In de href="https://computertotaal.nl/artikelen/pc/zo-kun-je-programmeren-in-python-deel-5/" rel="noopener noreferrer" target="_blank">vorige les</a> leerde je met bestanden werken en zag je hoe je je programma kunt laten reageren op exceptions. Zo beginnen je programma’s ondertussen al vrij complex te worden. Tijd dus om wat structuur in je programma’s te brengen, en dat doen we in deze les met functies en modules. We bekijken ook enkele standaardmodules van Python.

Wil je meer leren over programmeren? Bekijk dan onze Cursus: programmeren in Phyton (boek & online cursus).

Tot nu toe waren onze Python-programma’s vrij kort, maar je hebt ondertussen al genoeg Python-bagage om zelf al eens aan de slag te gaan en je eigen ideeën uit te werken in programma’s. En dan merk je al snel dat je programma lang en ondoorzichtig wordt. Gelukkig kent Python verschillende manieren om wat meer structuur in je programma’s te brengen.

De eerste manier ben je al tegengekomen: functies. We hebben immers in de vorige lessen al diverse standaardfuncties van Python gebruikt, zoals len, print, input, format, split, open, read en write. Een functie is een afzonderlijk stukje code dat een afgebakende taak uitvoert die je meerdere keren zou willen uitvoeren op verschillende gegevens. Zodra je in je programma dus merkt dat je een stukje code telkens aan het herhalen bent, zou je eerste gedachte moeten zijn: ik maak er een functie van!

Een functie definiëren

We tonen je als voorbeeld hoe je een functie maakt om te berekenen of een woord een palindroom is. Een palindroom of spiegelwoord is een woord dat van achteren naar voren gelezen hetzelfde is als van voor naar achter. Een eenvoudige functie om te bepalen of een woord een palindroom is, ziet er als volgt uit:

def is_palindroom(woord):letters = list(woord)palindroom = Truewhile len(letters) > 0 and palindroom:if letters[0] != letters[-1]:palindroom = Falseelse:letters.pop(0)if len(letters) > 0:letters.pop()return palindroom

Dit is niet de efficiëntste manier om te bepalen of een woord een palindroom is, maar wel een die goed te begrijpen is. Je ziet dat er in de definitie van deze functie eigenlijk maar twee zaken nieuw zijn: de eerste en de laatste regel. In de eerste regel geven we met def is_palindroom(woord): aan dat we een functie definiëren met de naam is_palindroom en dat die één parameter meekrijgt, die we woord noemen. Dan komt onze hele berekening, die je met al je kennis uit de vorige lessen na een kleine studie zou moeten begrijpen, en op het einde geven we met return palindroom aan dat we de waarde die na onze berekening in de variabele palindroom zit teruggeven.

Een functie aanroepen

Breek je hoofd nog even niet over de inhoud van de functie. Typ de code in Thonny in en sla het bestand op onder de naam palindroom.py. Voer het dan uit met een druk op F5. Er gebeurt niets, maar de functie is nu gedefinieerd. In de terminal onderaan Thonny kun je nu de functie aanroepen. Enkele voorbeelden:

>>> is_palindroom('nepalapen')True>>> is_palindroom('napalm')False>>> is_palindroom('koortsmeetsysteemstrook')True

Denk nu eens even na over wat er gebeurt als je is_palindroom('nepalapen') aanroept. De functie is_palindroom wordt dan uitgevoerd en aan de variabele woord van de functie wordt de string 'nepalapen' toegekend. Dan gebeurt die hele berekening, en geeft de functie als resultaat True of False. En voor elke andere string die je aan de functie doorgeeft, gebeurt de berekening op dezelfde manier. Op deze manier heb je de berekening ingekapseld in een afzonderlijk stukje code, de functie, die herbruikbaar is.

Overigens zijn door die inkapseling de parameter woord net zoals de variabelen letters en palindroom alleen binnen het blok van de functie gedefinieerd: het zijn wat we noemen lokale variabelen.

Recursieve functies

In onze functie is_palindroom gaan we met een while-lus alle letters in het woord af. Een andere manier om de functie te definiëren is met recursie: in de functie roepen we de functie opnieuw aan, maar op een deel van het woord. Dat ziet er als volgt uit:

def is_palindroom2(woord):if len(woord) < 2:return Trueif woord[0] != woord[-1]:return Falsereturn is_palindroom2(woord[1:-1])

Voeg deze functie in Thonny gewoon aan hetzelfde bestand toe als is_palindroom, sla het bestand op en druk op F5 om het uit te voeren. Je kunt nu deze functie is_palindroom2 uitproberen op enkele woorden. Het resultaat moet telkens hetzelfde zijn als is_palindroom op hetzelfde woord.

De functie is_palindroom2 is een mooi voorbeeld van een recursieve functie. We bekijken eerst of het woord minder dan twee letters bevat. In dat geval (het woord is leeg of heeft één letter) is het altijd een palindroom en daarom geven we in dat geval True terug. Daarna controleren we of de eerste letter verschilt van de laatste letter van het woord. Verschillen die, dan is het woord al zeker geen palindroom en geven we dus False terug.

Dan blijft er nog één geval over: de eerste en laatste letter van het woord zijn gelijk, maar van de andere letters weten we nog niets. Wat doen we dan? We roepen de functie is_palindroom2 opnieuw op, maar op die andere letters. Die verkrijgen we door de slice (zie les 2) [1:-1] op het woord toe te passen, die het woord zonder de eerste en laatste letter teruggeeft.

Belangrijk bij recursieve functies

Met modules werken

Zonder dat je het weet, heb je nu al je eerste module geschreven. Elk Python-bestand waarin je code schrijft, is immers een module voor Python. Maak nu een nieuw Python-bestand aan in Thonny en noem het bijvoorbeeld test_palindroom.py. Als je in dit bestand de code uit palindroom.py wilt gebruiken, moet je de module palindroom importeren. Dat gaat als volgt:

import palindroom

print(palindroom.is_palindroom("nepalapen"))

Met import palindroom zeggen we aan de Python-interpreter dat we toegang willen tot alle code in de module palindroom. Python zoekt dan naar bestanden met de naam palindroom.py in zijn zoekpad. Omdat de code test_palindroom.py in dezelfde directory staat als palindroom.py, vindt Python de module en zijn de functies is_palindroom en is_palindroom2 daarin beschikbaar onder de namen palindroom.is_palindroom en palindroom.is_palindroom2.

In dit geval is het niet zo handig dat je voor elke functie uit de module palindroom de aanduiding palindroom. dient te zetten, omdat dit nogal lang is. We kunnen de naam van een module die we gebruiken gelukkig ook afkorten:

import palindroom as pal

print(pal.is_palindroom("nepalapen"))

Het is ook mogelijk om het voorvoegsel voor de module volledig weg te laten door de specifieke functies die we willen gebruiken te importeren:

from palindroom import is_palindroom

print(is_palindroom("nepalapen"))

Dat kan ook met meerdere functies:

from palindroom import is_palindroom, is_palindroom2

print(is_palindroom("nepalapen"))

print(is_palindroom2("parterretrap"))

Zodra je Python-code wat langer wordt, is het aan te raden om ze in modules op te splitsen. Een goede vuistregel is dat elke module code voor één specifiek doel moet bevatten. In ons geval bevat de module bijvoorbeeld alle mogelijke code die met palindromen te maken heeft. Als we daarnaast ook code voor anagrammen zouden willen toevoegen, doe je dat het best in een afzonderlijke module, anagram.py.

Systeeminformatie

Python zelf bestaat ook uit een heleboel standaardmodules waarin allerlei handige functies zitten. Zo is er de module platform om informatie over het platform waarop je Python-programma draait op te vragen:

>>> import platform>>> platform.architecture()('64bit', 'ELF')>>> platform.platform()'Linux-4.15.0-33-generic-x86_64-with-Ubuntu-18.04-bionic'>>> platform.processor()'x86_64'>>> platform.python_version()'3.6.7'>>> platform.system()'Linux'

Verder bevat de standaardmodule os allerlei functies die met het besturingssysteem te maken hebben. Zo kun je een lijst opvragen van de bestanden in de huidige directory:

>>> import os>>> os.listdir()['palindroom.py', 'test_palindroom.py']

Werken met getallen

Als je met getallen wilt werken, komt de module math goed van pas. Die bevat allerlei functies voor berekeningen, zoals je in het volgende voorbeeld ziet:

>>> import math>>> math.floor(4.3)4>>> math.ceil(4.3)5>>> math.gcd(28, 12)4>>> math.sqrt(2)1.4142135623730951>>> math.e2.718281828459045>>> math.pi3.141592653589793>>> math.sin(2*math.pi)-2.4492935982947064e-16

In de laatste regel zie je al een nadeel van berekeningen met floats: door afrondingsfouten geeft de berekening van de sinus van 2 keer pi een heel klein getal (-2 en nog iets maal 10 tot de -16de macht) in plaats van het juiste resultaat 0.

Een andere nuttige module is random, waarmee je willekeurige getallen kunt genereren:

>>> import random>>> random.randint(1, 10)7>>> random.choice(['lies', 'jan', 'kees', 'mireille', 'koen', 'rob'])'rob'>>> namen = ['lies', 'jan', 'kees', 'mireille', 'koen', 'rob']>>> random.shuffle(namen)>>> namen['jan', 'rob', 'koen', 'mireille', 'lies', 'kees']

Zo geeft de functie randint(a, b) een willekeurig geheel getal tussen a en b terug (a en b inbegrepen). Met choice kies je een willekeurig element uit een lijst. En met shuffle schud je een lijst willekeurig door elkaar.

Samenvatting

In deze les heb je geleerd om je Python-code wat meer te structureren. Enerzijds heb je berekeningen die je vaak herhaalt in functies leren opnemen. Anderzijds heb je geleerd hoe je functies die bij elkaar horen kunt afscheiden in een afzonderlijke module. We hebben tot slot ook met enkele standaardmodules van Python kennisgemaakt. In de volgende les gaan we op de structuur van datatypes in: we tonen je hoe je zelf eigen datatypes kunt definiëren in de vorm van klassen.

Opdracht

Uitwerking

Cheatsheet

Je zit op de bank en streamt probleemloos een 4K-video op je telefoon, maar zodra je je laptop openklapt om een webpagina te laden, lijkt het alsof de verbinding vastloopt. Ligt het aan de router of aan je computer? In dit artikel leggen we uit waarom wifi-snelheden zo sterk kunnen verschillen per apparaat en wat je eraan kunt doen.

Je betaalt voor een snelle internetverbinding, dus is de verwachting dat elk apparaat in huis die snelheid ook daadwerkelijk haalt. Toch voelt het surfen op je computer soms stroperig aan, terwijl je smartphone ernaast nergens last van heeft. Vaak wordt er direct naar de internetprovider gewezen, maar het probleem zit meestal in de apparatuur zelf. Het verschil in hardware, leeftijd en software tussen mobiele apparaten en computers is namelijk groter dan je denkt. Na het lezen van dit stuk weet je precies waar die vertraging vandaan komt.

Generatiekloof: waarom je laptop vaak achterloopt

Het snelheidsverschil tussen je telefoon en je computer komt vaak neer op een simpele generatiekloof. We vervangen onze telefoons gemiddeld elke twee tot drie jaar, waardoor ze vaak uitgerust zijn met de nieuwste wifi-chips (zoals wifi 6 of 6E). Een laptop gaat vaak veel langer mee, soms wel vijf tot zeven jaar. Hierdoor probeert een verouderde netwerkkaart in je laptop te communiceren met een moderne router, wat resulteert in een lagere maximumsnelheid.

Daarnaast speelt de manier waarop data wordt verwerkt een grote rol. Een telefoon is geoptimaliseerd voor directe consumptie: apps op de achtergrond worden gepauzeerd om de app die je nú gebruikt voorrang te geven. Een computer werkt anders. Terwijl jij probeert te surfen, kan Windows of macOS op de achtergrond bezig zijn met zware updates, het synchroniseren van clouddiensten of het maken van back-ups. Je laptop snoept dus al bandbreedte weg zonder dat jij het doorhebt, waardoor er voor je browser minder overblijft.

Wanneer je laptop de strijd wél wint

De laptop wint het van de telefoon wanneer de omstandigheden optimaal zijn voor stabiliteit in plaats van pure mobiliteit. Als je beschikt over een moderne laptop met een recente netwerkkaart en je bevindt je in dezelfde ruimte als de router, kan de laptop vaak stabieler grote bestanden binnenhalen.

Dat geldt vooral als je laptop verbonden is met de 5GHz-frequentieband. Deze frequentie is veel sneller dan de oude 2.4GHz-band, maar heeft een korter bereik. Als je dicht bij het toegangspunt zit, profiteert je laptop van zijn krachtigere processor om complexe webpagina's sneller op te bouwen dan een telefoon dat kan, mits de verbinding zelf niet de bottleneck is.

Waarom je telefoon soepeler aanvoelt

Het verschil wordt pijnlijk duidelijk zodra je verder van de wifi-bron af gaat zitten, bijvoorbeeld op zolder of in de tuin. Smartphones zijn vaak agressiever geprogrammeerd om het sterkste signaal te pakken of snel tussen frequenties te schakelen. Veel laptops blijven daarentegen te lang plakken op een zwak 5GHz-signaal of vallen onnodig terug op de trage en vaak overvolle 2.4GHz-band (het zogeheten 'sticky client'-probleem).

Daarnaast hebben smartphones een trucje dat laptops helaas moeten missen: wifi-assist (of een vergelijkbare term). Als de wifi even hapert, gebruikt de telefoon ongemerkt een beetje 4G- of 5G-data om de stroom stabiel te houden. Je laptop heeft die optie meestal niet en laat direct een laadicoontje zien. Hierdoor voelt de telefoon sneller aan, terwijl hij eigenlijk een beetje vals speelt door mobiele data bij te schakelen.

Harde grenzen: wanneer traagheid onvermijdelijk is

Er zijn situaties waarin je laptop de strijd sowieso verliest, ongeacht hoe dicht je bij de router zit. Dit zijn de harde grenzen:

Zo check je of jouw hardware het probleem is

Om te bepalen of je laptop de boosdoener is, moet je eerst kijken naar de verbinding. Klik op het wifi-icoon op je laptop en controleer of je verbonden bent met een 5GHz-netwerk (vaak te zien bij Eigenschappen of netwerkinformatie). Is dat niet het geval en sta je wel dicht bij de router? Dan is je netwerkkaart waarschijnlijk verouderd of staan de instellingen niet goed.

Kijk ook eens kritisch naar je gebruik. Heb je toevallig nog applicaties openstaan zoals Steam, OneDrive of Dropbox? Deze programma's kunnen de verbinding volledig dichttrekken. Op een telefoon gebeurt dit zelden automatisch op de achtergrond. Als je laptop ouder is dan vijf jaar, kan een simpele upgrade met een moderne wifi-usb-dongle het probleem vaak al verhelpen, zonder dat je een hele nieuwe computer hoeft aan te schaffen.

Kortom: leeftijd en software maken het verschil

Dat je telefoon sneller is op wifi dan je laptop, komt meestal doordat telefoons nieuwere netwerkchips hebben en slimmer omgaan met datastromen. Laptops hebben vaak last van zware achtergrondprocessen of blijven hangen op een tragere frequentieband. Daarnaast schakelen telefoons bij zwak wifi soms ongemerkt over op 4G/5G, wat de ervaring vloeiender maakt. Controleer of je laptop op de 5GHz-band zit en sluit zware achtergrondprogramma's af om snelheid te winnen.

Tomodachi Life: Waar Dromen Uitkomen komt op 16 april uit voor Nintendo Switch.

Dat heeft Nintendo vanmiddag aangekondigd in een speciale Direct-uitzending die om de game draait. Ondanks dat de game voor de eerste Switch verschijnt, zal hij via backwards compatibility ook speelbaar zijn op Nintendo Switch 2.

In de Tomodachi Life-games van Nintendo kunnen spelers zelf Mii-personages creëren en bijvoorbeeld baseren op het uiterlijk van henzelf, vrienden en familie of beroemdheden. Deze Mii's leiden vervolgens hun eigen leven op een eiland, wat allerlei gekke en hilarische situaties oplevert. Spelers kunnen zelf ook invloed uitoefenen op deze verschillende situaties.

Over Tomodachi Life: Waar Dromen Uitkomen

In de Direct-uitzending werd meer informatie gegeven over het aankomende Tomodachi Life: Waar Dromen Uitkomen. Zo is duidelijk dat spelers hun Mii-personages unieke persoonlijkheden, gewoontes en woningen kunnen geven. Spelers kunnen tijdens de game zien waar de personages aan denken, en ze helpen bij problemen. De tijd in de game verstrijkt daarbij net zo snel als in de echte wereld, wat het de moeite waard maakt om het spel op verschillende momenten op te starten.

Het is daarbij mogelijk om de verschillende Mii-personages kennis met elkaar te laten maken, om te zien wat er vervolgens gebeurd. Personages kunnen bijvoorbeeld praten over hun favoriete eten en filmgenres. Het is daarnaast mogelijk om acht Mii-personages bij elkaar in een huis te laten wonen, wat weer unieke reacties van de personages veroorzaakt.

Op het eiland waar de game zich afspeelt kunnen spelers de personages winkels te laten bezoeken. Bijvoorbeeld een supermarkt waar allerlei etenswaren worden verkocht, of de mogelijkheid om kleding en kostuums te kopen. In een speciale marktkraam worden redelijk geprijsde artikelen meerdere malen per dag ververst.

Ook is er een ontwerpatelier, waar spelers verschillende voorwerpen kunnen maken, waaronder kledingstukken, versiering voor huizen en zelfs huisdieren. Het eiland kan sowieso naar eigen smaak worden ingedeeld, met bankjes, bomen, planten en meer.