Add notebook for container datatypes

Signed-off-by: Christopher Arndt <chris@chrisarndt.de>

Kursgliederung.md

@@ -71,20 +71,14 @@
 
 ## Mittagspause (12:30 - 13:30 Uhr)
 
-
 ## Tag 1 (Montag) Nachmittag (13:30 Uhr - 17:00 Uhr)
 
-### Objektorientierung in Python (45-60 min)
+### Zugriff auf Dateisystem (Teil 1) (20 min)
 
-* Allgemeiner Einblick in die Objektstruktur in Python
-* Definieren von Klassen
-* Erzeugen von Objekten
-* Vererbung
-* Spezialmethoden von Objekten ("Dunder methods")
-
-**Übungsaufgaben**
-
-### Kaffee-/Teepause (20 min)
+* Öffnen und Lesen von Dateien
+* Ganzen Dateiinhalt einlesen
+* Textdateien zeilenweise einlesen
+* Textzeilen in Datenfelder zerlegen
 
 ### Fehlerbehandlung in Python (45-60 min)
 
@@ -95,9 +89,21 @@
 
 **Übungsaufgaben**
 
-### Tipps und Tricks im täglichen Umgng mit Python (10-20 min)
+### Objektorientierung in Python (45-60 min)
 
-### Zusammenfassung, Fragen, Lösungen usw. (30 min)
+* Allgemeiner Einblick in die Objektstruktur in Python
+* Definieren von Klassen
+* Erzeugen von Objekten
+* Vererbung
+* Spezialmethoden von Objekten ("Dunder methods")
+
+### Kaffee-/Teepause (20 min)
+
+**Übungsaufgaben**
+
+### Tipps und Tricks im täglichen Umgang mit Python (10-20 min)
+
+### Zusammenfassung, Fragen, Lösungen usw.
 
 
 ## Tag 2 (Dienstag) Vormittag (9:00 - 12:30 Uhr)
@@ -115,13 +121,14 @@
 
 ## Kaffee-/Teepause (20 min)
 
-### Zugriff auf das Dateisystem
+### Zugriff auf das Dateisystem (Teil 2)
 
 * Öffnen, Lesen und Schreiben von Dateien
 * Text- und Binärdaten
 * Text-Encodings
 * Lesen und Schreiben von Daten im JSON Format
 * Fehlerbehandlung und Context Manager (`with`-Statement)
+* Dateiordner auflisten und durchsuchen
 
 **Übungsaufgaben**
 

notebooks/containertypes.ipynb

@@ -0,0 +1,121 @@
+{
+ "cells": [
+  {
+   "cell_type": "markdown",
+   "metadata": {},
+   "source": [
+    "# Erweiterte Datentypen: Container"
+   ]
+  },
+  {
+   "cell_type": "markdown",
+   "metadata": {},
+   "source": [
+    "# Listen und Tupel"
+   ]
+  },
+  {
+   "cell_type": "code",
+   "execution_count": 4,
+   "metadata": {},
+   "outputs": [
+    {
+     "name": "stdout",
+     "output_type": "stream",
+     "text": [
+      "[5, 10, 20, 30, 50]\n",
+      "[0.5, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2]\n",
+      "['Joe', 'Alice', 'Bob', 'Charly']\n",
+      "[1, 'Joe', 1.4, 'Alice', 100]\n",
+      "['one'] [] []\n"
+     ]
+    }
+   ],
+   "source": [
+    "# Listenliterale\n",
+    "\n",
+    "values = [5, 10, 20, 30, 50]\n",
+    "print(values)\n",
+    "fractions = [0.5, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2]\n",
+    "print(fractions)\n",
+    "names = [\"Joe\", \"Alice\", \"Bob\", \"Charly\"]\n",
+    "print(names)\n",
+    "heap = [1, \"Joe\", 1.4, \"Alice\", 100]\n",
+    "print(heap)\n",
+    "single = [\"one\"]\n",
+    "leer = []\n",
+    "auch_leer = list()\n",
+    "print(single, leer, auch_leer)"
+   ]
+  },
+  {
+   "cell_type": "code",
+   "execution_count": 8,
+   "metadata": {},
+   "outputs": [
+    {
+     "name": "stdout",
+     "output_type": "stream",
+     "text": [
+      "(5, 10, 20, 30, 50)\n",
+      "(0.5, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2)\n",
+      "('Joe', 'Alice', 'Bob', 'Charly')\n",
+      "(1, 'Joe', 1.4, 'Alice', 100)\n",
+      "('one',) ('one',) ()\n"
+     ]
+    }
+   ],
+   "source": [
+    "# Tuplelliterale\n",
+    "values = (5, 10, 20, 30, 50)\n",
+    "print(values)\n",
+    "fractions = (0.5, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2)\n",
+    "print(fractions)\n",
+    "names = (\"Joe\", \"Alice\", \"Bob\", \"Charly\")\n",
+    "print(names)\n",
+    "heap = (1, \"Joe\", 1.4, \"Alice\", 100)\n",
+    "print(heap)\n",
+    "t_single = (\"one\",)\n",
+    "t_auch_single = \"one\",\n",
+    "t_leer = ()\n",
+    "print(t_single, t_auch_single, t_leer)\n"
+   ]
+  },
+  {
+   "cell_type": "code",
+   "execution_count": null,
+   "metadata": {},
+   "outputs": [],
+   "source": [
+    "# Umwandlung\n",
+    "\n",
+    "l = [1, 2, 3, 4, 5]\n",
+    "t= tuple(t)\n",
+    "print(l, t)\n",
+    "l = [10, 20, 30, 40, 50]\n",
+    "print(l, t)\n"
+   ]
+  }
+ ],
+ "metadata": {
+  "kernelspec": {
+   "display_name": "softed",
+   "language": "python",
+   "name": "softed"
+  },
+  "language_info": {
+   "codemirror_mode": {
+    "name": "ipython",
+    "version": 3
+   },
+   "file_extension": ".py",
+   "mimetype": "text/x-python",
+   "name": "python",
+   "nbconvert_exporter": "python",
+   "pygments_lexer": "ipython3",
+   "version": "3.11.8"
+  }
+ },
+ "nbformat": 4,
+ "nbformat_minor": 2
+}

uebungen/dateien.md

@@ -0,0 +1,147 @@
+# Übungen zu Dateine (Teil 1)
+
+
+## Ausgangslage
+
+Im Ordner `uebungen` sind folgende Textdateien mit Mitarbeiter- und
+Planstellendaten vorhanden:
+
+* `employee_skills.txt`
+* `job_skills.txt`
+* `salaries.txt`
+* `salaries-errors.txt`
+
+Jede dieser Dateien enthält einen Datensatz pro Zeile. Jede Zeile ist
+nach folgendem Schema aufgebaut:
+
+* Name
+* Doppelpunkt
+* Whitespace (ein oder mehrere Leerzeichen)
+* Daten
+
+Das Format des Datenfelds unterscheidet sich je nach Datei.
+
+
+Aufgabe 1:
+
+Öffnen Sie die Datei `employee_skills.txt` zum Lesen und lesen Sie die gesamte
+Datei in einen String ein.
+
+Wieviele Bytes ist der Dateihalt lang?
+
+
+Aufgabe 3:
+
+Öffnen Sie die Datei `employee_skills.txt` zum Lesen und lesen Sie die Datei
+zeilenweise ein.
+
+Wieviele Zeilen mit Daten enhält die Datei? Zeilen, die *nur* Whitespace
+(Leerzeichen, CR, LF, Tabs, etc.) enthalten, werden nicht gezählt.
+
+
+Aufgabe 3:
+
+Öffnen Sie die Datei `employee_skills.txt` zum Lesen und lesen Sie die Datei
+zeilenweise ein. Parsen Sie den Namen des Mitarbeiters aus jeder Datenzeile und
+fügen Sie ihn zu einer Liste hinzu.
+
+Geben Sie die Liste der Namen der Mitarbeiter alphabetisch sortiert, ein Name
+pro Zeile, aus.
+
+
+Tipp: verwenden Sie die String-Methode `split()` zum Parsen jeder Zeile.
+
+
+Aufgabe 4:
+
+Öffnen Sie die Datei `salaries.txt` zum Lesen und lesen Sie die Datei
+zeilenweise ein. Parsen Sie den Namen des Mitarbeiters sowie das Gehalt aus
+jeder Datenzeile und speichern die Daten in einem Dictionary mit dem Namen
+des Mitarbeiters als Key und dem Gehalt als Wert. Der Gehaltswert sollte
+jeweils in einen Integerwert umgewandelt werden.
+
+Geben Sie das höchste, sowie das niedrigste Gehalt aus.
+
+
+Tipp 1: verwenden Sie die String-Methode `split()` zum Parsen jeder Zeile und
+die Funktion `int()` zum Umwandeln des Gehaltwerts.
+
+Tipp 2: verwenden Sie die `min()` und `max()` Funktionen und wenden sie jeweils
+auf alle Werte des Dictionaries auf einmal an.
+
+
+Aufgabe 5:
+
+Öffnen Sie die Datei `employee_skills.txt` zum Lesen und lesen Sie die Datei
+zeilenweise ein. Parsen Sie den Namen des Mitarbeiters sowie die Liste der
+Skills aus jeder Datenzeile und speichern die Daten in einem Dictionary mit dem
+Namen des Mitarbeiters als Key und der Liste der Skills als Wert. Die Liste der
+Skills für jeden Mitarbeiter sollte jeweils in eine Liste von Strings (ein
+Element pro Skill) umgewandelt werden.
+
+Tipp 1: verwenden Sie die String-Methode `split()` zum Parsen jeder Zeile und
+nochmals zum Parsen der Liste der Skills. Dabei müssen jeweils unterschiedliche
+Trennzeichen verwendet werden.
+
+
+Aufgabe 6:
+
+Kombinieren Sie die Programme aus Aufgabe 4 und 5 und kombinieren Sie die
+beiden Dictionaries, die Sie aus den Daten erstellt haben.
+
+Speichern Sie dabei das Gehalt und die Skills jedes Mitarbeiters jeweils
+zusammen in einem Dictionary mit folgendem Format:
+
+```py
+employee_data = {
+    "salary": ...,   # integer
+    "skills": [...], # list of strings
+}
+```
+
+Speichern Sie alle Daten in einem Dictionary mit dem Namen des Mitarbeiters
+als Key und dem `employee_data` Dictionary als Wert. Dadurch ergibt sich
+folgende geschachtelte Datenstruktur:
+
+```py
+employees = {
+    "name 1": {
+        "salary": ...,
+        "skills": [...],
+    },
+    "name 2": {
+        "salary": ...,
+        "skills": [...],
+    },
+    ...
+}
+```
+
+
+Aufgabe 7:
+
+Diese Aufgabe ist ähnlich wie Aufgabe 4, die einzulesende Datei enthält jedoch
+mehrere Fehler, die Sie abfangen und behandeln müssen.
+
+Öffnen Sie die Datei `salaries-errors.txt` zum Lesen und lesen Sie die Datei
+zeilenweise ein. Parsen Sie den Namen des Mitarbeiters sowie das Gehalt aus
+jeder Datenzeile und speichern die Daten in einem Dictionary mit dem Namen
+des Mitarbeiters als Key und dem Gehalt als Wert. Der Gehaltswert sollte
+jeweils in einen Integerwert umgewandelt werden.
+
+Die Datei enthält folgende Fehler:
+
+* Manche Zeilen sind auskommentiert (d.h. sie starten mit einem Hash (`#`).
+  dise Zeilen sollen ignoriert werden, d.h. sie werden nicht in den Daten
+  gespeichert.
+* Bei manchen Zeilen fehlt der trennende Doppelpunkt zwischen dem Namen und
+  dem Gehalt. Fangen Sie diesen Fehler beim Parsen der Zeile ab und
+  ignorieren Sie entweder die Zeile oder versuchen Sie sie erneut mit einer
+  anderen Methode zu parsen.
+* Bei manchen Mitarbeitern ist das Gehalt mit einem Währungssymbol angegeben.
+  Fangen Sie den Fehler beim Umwandeln des Gehaltwerts in einen Integer ab und
+  ignorieren Sie entweder die Zeile oder entfernen Sie das Währungssymbol vor
+  dem Parsen.
+
+
+Geben Sie das höchste, sowie das niedrigste Gehalt aus.

uebungen/dictonaries.md

@@ -0,0 +1,93 @@
+# Übungen zu Dictionaries
+
+
+## Ausgangslage
+
+Sie haben zwei Tabellen mit Personallisten jeweils mit Namen und Monatsgehältern
+als ein Python-Dictionary. Die Keys sind die Namen der Angestellten (strings),
+die Werte das jeweilige Monatsgehalt (integer):
+
+```py
+salaries_1 = {'Anna': 2000, 'Mark': 3000, 'Judith': 3500, 'Thomas': 2500}
+salaries_2 = {'Barbara': 3000, 'Elke': 3300, 'Michael': 2800, 'Johann': 2000}
+```
+
+
+## Aufgabe 1:
+
+Schreiben Sie ein Programm, das die beiden Dictionaries in einem neuen
+Dictionary (`salaries_all`) zusammenführt und die Namen aller Mitarbeiter
+als Liste ausgibt.
+
+Tipp: Machen Sie zunächst eine Kopie des ersten Dictionaries (`dict.copy()`)
+und fügen Sie dann die Einträge des zweiten Dictionaries der Kopie hinzu
+(`dict.update()`).
+
+
+## Aufgabe 2:
+
+Schreiben Sie ein Programm, das den Namen und das Gehalt des Mitarbeiters mit
+dem höchsten Gehalt aus den gesamten Daten ermittelt und diese ausgibt (mit
+`print`).
+
+
+## Aufgabe 3:
+
+Schreiben Sie ein Programm, das die Gesamtsumme aller monatlichen Gehälter
+ermittelt und diese ausgibt.
+
+
+## Aufgabe 4:
+
+Schreiben Sie ein Programm, das das Gehalt aller Mitarbeiter um 10% erhöht und
+diese Daten in einem *neuen* Dictionary mit der selben Struktur speichert. Das
+ursprüngliche Dictionary soll nicht verändert werden.
+
+
+## Aufgabe 5:
+
+Lassen Sie das Program dieses neue Dictionary in folgendem Format ausgeben:
+
+```
+Name    Gehalt
+--------------
+Anna    ???
+Mark    ???
+...
+```
+
+Tipp: verwenden Sie die Escape-Sequenz für Tabulatoren `\t`.
+
+
+## Aufgabe 6:
+
+
+Lassen Sie das Programm die alten Gehälter in der gleichen Form ausgeben,
+um zu zeigen, dass das ursprüngliche Dictionary nicht verändert wurde.
+
+
+## Bonusaufgaben:
+
+1. Sortieren Sie die Liste nach Höhe des Gehalts (absteigend).
+
+   Tipp: verwenden Sie die Funktion `sorted()` zum Sortieren.
+
+2. Nummerieren Sie die Listeneinträge in der Ausgabe, startend mit 1.
+
+3. Ermitteln Sie das durchschnittliche Gehalt nach der Erhöhung.
+
+4. Berechnen Sie, wieviel Prozent des durchschnitlichen Gehalts jeder Mitarbeiter
+   verdient und geben diese Prozentzahl in einer zusätzlichen Spalte aus.
+
+   Tipp: Sie können die Prozentzahlen in einem neuen, zusätzlichen Dictionary
+   speichern oder, anstatt nur dem Gehalt, für jeden Mitarbeiter das Gehalt und
+   die Prozent des Durchschnittsverdienstes als Tuple mit zwei Elementen als
+   Wert im Dictionary ablegen.
+
+
+## Ressourcen
+
+Hilfe zu Dictionaries:
+
+* <https://docs.python.org/3/library/stdtypes.html#mapping-types-dict>
+* <https://www.data-science-architect.de/dictionaries-python/>

uebungen/employee_skills.txt

@@ -0,0 +1,8 @@
+Anna: buchhaltung,management,marketing
+Mark: management,marketing
+Judith: management,buchhaltung,human resources
+Thomas: software development,it support
+Barbara: software development,management
+Elke: management,buchhaltung,it support
+Michael: software development,buchhaltung
+Johann: it support,software development

uebungen/job_skills.txt

@@ -0,0 +1,5 @@
+office manager: management,buchhaltung
+ceo: management,human resources
+developer: software development
+cto: software development,system design,human resources
+support desk: it support

uebungen/salaries-errors.txt

@@ -0,0 +1,10 @@
+Anna: 2000
+Mark: 3000$
+# Gekündigt:
+# Margrit: 4000
+Judith: 3500€
+Thomas 2500
+Barbara: 3000€
+Elke: 3300
+Michael: 2800€
+Johann: 2000

uebungen/salaries.txt

@@ -0,0 +1,8 @@
+Anna: 2000
+Mark: 3000
+Judith: 3500
+Thomas: 2500
+Barbara: 3000
+Elke: 3300
+Michael: 2800
+Johann: 2000

uebungen/sets.md

@@ -0,0 +1,83 @@
+# Übungen zu Sets
+
+
+## Ausgangslage
+
+Sie haben eine Liste mit Mitarbeitern und ihren Skills sowie eine Liste
+von Planstellen im Betrieb mit erforderlichen Skills:
+
+```py
+employee_skills = {
+    'Anna': ("buchhaltung", "management", "marketing"),
+    'Mark': ("management", "marketing"),
+    'Judith': ("management", "buchhaltung", "human resources"),
+    'Thomas': ("software development", "it support"),
+    'Barbara': ("software development", "management"),
+    'Elke': ("management", "buchhaltung", "it support"),
+    'Michael': ("software development", "buchhaltung"),
+    'Johann': ("it support", "software development"),
+}
+
+job_skills = {
+    "office manager": ("management", "buchhaltung"),
+    "ceo": ("management", "human resources"),
+    "developer": ("software development",),
+    "cto": ("software development", "system design", "human resources"),
+    "support desk": ("it support",),
+}
+```
+
+
+## Aufgabe 1:
+
+Schreiben Sie ein Programm, das ermittelt, welche Menge an Skills bei den
+Mitarbeitern insgesamt vorhanden sind. Jeder Skill wird nur einmal
+berücksichtigt.
+
+Verwenden Sie zum Speichern ein Set und geben Sie den Inhalt diese Sets aus.
+Wieviele unterschiedliche Skills sind vorhanden?
+
+
+## Aufgabe 2:
+
+Schreiben Sie ein Programm, das ermittelt, welche Menge an Skills benötigt
+werden, um die Anforderungen für alle Planstellen zu erfüllen.
+
+Verwenden Sie zum Speichern ein Set und geben Sie den Inhalt diese Sets aus.
+Wieviele unterschiedliche Skills werden insgesamt benötigt?
+
+
+## Aufgabe 3:
+
+Schreiben Sie ein Programm, das die beiden Sets aus Aufgabe 1 und 2 vergleicht
+und feststellt, welche Skills im Mitabeiterstamm fehlen.
+
+
+## Aufgabe 3:
+
+Schreiben Sie ein Programm, das die beiden Sets aus Aufgabe 1 und 2 vergleicht
+und feststellt, welche vorhandene Skills der Mitarbeiter von keiner Planstelle
+abgedeckt werden.
+
+
+## Aufgabe 4:
+
+Schreiben Sie ein Programm, das für jede Planstelle herausfindet, welche
+Mitarbeiter die notwendigen Skills für die Stelle besitzen.
+
+Speichern Sie das Ergebnis in einem Dictionary der Form:
+
+```py
+candidates = {
+    "job 1": ("name 1", "name 2", ...),
+    "job 2: ("name 1", "name 3", ...),
+    ...
+}
+```
+
+
+## Ressourcen
+
+Hilfe zu Dictionaries:
+
+* <https://docs.python.org/3/library/stdtypes.html#set-types-set-frozenset>