pagetitle
Programmering i Python

Alexander Perry

Hvorfor Python?

For begynnere

Forståelig syntaks med lite støy:

>>> navn = "Teodor"
>>> navn
'Teodor'
>>> "Hei! Jeg heter " + navn
'Hei! Jeg heter Teodor'

og viderekommende

Støtter imperativ, objektorientert og funksjonell programmering
Knallgodt standardbibliotek

Driver New York Times

Brukes av NASA

Brukes av Google

Verktøy

Hva trenger vi?

Når vi utvikler Python, trenger vi to verktøy:

Et skall
En teksteditor

Når vi installerer programmeringsspråket Python, følger miljøet IDLE med. IDLE gir oss et skall og en teksteditor.

Last ned Python

Gå til python.org/downloads
Last ned og installer nyeste Python (3.x.x)

Python-skallet i IDLE

Et skall lar oss skrive en linje og tolke den.

Python-skallet i IDLE

Tre piler (>>>) dukker automatisk opp i skallet. Når vi skriver tre piler her:

>>> 4 + 4
8

skal du skrive 4 + 4 og trykke enter.

Teksteditoren i IDLE

Vi åpner teksteditoren ved å lage en ny fil fra Python-skallet:

File --> New file (Ctrl+N) gir oss en tom fil:

Teksteditoren i IDLE

Først lagrer vi filen der vi vil ha den, og kaller den hello.py ...

Teksteditoren i IDLE

... så kjører vi den for å se at alt er i orden ...

Teksteditoren i IDLE

... og en tom fil gjør ... ingenting.

Variabler

Hva er en variabel?

Tilordner verdier til navn, for gjenbruk

Variabler i Python

>>> navn = "Alexander Perry"
>>> navn
'Alexander Perry'
>>> alder = 27
>>> alder
27

Oppgave: familiens alder

Lagre alderen til 3 familiemedlemmer i variabler

tim_age = 19
teodor_age = # ...
# ... og så videre
# Dette er en kommentar. Python ignorerer
# alt som kommer etter en hash (#)

... og test at du får tilgang til variablene i skallet.

Lagre summen av alderene i en variabel
- ... og test at du får tilgang til summen i skallet.
Lagre gjenomsnittet av alderene i en variabel
- ... og test at du får tilgang til gjennomsnittet i skallet.

Tekstmanipulering

>>> navn1 = "Alexander"
>>> navn2 = "Teodor"
>>> navn1 + navn2

Tekstmanipulering

>>> navn1 = "Alexander"
>>> navn2 = "Teodor"
>>> navn1 + navn2
'AlexanderTeodor'

Tekstmanipulering

>>> navn1 = "Alexander"
>>> navn2 = "Teodor"
>>> navn1 + " " + navn2
'Alexander Teodor'

Stemningen i Python

Navnet?

Fra XKCD.

If

Hvis sant, ...

Hvis x, gjør y.

Følgende i fil:

aar = 2001
print("Over if")
if aar > 2000:
    print("Over 2000!")
print("Under if")

gir følgende ut:

Over if
Over 2000!
Under if

Dokumentasjonen til Python 2.7 eller Python 3.5 forklarer hvordan å bruke æøå i fil.

Hvis usant, ...

Hvis ikke x, gjør ingenting.

Følgende i fil:

aar = 1999  # Bruker ikke norske bokstaver
print("Over if")
if aar > 2000:
    print("Over 2000!")
print("Under if")

gir følgende ut:

Over if
Under if

... ellers

Følgende i fil:

aar = 1999  # Bruker ikke norske bokstaver
print("Over if")
if aar > 2000:
  print("Over 2000!")
else:
  print("Under 2000!")
print("Under if")

gir følgende ut:

Over if
Under 2000
Under if

Oppgave: Gammel nok?

Lag et program som

Lagrer en alder i en variabel
Skriver ut "Du er ikke gammel nok" dersom alderen er under 18 år

Funksjoner

En Python-funksjon

Den viktigste byggeblokken i programmene vi skriver.

Definér hei() i en fil:

def hei():
  return "Hei!"

og test den i skallet:

>>> hei
<function hei at 0x7f8c0f5005f0>
>>> hei()
'Hei!'

En funksjon til

fordi funksjoner er viktig.

Definerer i fil:

def tusen():
    t = 10 * 1000
    return t

Vi bruker variabler i funksjoner for å splitte arbeidet i mindre biter.

... og tester i skallet:

>>> tusen
<function tusen at 0x7f8c0f500668>
>>> tusen()
1000

Bruke funksjoner

Funksjoner må defineres før de brukes.

message = hei()
def hei():
	return "Hei!"

gir

Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "func_fail.py", line 1, in <module>
    message = hei()
NameError: name 'hei' is not defined

Bruke funksjoner.

Funksjoner må defineres før de brukes.

def hei():
	return "Hei!"
message = hei()

er OK.

Parameter

En parameter er et navn som "sendes" inn i funksjonen:
- Funksjonen f i f(x) har x som parameter
- Funksjonen g i g(x,y) har x og y som parametre

def f(x):
  return x + 1

def g(x,y):
  return (x + 1) * y

Parametrisering

Å parametrisere er å endre kode til å bruke funksjoner og parametre.

# Ikke parametrisert kode
a = 3 * (10 + 1) * (10 + 2)
b = 3 * (11 + 1) * (11 + 2)
a = 3 * (12 + 1) * (12 + 2)
a = 3 * (14 + 1) * (14 + 2)

# Parametrisert kode
def f(x):
  return 3 * (x + 1) * (x + 2)

a = f(10)
b = f(11)
a = f(12)
a = f(13)

Myndig

def er_myndig(alder):
    if alder > 17:
        return "Du er myndig!"
    else:
        return "Du er ikke myndig :("

Myndig

>>> er_myndig(18)
'Du er myndig!'

Kalkulator

def addition(tall1, tall2):
    return tall1 + tall2

Kalkulator

>>> addition(2, 3)
5

Oppgave

Lag en kalkulator som tar inn to tall og en operator, og som returnerer svaret
Prøv med operatorene +, -, * og \

Tips: Bruk if-setninger!

>>> kalkulator("*", 3, 4)
12

Input / output

Hva er input / output?

Kommunikasjon med verden uten å bruke IDLE
... Når andre enn du skal bruke programmet ditt!

Input / output i Python

navn = input("Hva heter du?")
print(navn)

Å lese inn tall

Funksjonen input() gir ut tekst
Funksjonen int() konverterer tekst til tall

age_text = input("How old are you? ")
age = int(age_text)

Å skrive ut tall

Funksjonen str() konverterer tall til tekst

age_text = input("How old are you? ")
age = int(age_text)
# Obs: "in five " + "years" blir "in five years"!
print("In five years, you are " + str(age + 5) + " years old!")

Oppgave: familiens alder 2

Nå skal vi utvide oppgaven fra tidligere. I stedet for å lagre alderen til familiemedlemmer i programmet, spør brukeren! Skriv så ut gjennomsnitt og total alder.

Funksjoner vi har brukt:

input() # Spør brukeren
int()   # Konverterer fra tekst til tall
str()   # Konverterer fra tall til tekst
print() # Forteller brukeren noe

navn = input("Hva heter du?")
print(navn)

Lister

Hva er lister?

Lister lar oss samle mange verdier
Google gir oss en liste av søkeresultater
Facebook har lister over e-postadresser

Lister i Python

>>> mine_tall = [1,2,3,42,1337,-55]
>>> mine_tall
[1, 2, 3, 42, 1337, -55]
>>> mine_tall[0]
1
>>> mine_tall[-1]
-55
>>> mine_tall[-3]
42
>>> len(mine_tall)
6
>>> mine_tall[6-1]
-55

Lister i Python 2

>>> mine_tall = [1,2,3,42,1337,-55]  # Samme som før
>>> mine_tall[6]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list index out of range
>>> mine_tall
[1, 2, 3, 42, 1337, -55]
>>> mine_tall[2:]
[3, 42, 1337, -55]
>>> mine_tall[:2]
[1, 2]
>>> mine_tall[2]
3
>>> [1, 2, 3] + [10, 11, 12]
[1, 2, 3, 10, 11, 12]

Oppgave: elementer fra liste

Gjør følgende i Python-skallet:

Lag en liste som inneholder 5 tall
Hent første tall
Hent nest siste tall

Tips: list[-3] henter element 3 bakfra!

While

Hva er while-løkker?

Kjører en kodesnutt så lenge et gitt uttrykk er sant
Kan kjøre evig, og avbrytes med break

While-løkker i Python

print("Dette er en huskeliste-app")
huskeliste = []

while True:
    svar = input("Legg til noe på huskelisten: ")
    huskeliste.append(svar)
    print(huskeliste)

Oppgave: mattespill!

Lag et multiplikasjonsspill!

Be brukeren gange to tall
Sjekk svaret!
Gjør dette mange ganger ... while?

Tilfeldige tall:

from random import randint

x = randint(0, 6) # gir x = 0, x = 1, ..., eller x = 5

For

Hvor`for`?

for gjør noe med hvert element i en liste:

>>> numbers = [1,2,42]
>>> for number in numbers: print(number)
...
1
2
42
>>> for number in numbers: print(2*number)
...
2
4
84

For i skallet

For på én linje er fint i skallet:

>>> for number in numbers: print number

For i kildekode 1

I kildekode legger vi for over flere linjer:

mange_tall = [101,102,103]
for x in mange_tall:
  print(x)
  print("Hei!")

skriver ut

101
Hei!
102
Hei!
103
Hei!

For i kildekode 2

mange_tall = [101,102,103]
for x in mange_tall:
  print(x)
print("Hei!")  # Fjernet indent --> * Ikke del av for
               #                    * Kjøres én gang, _etter_ at
               #                      for er ferdig!

skriver ut

101
102
103
Hei!

Gjør noe `n` ganger

>>> range(4)
[0, 1, 2, 3]
>>> range(2,4)
[2, 3]
>>> for n in range(4): print n*n
...
0
1
4
9

Oppgave: 7-gangeren

Bruk en for-løkke til å skrive ut 7-gangeren.
Ønsket output:

Oppgave: 7-gangeren

Løsningsforslag:

for n in range(0, 11):
  print(7*n)

Flere for-løkker i Python

mange_tall = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
for tall in mange_tall
    print("Sjekker om " + str(tall) + " er et partall")

    if tall % 2:
        print(str(tall) + " er et oddetall")
    else:
        print(str(tall) + " er et partall")

Oppgave: mattespill 2!

Bruk mattespillet du allerede har laget
I stedet for uendelig mange oppgaver, gi brukeren 5 oppgaver!

Programmer ditt eget gjettespill!

Hø?

Takk til Barski

Spill og illustrasjon er hentet fra den strålende boka "Land of Lisp" av Conrad Barski, og tilpasset Python.

Musikkvideo:

Demo

Slik kan det fungere ...

Sider under beskriver hvordan gjettespillet kan implementeres. Prøv først selv, og gå videre nedover om du trenger et tips!

Gjettefunksjon

Gitt at vi har en øvre og nedre grense, kan vi gjette at tallet ligger midt i mellom:

# Gjettespill!

low = 0
high = 100

def guess():
    total = high + low          # f.eks 75 + 50 = 125
    average = total / 2         # 125/2 = 62.5
    next_guess = int(average)   # int(62.5) = 62
    return next_guess

Prøve gjettefunksjon

Hvordan fungerer denne? Vi kjører modulen i IDLE, så vi kan leke med verdiene.

>>> guess
<function guess at 0x7fee85ff9840>

Wops, guess var en funksjon. Vi trenger paranterser for å kalle en funksjon:

>>> guess()
50

Prøve gjettefunksjon

>>> high
100
>>> low
0

... så low starter på 0, og high på 100. Hva om vi endrer på dette?

>>> low = 75
>>> guess()
87

Lavere? Høyere?

>>> # Hemmelig tall er 42!
>>> guess()
50
>>> lower()
24
>>> higher()
37
>>> higher()
43
>>> lower()
40
>>> higher()
41
>>> higher()
42

Lavere? Høyere?

Vi svarer datamaskinen ved å kalle funksjonen lower() eller higher():

def lower():
    # global lar oss endre en global variabel
    # inne i en funksjon
    global high
    high = guess() - 1
    return guess()

def bigger():
    global low
    low = guess() + 1
    return guess()

Hva når vi vinner?

>>> # Guessing 77
>>> guess()
50
>>> higher()
75
>>> higher()
88
>>> lower()
81
>>> lower()
78
>>> lower()
76
>>> higher()
77
>>> correct()
'Yippie!!!'

"Binærsøk"

Gratulerer, dere har nå implementert et binærsøk! Binærsøk er en av grunnene til at Google-søk er raske.

Python og Abaqus

Arkitektur 1

Arkitektur 2

På min maskin ligger Abaqus' Python på C:\SIMULIA\CAE\2016\win_b64 \code\bin\python.exe
Store deler av Abaqus CAE er skrevet i Python, og kjører på en tilpasset Python-plattform.
Når vi kjører kode på Abaqus' Python-plattform, får vi tilgang til å lage bokser, endre en CAE-modell og hente ut data fra ODB-er.

Abaqus Python i CAE

Du har allerede en Python-tolker! >>> tyder på at du kan skrive Python.

Abaqus Python i CMD

Kjøre filer i Abaqus 1

Lag en ny Python-fil på valgfri måte

Kjøre filer i Abaqus 2

Trykk Run Script

Kjøre filer i Abaqus 3

og og velg scriptet ditt:

Kjøre filer i Abaqus 4

Hva du skriver ut med print dukker opp her:

Kjøre filer i Abaqus 5

og ting du definerer i filen blir tilgjengelig fra skallet:

Alternativ Python-editor

Jeg bruker Github Atom. Denne er god.

Oppgave A: Abaqus

Oppgave del A1

Modeller fritt opplagt plate i Abaqus: plate.cae

Størrelse: 4m x 6m x 200 mm.
Dekke: 0.2 m betong, E=30e9 Pa, ν=0.2
Dimensjonerende last: 10 kN/m2

Oppgave del A2

Gjør om til script

Kopier journal (plate.jnl) til generate_single_plate.py. Endre koden til å generere en annen modell:

Modellnavn plate_4_6_0.26_20000
Tykkelse 260 mm
Last 20 kN/m2

Oppgave del A3

Parametriser over tykkelse og kraft

Kopier generate_single_plate.py til generate_multiple_plates.py
Trekk ut tykkelse og kraft som variabler
Generer 9 parts i samme modell:
- Tykkelse 150 mm, 200 mm eller 260 mm
- Kraft 7 kN/m2, 10 kN/m2 eller 20 kN/m2
Lag navn fra parametre:

plate_4_6_160_7000
plate_4_6_160_10000
plate_4_6_160_10000
plate_4_6_200_7000
plate_4_6_200_10000
...

Ferdig alt?

Len deg tilbake og nyt hva du har fått til.

Muligheter videre:

Generer jobb for hver modell
Kjør jobber
Åpne ODB og sammenlikne!

Ressurser for Python og Abaqus

"Scripting" er grunnleggende funksjonalitet. Nyttig til små og store prosjekter.

Abaqus Scripting User's Guide går gjennom hvordan hvordan du gjør ting som å generere CAE-modeller og manipulere view i en ODB
Abaqus Scripting Reference Guide lister opp alle funksjoner og klasser for programmering av CAE og ODB-modulene og definerer hva de gjør

Ressurser for Python og Abaqus

"GUI" er grafikk til større programmer.

Abaqus GUI Toolkit User's Guide går gjennom hvordan hvordan du kan lage grafiske grensesnitt som ANDIM og PROCESS-PLUGIN
Abaqus GUI Toolkit Reference Guide lister opp alle funksjoner og klasser for programmering av grafikk

Python og Dynamo

Arkitektur

Dynamo bruker et bibliotek som heter IronPython. IronPython er en python-implementasjon som kjører på .NET. Det vil typisk si at Dynamo inneholder en fil som heter python.dll, som kan tolke Python-script.

Script du skriver kjøres i et modifisert miljø, der variabelen IN automagisk inneholder hva du kobler til scriptet ditt på venstre side og variabelen OUT hva du vil sende ut på høyre side.

Python-script lagres inne i Dynamo-filer (.dyn).

Starte Dynamo

Python-noden

Fra høyreklikk:

Python-noden

Fra funksjonslisten:

Redigere script

Dobbeltklikk "nede" i boksen:

`IN` og `OUT`

Hva kommer inn, hva går ut?

Teste script

Kobler på en Number Slider:

Alternativ Python-editor

Jeg bruker Github Atom. Denne er god.

Oppgave D: Dynamo

Oppgave del D1

Definer en momentdiagrammet matematisk for en fritt opplagt bjelke med jevnt fordelt last.

Bjelkelengde: L [m]
Linjelast: q [N/m]
Avstand fra venstre opplegg: x [m]

M(L,q,x) = ...

Hva er M(8,30000,3)?

Oppgave del D2

Implementer M(L,q,x) i en python-fil

def M(L,q,x):
  # Regn ut moment!
  moment = # ... unngår å bruke navnet på funksjonen (M)
  return moment

Hva beregner funksjonen din for M(8,30000,3)? Test i IDLE.
Kopier funksjonen din inn i en Python Script-node i Dynamo.
Deifinér q, L og x med slidere, og koble på. Får du samme svar i IDLE og Dyanmo?

Oppgave del D3

Endre Python-koden til å ta inn en liste av x-verdier

Oppgaven kan løses med funksjonen map. Gjør først oppgaven i fil, og test i IDLE.

>>> def addone(x): return x + 1
...
>>> addone(5)
6
>>> addone(6)
7
>>> addone(7)
8
>>> map(addone, [5,6,7])
[6, 7, 8]

Oppgave del D4

Behandle liste av x-verdier i Dynamo

Generer liste av gyldige x-verdier (0 <= x <= L).

Bruk Number til å definere 0 og steg, og Range til å generere liste.
Endre Python-koden til å ta inn en liste av x-verdier i stedet for en enkelt x-verdi.
Får du fremdeles samme verdi av M(8,30000,3)?

Oppgave del D5

Vis momentdiagrammet med streker.

Bruk Point.ByCoordinates for å lage punkter
Bruk PolyCurve.ByPoints for å lage streker

Velg passe skala. 50 000 meter er litt mye. 50 kNm <--> 1 m OK?

Oppgave del D6

Nå skal vi velge høyde på bjelken. Dette gjør vi enkelt:

Regner ut nødvendig indre momentarm d
Legger på 100 mm for å få ca nødvendig høyde

Vi neglisjerer effekt fra skjærkrefter.

Definer en matematisk funksjon for berening av nødvendig høyde.

Armeringsmengde As [m2]

h(L,q,As,x) = ...

Hva er h(8,30000,3,0.00164)?

Oppgave del D7

Implementer h(L,q,As,x) i Python:

def h(L,q,As,x):
  moment = M(L,q,x)
  height = # ... unngår å bruke navnet på funksjonen (h)
  return height

Hva beregner funksjonen din for h(8,30000,3,0.00164)?
Test i IDLE, og implementer i Dynamo.

Dynamo: Muligheter videre

Tegn faktiske tverrsnitt i stedet for konturer
Visualiser i Revit i stedet for direkte i Dynamo

Tegn bjelke!

Veien videre

Lykke til!

Spis elefanten én bit av gangen
Du må selv skrive kode om du skal lære programmering

Videre ressursser

Disse sidene ligger på http://teodorlu.github.io/python-intro/, og blir her.
Kodeklubbens nettsider har mange gode oppgaver på norsk. To spennende spill:
- Mattespill
- Gjettelek
Learn Python the Hard Way er dyptgående, grundig og lærerik.

Videre verktøy

Github Atom er en meget god teksteditor til Python.

En teksteditor er et godt valg for å redigere én fil. Jeg bruker Atom til nesten alt jeg skriver av Python-kode.
PyCharm er et godt IDE til Python.

IDE-er er større og mer kompliserte enn teksteditorer. PyCharm kan være et godt valg til større prosjekter. Jeg bruker delvis PyCharm når jeg utvikler på ANDIM.

Files

index.md

Latest commit

History

index.md

File metadata and controls

Hvorfor Python?

For begynnere

og viderekommende

Driver New York Times

Brukes av NASA

Brukes av Google

Verktøy

Hva trenger vi?

Last ned Python

Python-skallet i IDLE

Python-skallet i IDLE

Teksteditoren i IDLE

Teksteditoren i IDLE

Teksteditoren i IDLE

Teksteditoren i IDLE

Teksteditoren i IDLE

Variabler

Hva er en variabel?

Variabler i Python

Oppgave: familiens alder

Tekstmanipulering

Tekstmanipulering

Tekstmanipulering

Stemningen i Python

Navnet?

If

Hvis sant, ...

Hvis usant, ...

... ellers

Oppgave: Gammel nok?

Funksjoner

En Python-funksjon

En funksjon til

Bruke funksjoner

Bruke funksjoner.

Parameter

Parametrisering

Myndig

Myndig

Kalkulator

Kalkulator

Oppgave

Input / output

Hva er input / output?

Input / output i Python

Å lese inn tall

Å skrive ut tall

Oppgave: familiens alder 2

Lister

Hva er lister?

Lister i Python

Lister i Python 2

Oppgave: elementer fra liste

While

Hva er while-løkker?

While-løkker i Python

Oppgave: mattespill!

For

Hvorfor?

For i skallet

For i kildekode 1

For i kildekode 2

Gjør noe n ganger

Oppgave: 7-gangeren

Oppgave: 7-gangeren

Flere for-løkker i Python

Oppgave: mattespill 2!

Programmer ditt eget gjettespill!

Hø?

Takk til Barski

Demo

Gjettefunksjon

Prøve gjettefunksjon

Prøve gjettefunksjon

Hvor`for`?

Gjør noe `n` ganger

`IN` og `OUT`