Esempi di codice Python

Alcuni esercizi con Python spiegati.

Numeri primi
Tavola pitagorica
Roulette
7 e mezzo
Temperature settimanali

Possiamo scrivere e verificare questi programmi su:

Online GDB, ricordandoci di selezionare Python 3 da menù in alto a destra.
FARE, ambiente del Politecnico di Torino.

Numeri primi

In questo esempio vogliamo calcolare e stampare dei numeri primi. Definizione: un numero è primo se è divisibile solo per 1 e per sé stesso.

Per verificare se un numero a è divisibile per un numero b, usiamo l’operatore modulo (%) che calcola il resto della divisione di a per b. Verifichiamo se b è divisore di a controllando se a % b == 0.

In generale, per un numero n se non si trova un divisore fra 2 e n - 1, allora n è primo.

Esistono algoritmi sicuramente più complessi e efficienti per verificare se un numero è primo ma noi useremo questo algoritmo semplice. I numeri primi sono fondamentali in matematica e informatica, in particolare per la crittografia: c’è tanto tanto lavoro universitario e di centri di ricerca ma a noi va bene così.

Separiamo allora l’esercizio in più parti.

Controllare se un numero è primo

Chiediamo all’utente un numero n e verifichiamo se è primo:

n = int(input("Inserisci un numero"))

# Il numero è primo fino a prova contraria
is_prime = True

# Cerchiamo quindi le prove contrarie, cerchiamo cioè
# se esiste almeno un divisore fra 2 e n - 1.
for d in range(2, n): # range(2, n) esclude n
  if n % d == 0:      # se d è divisore di n
    is_prime = False  # allora n non è primo
    break             # Non è necessario, ma leggi sotto

# Stampiamo il risultato
if is_prime:          # più elegante ma uguale a is_prime == True
  print(n, "è primo")
else:
  print(n, "non è primo")

Il cuore dell’algoritmo, il ciclo for, ricerca i potenziali divisori d nell’intervallo fra 2 e n - 1, usando range(2, n) che include nell’intervallo il 2 ma non include l’n.

L’istruzione break serve per abbreviare il calcolo. Avendo trovato un divisore, non ha senso continuare a cercare quindi break blocca il ciclo for prima che questo si concluda. Non è essenziale farlo.

Stampa dei numeri primi fino a 1000

Capito come si controlla se un numero è primo o meno, possiamo usare il cuore dell’esempio precedente per stampare tutti i numeri primi che si trovano fino a 1000. Non serve più chiedere all’utente niente.

for n in range(2, 1000 + 1): # andiamo a cercare i numero fino a 1000 incluso
  is_prime = True
  for d in range(2, n):      # range(2, n) esclude n
    if n % d == 0:
      is_prime = False
      break
  if is_prime:
    print(n)

Vediamo che il numero primo più grande prima di 1000 è 997.

Stampa dei primi 1000 numeri primi

Un’altra variante potrebbe essere quella di stampare tutti i numeri primi finché non se ne trovino 1000.

Usiamo un while e contiamo quanti ne troviamo. Non possiamo usare un for perché non sappiamo questi 1000 numeri quali sono e quindi fino a che numero cercare.

found = 0 # qui contiamo quanti ne abbiamo trovati
n = 2     # partiamo da 2

# Andiamo alla ricerca fino a quando non ne troviamo 1000
while found < 1000:

  # Verifichiamo n
  is_prime = True
  for d in range(2, n): # range(2, n) esclude n
    if n % d == 0:
      is_prime = False
      break

  # n è primo, segnamocelo
  if is_prime:
    found = found + 1
    print(n)
  
  # Prossimo n
  n = n + 1

Ci mette un po’ perché troveremo che il millesimo numero primo è 7919. Più un numero è grande e più ci mette a fare il controllo.

Vedete quanto ci mette e poi provate a vedere quanto ci mette senza break. Vedrete che ci impiegherà molto di più.

Tavola pitagorica

Vogliamo generare una tavola pitagorica 10x10, dove sono rappresentate tutte le tabelline da 1 a 10, cioè tutte le possibili moltiplicazioni fra i numeri da 1 a 10.

Non vogliamo una tabella con tutti i bordi e i colori, ma semplicemente i numeri a formare un quadrato, possibilmente incolonnati bene. Non vogliamo neanche le righe e le colonne con lo zero.

Per ogni numero x e y compreso fra 1 e 10, vogliamo stampare il loro prodotto.

La frase precedente può essere quasi trascritta in Python direttamente:

for x in range(1, 11): # fino a 10, cioè 11 escluso
  for y in range(1, 11):
    print(x * y)

Questo stampa un elenco di 100 numeri. Miglioriamo l’esercizio andando a capo correttamente, solo alla fine cioè di ogni riga:

for x in range(1, 11):    # fino a 10, cioè 11 escluso
  for y in range(1, 11):
    print(x * y, end=" ") # non va a capo ma lascia uno spazio
  print()                 # va a capo a fine del ciclo più interno

Il parametro end=" " fa sì che invece di terminare la stampa del numero andando a capo, come normalmente avviene, si aggiunge uno spazio. Così facendo i numeri non vengono più stampati in un unico elenco, ma in un’unica riga. Aggiungendo poi il secondo print() a fine di ogni riga, cioè alla fine di ogni ciclo for esterno, questo va a capo.

Si forma una tabella 10x10 di numeri, sebbene non incolonnata benissimo in quanto i numeri minori di 10 occupano un solo carattere invece che 2 rendendo la tabella ammaccata.

Proviamo a risolverlo così:

for x in range(1, 11):    # fino a 10, cioè 11 escluso
  for y in range(1, 11):
    n = x * y
    if n < 10:
      print("", end=" ")  # stampa uno spazio in più e non va a capo
    print(n, end=" ")     # non va a capo ma lascia uno spazio
  print()                 # va a capo

Che produce questo risultato:

2  3  4  5  6  7  8  9 10 
4  6  8 10 12 14 16 18 20 
6  9 12 15 18 21 24 27 30 
8 12 16 20 24 28 32 36 40 
10 15 20 25 30 35 40 45 50 
12 18 24 30 36 42 48 54 60 
14 21 28 35 42 49 56 63 70 
16 24 32 40 48 56 64 72 80 
18 27 36 45 54 63 72 81 90 
20 30 40 50 60 70 80 90 100 

Roulette

Simuliamo il lancio della pallina della roulette:

Al casinò, nel gioco della roulette, il croupier lancia una pallina mentre la ruota è in movimento e pronuncia le frasi Les jeux sont faits! e poi Rien ne va plus! per dire i giochi e tutte le puntate sono finite: si aspetta il risultato.

La roulette è un gioco francese e le frasi ufficiali sono quindi tutte in francese.

Quando la pallina e la ruota si fermano, il croupier annuncia il risultato descrivendo le caratteristiche del numero uscito, ad esempio dicendo 27 : rouge, impair et passe. Può uscire un numero a caso da zero a 36.

Simuliamo il lancio della pallina della roulette in questo modo:

Generiamo un numero a caso da 0 a 36.
Dire se il numero uscito è zero oppure no.
Se è uscito zero, non c’è altro da aggiungere.
Se non è uscito zero:
- Dire quale numero è uscito
- Dire se il numero uscito è rosso (rouge) o nero (noir)
- Dire se il numero uscito è pari (pair) o dispari (impair)
- Dire se il numero uscito è minore o uguale a 18 (manque) o maggiore di 18 (passe)

I numeri rossi sono 1, 3, 5, 7, 9, 12, 14, 16, 18, 19, 21, 23, 25, 27, 30, 32, 34 e 36. Gli altri sono neri. Lo zero è verde.

Hint: per generare un numero casuale, seguire le istruzioni della documentazione di python:

random.randint(a, b)
Return a random integer N such that a <= N <= b. Alias for randrange(a, b+1).

Bisogna importare la funzione randint per poterla usare tramite from random import randint.

Prima possibile soluzione:

# Per poter usare la funzione randint dobbiamo "prenderla" (importarla) dal modulo random
from random import randint

print("Les jeux sont faits!")
print("Rien ne va plus!")

# Tiriamo la pallina, esce un numero
n = randint(0, 36)

if n == 0:
  print("Zero!")
else:
  # Stampa il numero
  print(n)
  
  # Stampa se rosso o nero
  if n in [1, 3, 5, 7, 9, 12, 14, 16, 18, 19, 21, 23, 25, 27, 30, 32, 34, 36]:
    print("Rouge")
  else:
    print("Noir")
    
  # Stampa se pari o dispari
  if n % 2 == 0:
    print("Pair")
  else:
    print("Impair")  
 
  # Stampa se maggiore o minore di 18
  if n <= 18:
    print("Manque")
  else:
    print("Passe")

Una versione migliore, che separa il calcolo dalla stampa dei messaggi:

# Per poter usare la funzione randint dobbiamo "prenderla" (importarla) dal modulo random
from random import randint

print("Les jeux sont faits!")
print("Rien ne va plus!")

# Qui calcoliamo tutto
n = randint(0, 36)
is_zero = n == 0
is_red = n in [1, 3, 5, 7, 9, 12, 14, 16, 18, 19, 21, 23, 25, 27, 30, 32, 34, 36]
is_even = n % 2 == 0
is_low = n <= 18

# Qui stampiamo senza fare alcun calcolo
if is_zero:
  print("Zero!")
else:
  # Stampa il numero
  print(n)
  
  # Stampa se rosso o nero
  if is_red:
    print("Rouge")
  else:
    print("Noir")

  # Stampa se pari o dispari
  if is_even:
    print("Pair")
  else:
    print("Impair")
  
  # Stampa se maggiore o minore di 18
  if is_low:
    print("Manque")
  else:
    print("Passe")

Abbiamo introdotto delle variabili booleane che iniziano, per convenzione, con is_ e indicano una proprietà che può essere vera (True) o falsa (False):

is_zero per indicare se il numero uscito è zero
is_red per indicare se è rosso
is_even per indicare se è pari
is_low per indicare se è minore o uguale a 18

Avendo separato il calcolo dalla stampa, possiamo riscrivere la parte che stampa i messaggi tante volte senza doverci preoccupare di cambiare come il risultato viene calcolato. Separare 2 funzionalità in 2 pezzi di codice distinti è sempre un bene.

Stessa versione ancora più elegante, facendo uso della sintassi compatta (tecnica avanzata!) x if condizione else y:

# Per poter usare la funzione randint dobbiamo "prenderla" (importarla) dal modulo random
from random import randint

print("Les jeux sont faits!")
print("Rien ne va plus!")

# Qui calcoliamo tutto
n = randint(0, 36)
is_zero = n == 0
is_red = n in [1, 3, 5, 7, 9, 12, 14, 16, 18, 19, 21, 23, 25, 27, 30, 32, 34, 36]
is_even = n % 2 == 0
is_low = n <= 18

# Qui stampiamo senza fare alcun calcolo
if is_zero:
  print("Zero!")
else:
  # Stampa il numero
  print(n)
  
  # Stampa se rosso o nero
  print("Rouge" if is_red else "Noir")

  # Stampa se pari o dispari
  print("Pair" if is_even else "Impair")
    
  # Stampa se maggiore o minore di 18
  print("Manque" if is_low else "Passe")

Finale ancora migliore, formattiamo meglio tutto in un’unica frase:

# Per poter usare la funzione randint dobbiamo "prenderla" (importarla) dal modulo random
from random import randint

print("Les jeux sont faits!")
print("Rien ne va plus!")

# Qui calcoliamo tutto
n = randint(0, 36)
is_zero = n == 0
is_red = n in [1, 3, 5, 7, 9, 12, 14, 16, 18, 19, 21, 23, 25, 27, 30, 32, 34, 36]
is_even = n % 2 == 0
is_low = n <= 18

# Qui stampiamo senza fare alcun calcolo
if is_zero:
  print("Zero!")
else:
  # Stampa la frase che annuncia il numero
  print(n,
    ":",
    "rouge," if is_red else "noir,",
    "pair" if is_even else "impair",
    "et",
    "manque" if is_low else "passe")

7 e mezzo

Simuliamo 7 e mezzo, il gioco di carte. Il banco chiede al giocatore se vuole una carta e si ripete finché il giocatore non dice basta oppure sballa, cioè accumula più punti di 7 e mezzo.

Queste le regole del gioco semplificate:

Al giocatore si chiede se vuole una carta.
Se esce una carta semplice, da 1 (asso) a 7, questi sono i punti che il giocatore accumula.
Se esce una figura: 8 (fante), 9 (cavallo) o 10 (re) il giocatore accumula 0,5 punti.
Se il giocatore raggiunge esattamente 7,5 ha vinto.
Se il giocatore supera 7,5 ha perso.
Altrimenti il giocatore può chiedere un’altra carta o fermarsi al punteggio che ha accumulato.

Il gioco vero è più complicato, ha il re di denari, ma noi facciamo una versione semplificata che non ha i semi ma ha solo carte semplici da 1 a 10.

Una possibile soluzione può essere:

# 7 e mezzo
from random import randint
punti = 0

# Chiedi al giocatore se vuole una carta
while input("Carta? ") in ["si", "sì", "Sì", "Si"]:
    
  carta = randint(1, 10) # pesca una carta da 1 a 10
  print("Hai pescato", carta)
  
  if carta in [8, 9, 10]: # è una figura
    punti = punti + 0.5
  else:
    punti = punti + carta
    
  print("Hai", punti, "punti")
  
  if punti == 7.5:
    print("Hai vinto, 7 e mezzo!")
    break # interrompi il while perchè hai vinto
  elif punti > 7.5:
    print("Hai sballato e hai perso!")
    break # interrompi il while perchè hai perso

print("Hai fatto", punti, "punti")

Vi auguro di sballare alle verifiche 😊.

Temperature settimanali

Raccogliamo le temperature dell’ultima settimana, chiedendo all’utente che temperatura ha fatto i giorni precedenti. Questo lo facciamo per gli ultimi 7 giorni.

Chiediamo all’utente la temperatura degli ultimi 7 giorni:

Che temperatura ha fatto 1 giorno/i fa?
Che temperatura ha fatto 2 giorno/i fa?
Che temperatura ha fatto 3 giorno/i fa?
…

Calcoliamo la temperatura massima, minima e media dell’ultima settimana. Stampiamo il risultato.

# Temperature settimanali
max_t = -100 # Valore massimo di partenza
min_t = +100 # Valore minimo di partenza
sum_t = 0

for i in range(1, 8):
  t = float(input("Che temperatura ha fatto " + str(i) + " giorni fa?"))
  if t > max_t:
    max_t = t       # aggiorna la temperatura massima
  if t < min_t:
    min_t = t       # aggiorna la temperatura minima
  sum_t = sum_t + t # aggiorna la somma delle temperature

# Calcola la temperatura media
avg_t = sum_t / 7

print("Temperatura max", max_t)
print("Temperatura min", min_t)
print("Temperatura media", avg_t)

Vediamo alcune particolarità:

I valori di partenza per il minimo e massimo possono essere numeri che sicuramente sono irraggiungibili, in modo da non dar fastidio al calcolo. Se partiamo come minimo +100, siamo sicuri che qualunque temperatura inserita dall’utente sarà minore di +100. Se avessimo messo zero, il nostro zero sarebbe stato probabilmente il minimo, avrebbe quindi dato fastidio al calcolo. Stessa cosa per il massimo.
Formattiamo il messaggio di input concatenando a mano le stringhe. Non possiamo usare il trucco che usiamo con print, cioè semplicemente separare i parametri da virgola, in quanto questo non è supportato da input. Necessario convertire i a stringa manualmente con funzione str.