояние объекта. Для определения и установки атрибутов внутри класса можно применять слово self.

Методы класса представляют функции, которые определенны внутри класса и которые определяют его поведение.

Размышления для нашей задачи:
Стекающая капля Матрицы - это объект. Визуализация нам подсказывает, что капли ведут себя по-разному, но имеют одинаковое устройство. Поэтому мы создадим класс, в котором опишем основные действия с каплей, её атрибуты, а также определим её скорость.

👩🏽‍💻

Матрица. Финал

Для подготовки консоли используем описанные в части 1 модули следующим образом:
bext.title ('Matrix') # меняем заголовок консоли
bext.clear () # очищаем консоль
bext.hide () # скрываем курсор в консоли
width, height = bext.size () # получаем размер консольного окна
width -= 1
height -= 1

Вводим константы с цветами. Нам нужен зелёный и тёмно-зелёный. Обязательно обращаем внимание на то, как называются нужные нам цвета в Windows:

lgreen = colorama.Fore.LIGHTGREEN_EX
green = colorama.Fore.GREEN

Интерфейсная часть готова.

Для капли создадим класс Drop
с атрибутами:
x - начальное положение по горизонтали
y - начальное положение по вертикали
drop_type - тип капли
timeout - задержка до следующего перемещения
wait_count - счетчик паузы
и методами:
move - метод перемещения капель
draw - метод рисования струи капли
con_print - метод для вывода символа нужного цвета в указанное место консольного окна
zero_draw - метод для рисования дополнительного 0 в начале каждой струи
renew - метод перерождения капель

Также не забываем, что нам нужны будут функции (вне класса) для вывода текста ( капель) в консоль.

Важное замечание: наша программа будет крутиться в вечном цикле while (true). Она завершится при нажатии кнопки Esc на клавиатуре. Добавим эту проверку:
key = bext.getKey (blocking = False) # проверка нажатия клавиша
if key == 'esc':
bext.clear ()
sys.exit ()

Попробуйте пройти все этапы и создать ту самую матрицу💪🏻

Если не получиться, код решения будет опубликован уже завтра

👩🏽‍💻

Решай задачи - развивай логику 👩🏽‍💻

Условие:

Чтобы поддержать внутренний туризм, команда программистов купила билеты на поезд по Золотому кольцу и заняла все места. Всего в поезде было 11 вагонов и 381 место.
В разных вагонах ввиду конструкционных особенностей разное количество мест и, соответственно, разное количество пассажиров. Но в каждых любых трёх вагонах подряд в сумме едет ровно 99 человек. Какие бы три вагона подряд ни взяли — всё равно 99.
Сколько человек едет в девятом вагоне?
Пиши свой ответ в комментарии👇🏻

Ps: решение будет через 24 часа

#itЛогика

Решение задачи

Решение:

Всего 381 пассажир и 11 вагонов, отсюда:

x1 + x2 + x3 + x4 + x5 + x6 + x7 + x8 + x9 + x10 + x11 = 381

По условию три любых вагона подряд дают в сумме 99. Это значит, что:

x1 + x2 + x3 = 99
x4 + x5 + x6 = 99
x7 + x8 + x9 = 99

Перенесем эти равенства в первое уравнение:

99 + 99 + 99 + x10 + x11 = 381
297 + x10 + x11 = 381
x10 + x11 = 84

По условию в трёх последних вагонах также едет в сумме 99 пассажиров:

x9 + x10 + x11 = 99

Отсюда:

(x9 + x10 + x11) − (x10 + x11) = 99 − 84
x9 + x10 − x10 + x11 −x11 = 15
x9 = 15

Отсюда в девятом и третьем вагоне едет по 15 человек (так в задаче не указана откуда идёт нумерация вагонов: с головы или хвоста)

#itЛогика #решение

Математический трюк 👩🏽‍💻

Диалог:

— Загадай любое целое число от 0 до 100!
— Загадал.
— Спорим, я угадаю его за 7 попыток или быстрее? Я буду называть числа, а ты — отвечать, оно больше, меньше или равно загаданному.
— Ахахах, ты не сможешь угадать за 7 попыток!
— Спорим, угадаю!
— Ну давай, покажи своё кунфу…

6 попыток спустя он угадал число. Они попробовали снова, и во второй раз число было отгадано за семь попыток. В третий — за четыре. Сколько бы они ни играли, число всегда угадывалось за 7 попыток или менее.

Вопрос: как?

Ps: ответ через 24 часа

#itЛогика

Решение задачи

Решение:

Это простейшая алгоритмическая задача, которая показывает мощь алгоритмического мышления. Смысл в том, чтобы каждый раз называть число, которое делит пополам диапазон возможных чисел.

Этот приём каждый раз в 2 раза сокращает область поиска, и в конце нам становится легко угадать даже простым перебором.

За 7 шагов можно угадать любое число от 0 до 127 или от 1 до 128. Всё потому, что два в седьмой степени — это как раз 128. Каждый раз, когда мы делим рабочий диапазон на 2, мы как будто убираем одну степень у двойки, постепенно уменьшая наш диапазон угадывания до двух чисел. Для верности лучше добавить ещё попытку.

Если бы у нас было 8 попыток, можно было бы угадывать числа до 256. 9 попыток — 512 и так далее.

👉На этом принципе построена модель данных «Бинарное дерево» — это одна из важнейших технологий для составления словарей и поиска данных.

#itЛогика #решение

Играем в тетрис и создаём QR-код😱

Надеюсь, создавать матрицу вам понравилось и вы готовы к следующему квесту🔥

Многие знают, что сгенерировать QR-код на Python достаточно легко 👇🏻

import qrcode
data = "https://yandex.ru/"
filename = "qr.png"
img = qrcode.make(data)
img.save(filename)

Но, мы разнообразим процесс и сделаем так, что наш код-результат игры в тетрис🧠

Что для этого нужно:

• Помним, что при создании QR-кода используется избыточное кодирование (существует несколько уровней).
• Библиотека qrcode, которая позволяет получить доступ к сгенерированному QR-коду как к двумерному массиву булевых значений, где каждый элемент соответствует пикселю.
• Библиотека imageio, которая позволяет форматировать анимированные изображения.
• Библиотека numpy, здесь она использовалась для решения системы матричных уравнений.

Вас ждет серия постов с информацией о том, как это сделать👩🏽‍💻

Ps: первая публикация уже на этой неделе

#Поделисьзнанием #ТопБлог #flameIT

Начинаем создавать тетрис 🔥

Необходимая база:

На Хабре есть старая, но всё ещё актуальная статья «Читаем QR-код». В самом начале говорится о служебных областях кода, которые необходимы для корректного определения кода: «маркеры» в трех углах и «тайминги» — чередование пикселей между маркерами.

При создании QR-кода используется избыточное кодирование: повреждение кода или некорректное считывание позволит верно декодировать полученную информацию. Существует 4 уровня избыточности (в %):
• 7
• 15
• 25
• 30
большая избыточность позволяет наносить в центр кода картинку.

Размер QR-кода зависит от размера входных данных и избыточности, поэтому стоит прибегнуть к математике. Самая очевидная функция — парабола вида
y=ax^2+bx+c
Начало координат — верхний левый угол кода. Для нахождения коэффициентов a, b и с нужны три точки:

• верхний правый угол левого маркера,
• верхний левый угол правого маркера,
• точка на вертикальной линии, делящей QR-код пополам.

Ps: завтра начинается практика 👩🏽‍💻

Программируем тетрис. Часть 1

Два важных условия:
• Команды для игры мы будет задавать с помощью массива (а не щелкать кнопки как в обычной игре). принцип заключается в том, что мы передаём в конструктор нашего объекта последовательность команд, согласно которой перемещаются фигуры.
• Наш тетрис - это объект некоторого класса (который мы и будем создавать). его физика - методы класса.

Описание класса QRTetris:
• Для нашего класса определим следующие поля, использую аннотацию типов:

    qr: Optional[QRCode] # объект кода
    content: str # то, что кодирует код
    program: Optional[List] # программа для тетриса
    markers: Tuple[int, int]

# маркеры кода

• Методы, которые необходимо использовать:
· конструктор для инициализации полей
· build - для конструирования самого QR-кода
· find_markers - для задания маркеров декодирования
· get_points - для получения координат маркеров
· cut - для решения системы уравнений
· run - для отображения тетриса и сохранения результата

Попробуйте реализовать эти методы, используя библиотеки copy, logging, typing, numpy, qrcode.

Ps: решение будет через 24 часа
👩🏽‍💻

Реализация класса QRTetris. Часть 1

• В конструкторе инициализируем необходимые поля класса:
def __init__(self, content: str, program: str):
self.content = content
self.qr = None
self.program = program

• Создаём QR-код с помощью библиотеки Python
def build(self):
self.qr = QRCode(
error_correction=qrcode.constants.ERROR_CORRECT_H
)
self.qr.add_data(self.content, optimize=True)
self.qr.make()|

• Задаём информационные маркеры QR-кода
def find_markers(self):
s = 0
while self.qr.modules[0][s] is True and self.qr.modules[0][s + 1] is True:
s += 1
s += 1

f = self.qr.modules_count - 1
while self.qr.modules[0][f] is True and self.qr.modules[0][f - 1] is True:
f -= 1
f -= 1

self.markers = s, f

• Определяем координаты параболы для конструирования кода
def get_points(self):
d = self.qr.modules_count // 3
s, f = self.markers

return [
(s, 0),
(f, 0),
((s+f) / 2, -d)
]
Эта функция нам необходима поскольку размер QR-кода зависит от размера входных данных и настроенной избыточности. Используем математику, для построения траектории падения элементов и создания игрового поля. Самая очевидная функция — парабола:
y=ax^2+bx+c

👩🏽‍💻

Ещё один математический фокус 👩🏽‍💻

Несложный математический трюк поможет узнать вам дату рождения любого человека:

— Проделай у себя в голове следующие математические операции: умножь число своего рождения на 2, прибавь туда 5, а потом результат умножь на 50, прибавь к этому номер месяца из своей даты рождения.

— 1555.

— У тебя день рождения 13 мая!

Знаешь, как удалось угадать?

Ps: разгадка вечером

#itЛогика

Объяснение задачи 👩🏽‍💻

Так как в любом фокусе с числами всё основано на чистой математике и формулах, мы пойдём тем же путём: обозначим день рождения за X, а месяц — за Y.

Выполним все действия по очереди:
• умножаем день на 2: X × 2
• прибавляем 5: X × 2 + 5
• умножаем на 50: (X × 2 + 5) × 50 = 100X + 250
• прибавляем номер месяца: 100X + 250 + Y

Откинем слагаемое 250 и получим 100X + Y — только те числа, которые связаны с датой рождения.

Независимо от того, чему у нас равен икс, если его умножим на 100, то в конце числа у нас будет два ноля, а в начале — сам день рождения.

Например, если день рождения 13 мая, то 13 × 100 = 1300 → отбрасываем последние два числа и снова получаем 13.

Но раз у нас в конце стоят два ноля, то что бы к ним двузначного ни прибавили, получим то же самое число. Количество месяцев у нас всегда двузначное, поэтому они не смогут повлиять на третий разряд в итоговом числе.

Получается, что в формуле 100X + Y последние два числа — это номер месяца в дате рождения.

Проверим на дате 13 мая: 13 × 100 + 5 = 1305. Последние два числа — это месяц (05), а что осталось спереди — это день (13).

Но всё это у нас получается, если откинуть от итогового результата 250. Значит, когда вам называют итоговое число, то от него нужно отнять 250, а потом разложить ответ на составляющие: месяц (2 последние цифры) и день (всё остальное спереди).

Согласись, на самом деле всё легко😜

Реализация класса QRTetris. Часть 2

• Метод для решения СЛУ

def cut(self):
if self.qr is None:
logger.error(f"No QR code generated. Call build() first!")
return

self._find_markers()

points = self.get_points()
count = len(points)

A = []
b = []
for x, y in points:
A.append(
[x**i for i in reversed(range(count))]
)
b.append(y)

result = tuple(np.linalg.solve(A, b))
logger.debug(f"Solution: {result}")

for i in range(self.qr.modules_count):
for j in range(self.qr.modules_count):
s = 0
for index, k in enumerate(reversed(range(count))):
s += result[index] * j**k
if s < -i:
self.qr.modules[i][j] = False

• Метод отрисовки тетриса согласно нашей программе

def run(
self,
interval = 0.5,
fast_interval = 0.1,
output: Optional[str] = None,
show=True
):
field = GameField(
self.qr,
interval=interval,
fast_interval=fast_interval,
gif_output=output,
tty_enabled=show
)

for instruction in self.program:
field.execute(instruction)

if output:
field.save_gif()

field.cleanup()

👩🏽‍💻

Немногие знают, что живу я в чудесном городе на юге нашей страны - Ростове-на-Дону

В рамках проекта #ТопБлог нам предложили рассказать о личном бренде своего города.
Мне стало интересно это сделать в формате бота-экскурсовода.

Функционал:
• Пользователь получает карту с маршрутом перемещения.
• В заданном порядке пользователь проходит экскурсионный маршрут, получая интерактивную историческую справку о каждой достопримечательности.
• После изучения достопримечательности пользователю предлагается пройти квиз для закрепления знаний.
• За прохождение маршрута пользователь получает баллы.
• В конце экскурсии пользователь может обменять баллы на сувениры южной столицы.

Цель:
Сделать изучение истории интерактивным процессом.

Проект выполняется совместно с историческим факультетом ЮФУ.
Первыми пользователями будут студенты первого курса, для которых ежегодно проводят экскурсии по городу.

Как вам идея? Хотели бы попробовать?

#ТопБЛОГ, #РоссияСтранаВозможностей, #БольшеЧемПутешествие.
@stranavozmojnostey.

6 пасхалок языка Python 😏

• Летающий змий
Запускается командой:
>>> import antigravity
Команда открывает в браузере комикс XKCD, в котором упоминается Python.

• Geohash
В этой пасхалке есть еще одна пасхалка. Изучение реализации модуля antigravity.py обнаруживает скрытую функцию под названием «geohash», которая является ссылкой на другой комикс XKCD о геохешировании. Запуск:
>>> help(antigravity.geohash)
Функция использует алгоритм Рэндалла Манро, который генерирует случайные координаты GPS каждый день на основе промышленного индекса Доу-Джонса и текущей даты.

• Нет шансов для фигурных скобок
Предпочитаете фигурные скобки в стиле C вместо отступов? Увы их никогда не будет:
>>> from __future__ import braces
File "<stdin>", line 1
SyntaxError: not a chance

• Хеш бесконечности
Хеш – это фиксированное целое число, идентифицирующее конкретную величину. Хеш бесконечности в Python равен 10⁵ x π. Интересно, что float('-inf') в Python3 хэш равен «-10⁵ x π», а в Python 2 – «-10-x e»:
>>> hash (float ('inf'))
314159
>>> hash (float ('nan'))
0

• Hello World
Только в Python заветную фразу "примет, мир!" можно получить так просто:
>>> import __hello__
Hello World!

• Жизненная пасхалка о любви:
>>> import this
>>> love = this
>>> this is love
True
>>> love is True
False
>>> love is False
False
>>> love is not True or False
True
>>> love is not True or False; love is love # FML
True

Ps: Все пасхалки вы можете проверить самостоятельно в интерпретаторе, запустив команду: $ python3

👩🏽‍💻