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

Het gebrek aan een rijk contrast is een van de grootste ergernissen bij lcd- en ledtelevisies. Fabrikanten hebben daarom een slimme techniek bedacht die het contrast aanzienlijk verbetert: local dimming. In dit artikel leggen we uit hoe deze techniek van jouw grijze nachtlucht weer een inktzwarte sterrenhemel maakt.

Het contrast van je televisie is misschien wel de belangrijkste eigenschap voor mooi beeld. We willen dat wit verblindend wit is en zwart echt inktzwart. Bij oledtelevisies is dat makkelijk, want daar geeft elke pixel zelf licht. Maar de meeste televisies in de Nederlandse huiskamers zijn nog steeds lcd- of ledschermen (inclusief QLED). Die werken met een lamp achter het scherm, de zogeheten backlight. Local dimming is de techniek die probeert de nadelen van die achtergrondverlichting op te lossen.

Om te begrijpen waarom local dimming nodig is, moet je eerst weten hoe een standaard led-tv werkt. Simpel gezegd is het een groot paneel met pixels die zelf geen licht geven, maar alleen van kleur veranderen. Achter die pixels brandt een grote lichtbak. Als het beeld zwart moet zijn, sluiten de pixels zich om het licht tegen te houden. Helaas lukt dat nooit voor de volle honderd procent; er lekt altijd wat licht langs de randjes. Hierdoor zien donkere scènes er vaak wat flets en grijzig uit. De achtergrondverlichting staat immers vol aan, ook als het beeld donker moet zijn.

Nooit meer te veel betalen? Check Kieskeurig.nl/prijsdalers!

De lampen dimmen waar het donker is

Local dimming pakt dit probleem bij de bron aan. In plaats van één grote lichtbak die altijd aan staat, verdeelt deze techniek de achtergrondverlichting in honderden (en bij duurdere tv's soms duizenden) kleine zones. De televisie analyseert de beelden die je kijkt continu. Ziet de processor dat er linksboven in beeld een donkere schaduw is, terwijl rechtsonder een felle explosie te zien is? Dan worden de lampjes in de zone linksboven gedimd of zelfs helemaal uitgeschakeld, terwijl de lampjes rechtsonder juist fel gaan branden.

Het resultaat is direct zichtbaar. Zwart wordt weer echt zwart, simpelweg omdat er geen licht meer achter dat deel van het scherm brandt. Tegelijkertijd blijven de lichte delen van het scherm helder. Dat zorgt voor een veel groter contrast en geeft het beeld meer diepte. Vooral bij het kijken van HDR-films en -series is dat van belang. Zonder local dimming kan een led-tv eigenlijk geen goed HDR-beeld weergeven, omdat het verschil tussen licht en donker dan te klein blijft.

©ER | ID.nl

Niet alle local dimming is hetzelfde

Het klinkt als een wonderoplossing, maar de uitvoering verschilt enorm per televisie. Het grote toverwoord hierbij is het aantal zones. Hoe meer zones de tv onafhankelijk van elkaar kan aansturen, hoe preciezer het licht kan worden geregeld. Goedkopere televisies gebruiken vaak edge lit local dimming. Hierbij zitten de lampjes alleen in de rand van de tv. Dat werkt redelijk, maar is niet heel nauwkeurig. Je ziet dan soms dat een hele verticale strook van het beeld lichter wordt, terwijl er eigenlijk maar één klein object moest worden verlicht.

De betere variant heet full array local dimming. Hierbij zitten de lampjes over de hele achterkant van het scherm verspreid. De allernieuwste en beste vorm hiervan is miniLED. Daarbij zijn de lampjes zo klein geworden dat er duizenden in een scherm passen, wat de precisie van oled begint te benaderen. Als er te weinig zones zijn, kun je last krijgen van zogenaamde 'blooming'. Dat zie je bijvoorbeeld bij witte ondertiteling op een zwarte achtergrond: er ontstaat dan een soort wazige lichtwolk rondom de letters, omdat de zone groter is dan de tekst zelf.

Ga voor de full monty!

Local dimming is dus geen loze marketingkreet, maar een dankbare techniek voor iedereen die graag films of series kijkt op een led- of QLED-televisie. Het maakt het verschil tussen een flets, grijs plaatje en een beeld dat van het scherm spat met diepe zwartwaarden. Ben je in de markt voor een nieuwe tv? Vraag dan niet alleen óf er local dimming op zit, maar vooral of het gaat om full array dimming. Je ogen zullen je dankbaar zijn tijdens de volgende filmavond!

Bij ID.nl zijn we gek op producten waar je niet de hoofdprijs voor betaalt of die zijn voorzien van bijzondere eigenschappen. Met een robotstofzuiger wordt de vloer schoongehouden, terwijl je er niet bij hoeft te zijn. En stofzuigen is dan wel het minste dat ze kunnen, want ook dweilen is voor veel modellen geen proleem. We vonden vijf geavanceerde exemplaren.

Philips HomeRun 7000 Series XU7100/01

De Philips HomeRun 7000 Series XU7100/01 is ontworpen om grote ruimtes aan te kunnen. Het apparaat heeft een stofzak van 3 liter en een werktijd tot 180 minuten in de laagste stand. In tegenstelling tot veel kleinere robots is deze HomeRun uitgerust met een stille motor; de opgave van 66 dB maakt hem relatief stil.

Er zit een dweilfunctie in zodat je de robot na het stofzuigen ook direct kunt laten dweilen. Via de app kies je voor een van de modi of plan je een schoonmaakprogramma in. De robot kan zichzelf navigeren, obstakels omzeilen en keert na gebruik terug naar het laadstation. Omdat de opvangbak groot is hoef je niet vaak te legen en dankzij de Li‑ion‑accu is hij geschikt voor grotere woningen. Het apparaat is van recente datum en daarom nog volop verkrijgbaar.

Dreame L10s Pro Ultra Heat

Deze robot combineert een groot stofreservoir van 3,2 liter met een lange werktijd van ongeveer 220 minuten. Dankzij de geïntegreerde dweilfunctie verwijdert hij niet alleen stof maar kan hij ook nat reinigen. De L10s Pro Ultra Heat gebruikt een zak in het basisstation, waardoor je het reservoir minder vaak hoeft te legen.

De Dreame is voorzien van een Li‑ion‑batterij aanwezig en de robot keert automatisch terug naar het station voor opladen en legen. De sensortechnologie helpt bij het vermijden van obstakels en het nauwkeurig schoonmaken van zowel harde vloeren als tapijt. Dankzij de meegeleverde app stuur je de schoonmaak aan, stel je no‑go‑zones in of plan je een dweilrondje.

Philips HomeRun 3000 Series Aqua XU3100/01

Deze Philips‑robot is bedoeld voor wie minder vaak handmatig wil schoonmaken. Hij beschikt over een gecombineerde stofzuig‑ en dweilfunctie en kan zichzelf legen via het automatische station. Met een gebruiksduur tot 200 minuten in de laagste stand en een geluidsniveau van 66 dB kan hij urenlang zijn werk doen zonder al te veel herrie. De stofcontainer van 35 cl is kleiner dan bij de HomeRun 7000, maar door het automatische leegmechanisme is dat geen probleem.

Je bedient het apparaat via de app en kunt daar zowel een schema programmeren als zones instellen. De Aqua XU3100/01 is een model uit de recente 3000‑serie en doordat hij een mop‑pad heeft kan hij zowel droog als nat reinigen, wat handig is voor harde vloeren zoals tegels en laminaat.

iRobot Roomba Combo j9+

De Roomba Combo j9+ is een model dat je vloeren zowel kan stofzuigen als dweilen. De Combo j9 beschikt over een opvangbak van 31 cl en hij kan zelf zijn inhoud legen in het automatische basisstation dat bij de set hoort. De Li‑ion‑accu zorgt voor een lange gebruiksduur en de robot maakt een routeplanning zodat elke ruimte efficiënt wordt schoongemaakt.

Via de app kun je zones instellen waar de robot niet mag komen en het dweilelement in‑ of uitschakelen. In de basis maakt de Combo j9+ zelfstandig een kaart van je woning en keert terug naar het station wanneer de accu moet opladen of de stofcontainer vol is. De robot is bedoeld voor huishoudens die gemak belangrijk vinden en biedt naast stofzuigen ook een dweilfunctie voor hardere vloeren.

MOVA Tech P50 Ultra

De MOVA Tech P50 Ultra is een forse robotstofzuiger met een basisstation. Het apparaat heeft een stofreservoir van 30 cl en wordt geleverd met een basisstation waarin je het stof eenvoudig kunt verwijderen. De robot produceert een geluidsniveau van 74 dB, iets hoger dan de Philips‑modellen, en weegt inclusief station ruim 13 kg.

Hij kan uiteraard ook automatisch terugkeren naar het station om op te laden of te legen. In de specificaties staat dat de MOVA is voorzien van een Li‑ion‑batterij en dat hij zowel kan stofzuigen als dweilen. De meegeleverde app maakt het mogelijk om routes in te stellen en zones te blokkeren. Met een vermogen van 700 W is hij krachtig genoeg voor tapijten en harde vloeren. Het is geschikt voor mensen die een uitgebreid station met automatische functies willen.