Het materiaal gebruikt in deze dodona cursus is grotendeels gebaseerd op de dodona cursus “De programmeursleerling” van Professor dr. Pieter Spronck. Niet alle hoofdstukken van de “Programmeursleerling” cursus werden overgenomen. Sommige onderdelen werden herschreven in functie van de specifieke leerdoelen van deze “Programming 1” cursus. Voor de meeste hoofdstukken werden ook extra oefeningen toegevoegd. Met dank aan Prof. dr. Pieter Spronck en Prof. dr. Peter Dawyndt voor het ter beschikking stellen van het materiaal.

Je zal in deze cursus computerprogramma’s leren schrijven. We gebruiken hierbij de programmeertaal Python om deze code te schrijven. Dat betekent dat je een computer nodig hebt waarop Python geïnstalleerd is. Dit hoofdstuk legt uit hoe je Python kan installeren op je computer. Een IDE (Integrated Development Environment) is een computerprogramma dat een programmeur ondersteuning geeft bij het ontwikkelen van code. In deze cursus zullen we Visual Studio Code gebruiken als IDE voor het ontwikkelen van code. In dit hoofdstuk tonen we je hoe je VSC kan installeren op je computer en hoe je vanuit VSC de oefeningen van deze Dodona cursus kan indienen.

Welkom bij het eerste echte programmeerhoofdstuk. Expressies kan je beschouwen als berekeningen die je ook kunt uitvoeren met een simpele rekenmachine. Het is een klein begin, maar deze expressies ga je nodig hebben in alle volgende hoofdstukken.

Als je met code werkt, ben je vaak bezig met het ontwerpen van een procedure (of “algoritme”) dat een probleem op een algemeen toepasbare manier oplost. Hierbij moet je vaak variabelen gebruiken om waardes in op te slaan.

Ik heb in de voorgaande hoofdstukken al gesproken over een aantal basis “functies,” zoals print() en int(). In dit hoofdstuk worden deze functies in meer detail besproken, en zal ik een aantal nieuwe functies introduceren die nuttig gaan zijn in de volgende hoofdstukken. In een later hoofdstuk ga ik bespreken hoe je je eigen functies kunt maken.

In een programma zijn er vaak regels code die je alleen wilt uitvoeren onder bepaalde omstandigheden. Om dat te regelen, bieden alle programmeertalen zogeheten “conditionele statements” of “condities.” In dit hoofdstuk leg ik uit hoe condities werken in Python.

Computers raken niet verveeld. Als een computer een taak honderdduizenden malen moet herhalen, protesteert hij niet. Mensen daarentegen houden niet van teveel herhaling. Daarom moeten herhalende taken aan een computer worden overgelaten. Alle programmeertalen ondersteunen herhalingen. De programmeerinstructies die herhalingen mogelijk maken heten “iteraties.” Een veelgebruikte term is “loops” (Engels, spreek uit: “loeps” – dit woord kun je netjes vertalen als “lussen,” maar dat zeggen programmeurs nooit).

Dit hoofdstuk legt uit wat je moet weten over loops in Python. Als programmeren helemaal nieuw voor je is, zul je wellicht het gevoel krijgen dat loops een lastig onderwerp zijn. Als dat zo is, neem dan de tijd voor dit hoofdstuk, en werk eraan totdat je zeker weet dat je alles snapt. Loops zijn zo’n basaal programmeerconcept dat je ze goed moet begrijpen. Elk hoofdstuk dat hierna komt maakt gebruik van loops.

In een vorig hoofdstuk werd beschreven hoe je eenvoudige functies kunt gebruiken, en hoe je functies kunt importeren uit modules. Dit hoofdstuk beschrijft hoe je je eigen functies en modules kunt creëren.

Deze evaluatie bestaat uit 4 oefeningen. We beginnen eenvoudig, en eindigen met wat meer uitdaging. Het is de bedoeling enkel de reeds behandelde syntax te gebruiken.

Je lost de oefeningen op zonder gebruik te maken van testcases in Dodona. Dit betekent dat je zelf zal moeten controleren of je code de gewenste output genereert. We zetten er geen tijdslimiet op. Het is niet nodig om je code in te dienen tegen het einde van de les.

Het is toegestaan om inspiratie te halen uit reeds gemaakte oefeningen en samenvattingen. Je haalt echter het meeste uit deze zelfevaluatie als je dit beperkt. Je wordt enkel beter in het bedenken van algoritmes wanneer je dit vaak doet. Zoek dus zelf naar de oplossing, pijnig je hersens, geef niet op!

Beschouw dit als een test om enerzijds te ervaren dat programmeren zonder Dodona je dwingt om foutboodschappen te lezen en te interpreteren, en anderzijds om voor jezelf te kunnen oordelen of je huidige niveau voldoende is.

Vraag gerust feedback aan de lectoren wanneer je klaar bent. Na de les stellen we de oefeningen via Dodona beschikbaar zodat je jouw code ook zelf kan evalueren. Laat je echter niet vangen om dit te snel te doen, doe dit pas wanneer je écht denkt dat je code klaar is!

Veel succes!

De hoofdstukken tot dit punt bespraken een manier van programmeren die vaak “gestructureerd programmeren” of “imperatief programmeren” genoemd wordt. Deze aanpak betreft programma’s die bestaan uit een sequentie van instructies, beslissingen, en loops. Je kunt ieder programmeerprobleem oplossen middels deze aanpak. In de laatste decennia echter zijn er andere programmeer “paradigma’s” ontwikkeld, die helpen bij het ontwerpen en implementeren van grote programma’s. Een van de meest succesvolle paradigma’s is “object oriëntatie,” en de meeste moderne programmeertalen ondersteunen dit paradigma. Python is eigenlijk een object-georiënteerde taal.

Hoewel object oriëntatie een natuurlijke manier biedt om problemen en oplossingen te bezien, is het behoorlijk lastig om een object georiënteerd programma te ontwerpen. De reden dat het lastig is, is dat je het probleem dat je onderhanden hebt moet doorgronden in al zijn aspecten, voordat je begint met programmeren. Voor de meer complexe problemen kan dit behoorlijk overweldigend zijn, zeker als je weinig ervaring hebt met programmeren. Maar voor de grotere problemen moet je zowiezo veel tijd besteden aan het analyseren van je oplossing, en de object georiënteerde aanpak kan dan behulpzaam zijn bij het creëren van die oplossing. Je zult ook ontdekken dat de meeste modules object georiënteerd zijn opgezet, en dat object oriëntatie ook nuttig kan zijn bij de aanpak van kleinere problemen.

Dit hoofdstuk bediscussieert de basis van object oriëntatie. Meer over OO zal aan bod komen in het OPO “Programming 2”.

Tot nu toe gebruikten de meeste voorbeelden en opgaves getallen. Je hebt je misschien afgevraagd of programmeren vooral bedoeld is voor het manipuleren van getallen. In het dagelijks leven is het veel gebruikelijker om met tekstuele informatie om te gaan.

De reden dat de omgang met teksten was uitgesteld tot nu, is dat in programmeertalen het veel gemakkelijker is om met getallen om te gaan dan met teksten. Maar in dit hoofdstuk leg ik uit hoe je teksten kunt manipuleren met programma’s.

In programmeeromgevingen worden teksten weergegeven door strings. Dit hoofdstuk geeft details over strings, en over functies die beschikbaar zijn om strings aan te pakken.

Een “list” (Engelse woord voor “lijst”) is een collectie van data items. Lijsten zijn veranderbaar. Dit maakt ze tot een zeer flexibele data structuur, waar je op veel manieren gebruik van kunt maken.

Een tuple is een ongeordende en onwijzigbare groep van één of meer waardes die als een geheel behandeld worden. Dit hoofdstuk legt uit hoe je tuples kunt herkennen en gebruiken.

Sets zijn ongeordende data structuren die alleen unieke elementen kunnen bevatten. Slechts weinig programmeertalen ondersteunen het gebruik van sets, maar Python doet het wel. Sets worden niet vaak gebruikt, maar kunnen soms een leuke oplossing geven voor een probleem.

Eén van de belangrijkste toepassingen van Python voor dataverwerking is het lezen, wijzigen, en schrijven van tekstbestanden. Data wordt vaak opgeslagen in tekstbestanden, omdat dit soort bestanden gemakkelijk tussen verschillende programma’s overgedragen kan worden. Er zijn meerdere standaard bestandsformaten voor tekstbestanden, zoals “comma-separated values” (CSV) bestanden. Python ondersteunt een aantal van die formaten via modules, waarvan ik sommige later zal bespreken. Dit hoofdstuk focust op het openen, lezen, schrijven, en sluiten van willekeurige bestanden, ongeacht het formaat.

Soms treden runtime errors op niet omdat je een programmeerfout hebt gemaakt, maar omdat er een probleem optreedt dat je niet kon voorzien toen je het programma schreef. Dit is buitengewoon relevant als je met bestanden werkt: bijvoorbeeld, als je een bestand verwerkt dat op een USB-stick staat, en de gebruiker verwijdert de USB-stick tijdens de verwerking, krijg je uiteraard een fout die je niet echt zou kunnen voorzien in je code. Iedere runtime error genereert in de code een zogenaamde “exception” (“uitzondering”) die je kunt “afvangen.” Het afvangen van een exception betekent dat je in je programma code opneemt die ervoor zorgt dat de opgetreden fout zoveel mogelijk netjes wordt afgehandeld, in plaats van je programma abrupt af te breken.

Recursie is een vorm van iteratie die je kunt gebruiken nu je geleerd hebt om functies te maken. Recursie kan bepaalde problemen op een elegante en krachtige manier oplossen.

Op dit punt in het boek heb ik min of meer alles wat je echt moet weten om een goede Python programmeur – of misschien zelfs een goede programmeur in het algemeen – te zijn aan de orde gebracht. Ik wil nu nog snel een aantal nuttige modules naar voren brengen die geen eigen hoofdstuk nodig hebben. Ik ga niet veel details geven; als je eenmaal weet wat het nut van een module is, kun je er meer informatie over vinden in de Python handleiding.