Koodiaapinen MOOC:in Racket osuuden 2. viikko

1. Racket
2. VIIKKO

2. Funktio
2

3. Funktion käsite tulee
matematiikasta
KOODIAAPINEN MOOC - SYKSY 2015
MÄÄRITTELYJOUKKO ARVOJOUKKO
3 9
neliö-funktio
-3
Funktio toimii aina samalla tavalla samalle syötteelle.
neliö : Luku -> Luku
𝑓 𝑥 = 𝑥2

4. Funktio muuttaa syötteet
(argumentit) paluuarvoksi
4
ympyrä
funktio
ARGUMENTIT
100
”black”
PALUUARVO
ympyrä : Luku Väri -> Kuva

5. Funktion sisäiset muuttujat
ovat nimeltään parametreja
5
ARGUMENTIT
100
PALUUARVO
”black”
r
väri
MUUTTUJAT
(PARAMETRIT)
(𝑐𝑖𝑟𝑐𝑙𝑒 𝑟 "solid" 𝑣ä𝑟𝑖)

6. Funktion määrittely
6
(define (ympyrä r väri)
(circle r ”solid” väri))

7. Funktio on alkeisohjelma
KOODIAAPINEN MOOC - SYKSY 2015

8. Funktion suunnitteluportaat
0) Selvitä itsellesi mitä funktiosi tekee: kirjoita tarkoitus kommenttiriville.
1) Keksi funktiollesi kuvaava nimi, listaa millaista muuttuvaa tietoa se
käsittelee ja millaista tietoa se tuottaa: kirjoita esittely kommenttiriville.
2) Kirjoita funktiollesi runko (stub): keksi muuttujille
(parametreille) kuvaavat nimet ja aseta paluuarvoksi ”jotain”.
3) Kirjoita funktion käytölle esimerkit/testit (check-
expect), käyttämällä konkreettisia arvoja. Testaa.
4) Kirjoita funktion toteutus. Testaa.

9. Funktion suunnittelu
Funktion koodaaminen suoraan, ilman suunnittelua on vaikeaa. Siksi seuraamme
funktion suunnitteluportaat – ohjetta ja jaamme suunnittelun pieniin vaiheisiin, jotka
ovat aloittelijallekin helppoja.
0. tarkoitus: kirjoita lyhyt kuvaus siitä mitä funktiosi tekee (vaihtoehtoisesti selitä
tämä kaverillesi sanallisesti.) Pääasia, että ymmärrät mitä olet tekemässä.
1. esittely: keksi funktiolle nimi, listaa tarvittavien muuttujien tietotyypit ja päätä
mitä tietotyyppiä funktiosi palauttaa
2. runko (stub): keksi muuttujille nimet, ja kirjoita ”tyhmä funktio” eli stub, joka ei
vielä tee mitään järkevää mutta joka ottaa vastaan argumentteja ja palauttaa oikeaa
tyyppiä olevan ”tyhmän” vastauksen esim. 0 (luku) tai empty-image (kuva).
3. esimerkit: kirjoita esimerkkejä miten funktiotasi voisi kutsua, ja mitä se tulee
palauttamaan (check-expect). Testaa painamalla ”run” -> testien pitääkin
epäonnistua, koska käytössä on tyhmä ”stub”.
4. koodi: kirjoita nyt funktiosi. Jatka stub:in koodi loppuu käyttämällä esimerkkejä
apunasi. Usein esimerkin koodin voi kopioida suoraan funktion toteutukseksi
sijoittamalla muuttujien nimet oikeille kohdille. Testaa funktiosi painamalla ”run” ->
testien pitäisi onnistua, jos funktio on koodattu oikein.
9

10. Esimerkki: ympyrä-funktio
1) Päätetään funktion nimi (ympyrä), sen muuttujien tyypit (Luku, Väri) ja paluuarvon tyyppi (Kuva)
;; ympyrä : Luku Väri -> Kuva
2) Annetaan funktion muuttujille nimet (r, väri):
(define (ympyrä r väri)
empty-image) ; stub
3) Selvitetään esimerkkien avulla miten se toimii:
(check-expect (ympyrä 50 ”black”)
(circle 50 ”solid” ”black”)),
(check-expect (ympyrä 60 ”red”)
(circle 60 ”solid” ”red”))
4) Kirjoitetaan funktio loppuun (jatketaan stub loppuun), korvaa vakiot muuttujanimillä (r ja väri):
(define (ympyrä r väri)
(circle r ”solid” väri))
10

11. Ympyrä-funktion käyttäminen
11
(overlay (ympyrä 20 "black")
(ympyrä 40 "white")
(ympyrä 60 "black")
(ympyrä 80 "white")
(ympyrä 100 "black"))

12. Konkretiasta abstraktioon
Konkretia (esimerkit/testit):
(check-expect (neliö 4)
(* 4 4))
(check-expect (neliö -3)
(* -3 -3))
Abstraktio (funktio):
(define (neliö x)
(* x x))
KOODIAAPINEN MOOC - SYKSY 2015
4
-3
16
9
x x2

13. Funktio, joka palauttaa luvun
13
ARGUMENTIT
400
PALUUARVO
25
10 000
x
y
MUUTTUJAT
(PARAMETRIT)
𝑥 ∙ 𝑦

14. Esimerkki: pinta-ala-funktio
1) Päätetään funktion nimi : sen parametrien tyypit -> paluuarvon tyyppi
;; pinta-ala : Luku Luku -> Luku
2) Annetaan funktiolle ja sen parametreille nimet (stub):
(define (pinta-ala x y)
0) ; stub
3) Selvitetään esimerkkien avulla miten se toimii:
(check-expect (pinta-ala 400 25) (* 400 25))
(check-expect (pinta-ala 100 50) (* 100 50))
4) Kirjoitetaan funktio loppuun (jatketaan stubia):
(define (pinta-ala x y)
(* x y))
14

15. Funktio, joka palauttaa
likiarvon
15
ARGUMENTIT
40
PALUUARVO
10
12566,37061
4359172953
8505735331
18
h
r
MUUTTUJAT
(PARAMETRIT)
π𝑟2
∙ ℎ

16. Esimerkki: ympyrälieriön-
tilavuus-funktio
1) Päätetään funktion nimi : sen parametrien tyypit -> paluuarvon tyyppi
;; ympyrälieriön-tilavuus : Luku Luku -> Luku
2) Annetaan funktiolle ja sen parametreille nimet (stub):
(define (ympyrälieriön-tilavuus h r)
0)
3) Selvitetään esimerkkien avulla miten se toimii:
(check-within (ympyrälieriön-tilavuus 400 25)
(* 400 (* pi (sqr 25)))
0.001)
(check-within (ympyrälieriön-tilavuus 100 50)
(* 100 (* pi (sqr 50)))
0.001)
4) Kirjoitetaan funktio loppuun (jatketaan stubia):
(define (ympyrälieriön-tilavuus h r)
(* h (* pi (sqr r))))
16
Huom! Check-expect
ei toimi tässä, koska
π:n arvo on likiarvo.
Likiarvoja sisältäviä
tuloksia pitää testata
käyttämällä check-
within – funktiota,
jolle annetaan
tarkkuus kolmantena
argumenttina.

17. Stub:in tyhmät paluuarvot
Tietotyyppi Tyhmä paluuarvo
Luku 0
Merkkijono ””
Kuva empty-image
KOODIAAPINEN MOOC - SYKSY 2015
Jotta check-expect – lauseet voidaan ajaa, funktiosta on oltava olemassa ”tyhmä
määrittely” (stub). Koska funktion on aina palautettava jotain myös stub:in on
palautettava ”jotain tyhmää” mutta oikean tyyppistä. Voit käyttää esim. Näitä
arvoja stub:in paluuarvoina:

18. Sanasto
Koodarin käsikirjasta löytyy sanasto
Käytä sitä hyväksesi kun törmäät sinulle uuteen termiin. Toisen viikon
uudet termit:
ARVOJOUKKO
FUNKTIO
FUNKTION SUUNNITTELUPORTAAT
KOMMENTTI
PARAMETRI
MÄÄRITTELYJOUKKO
KOODIAAPINEN MOOC - SYKSY 2015

19. Vinkkejä viikon
palautustehtävään
Tällä viikolla prosessi on tärkeämpi kuin lopputulos. Tarkoitus on
suunnitella tyhjästä yksi funktio, joka tekee jotain hyödyllistä. Tämä on
ensimmäinen yksinkertainen ohjelmasi, jonka suunnittelet, toteutat ja
testaat. Tässä käydään siis läpi minimittakaavassa oikean
ohjelmistoprojektin vaiheet. Huomaa, että suunnittelu on isompi (ja
vaikeampi prosessi), kuin toteutus ja testaus.
KOODIAAPINEN MOOC - SYKSY 2015
Suunnittelu:
0) Tarkoitus
1) Esittely
2) Runko (stub)
3) Esimerkit/testit
Toteutus:
4) Funktion toteutus
ja testaus

20. Vinkkejä viikon
palautustehtävään
Funktio on hyvä funktio, kun se tekee vain yhden asian. Jos tavoittelet
monimutkaista funktiota, joka tekee kaksi asiaa, sinun pitäisi tehdä kaksi
erillistä funktiota. Jos näyttää siltä, että viikkotehtäväsi paisuu yli kolmen
funktion, suosittelen tehtävän rajaamista! Toki jos intoa riittää,
pidemmällekin saa mennä. Tärkeintä on, että osaat tunnistaa muuttuvia
asioita ja vakioita sekä osaat suunnitella esimerkit/testit funktiolle. Pidä
mielessä sama periaate kuin ensimmäisellä viikolla: tee paloissa. Pieni,
yksinkertainen apufunktio on helppo suunnitella, koodata ja testata. Iso
monimutkainen funktio on sitten helppo koostaa valmiista
apufunktioista.
KOODIAAPINEN MOOC - SYKSY 2015
funktio
apufunktio1
apufunktio2

21. Racket
DEBUGGAUS
Palaa tähän kohtaan, kun törmäät virheilmoituksiin!

22. Mistä virheilmoitukset voivat
johtuvat?
KOODIAAPINEN MOOC - SYKSY 2015
Virheilmoitus Syitä
define: expected at least one variable after the function
name, but found none
Esimerkki
define: expected only one expression after the variable name
neliö, but found 1 extra part
Esimerkki
a: this variable is not defined Esimerkki(1)
Esimerkki(2)
check-expect: expects 2 arguments, but found only 1 Esimerkki
define: expected only one expression for the function body,
but found 2 extra parts
Esimerkki(1)
Esimerkki(2)
Esimerkki(3)
… this function is not defined Esimerkki

23. Debuggaus:
define: expected at least one
variable after the function name…
KOODIAAPINEN MOOC - SYKSY 2015
Racket BSL – kielessä ei sallita
funktioita, joilla ei ole yhtään
parametria (muuttujaa).
Lisää funktiollesi vähintään yksi
parametri:
(define (neliö a)
0)
ja paina ”run”.
Huom! Tämä on ”stub” (ei tee mitään
älykästä).

24. Debuggaus:
define: expected only one expression
after the variable name …
KOODIAAPINEN MOOC - SYKSY 2015
Koska define:llä voidaan määritellä
myös muuttuja (vakio) tämä
tulkitaan vääränlaiseksi muuttujan
arvon asettamiseksi (neliö sanan
jälkeen on kaksi lauseketta a ja 0,
kun pitäisi olla vain yksi).
Lisää sulut funktion nimen ja
parametrin ympärille:
(define (neliö a)
0)
ja paina ”run”.
Huom! Tämä on ”stub” (ei tee mitään
älykästä).

25. Debuggaus:
a: this variable is not defined (1)
KOODIAAPINEN MOOC - SYKSY 2015
Parametriin (muuttujaan) a voidaan
viitata vain funktion sisällä. Tässä
siihen viitataan sen ulkopuolella,
jonne se ei ”näy”. Check-expect
lauseissa pitää käyttää valittuja
esimerkkiarvoja.
Lisää a:n tilalle tässä valittu
esimerkkiluku 45:
(check-expect (neliö 45)
(* 45 45))
ja paina ”run”.

26. Debuggaus:
a: this variable is not defined (2)
KOODIAAPINEN MOOC - SYKSY 2015
Parametriin (muuttujaan) a voidaan
viitata vain funktion sisällä. Tässä
siihen viitataan sen ulkopuolella,
jonne se ei ”näy”. Check-expect
lauseissa pitää käyttää valittuja
esimerkkiarvoja.
Lisää a:n tilalle tässä valittu
esimerkkiluku 45:
(check-expect (neliö 45)
(* 45 45))
ja paina ”run”.

27. Debuggaus:
a: this variable is not defined (2)
KOODIAAPINEN MOOC - SYKSY 2015
Parametriin (muuttujaan) a voidaan
viitata vain funktion sisällä. Tässä
siihen viitataan sen ulkopuolella,
jonne se ei ”näy”. Check-expect
lauseissa pitää käyttää valittuja
esimerkkiarvoja.
Lisää a:n tilalle tässä valittu
esimerkkiluku 45:
(check-expect (neliö 45)
(* 45 45))
ja paina ”run”.

28. Debuggaus:
check-expect: expects 2 arguments,
but found only 1
KOODIAAPINEN MOOC - SYKSY 2015
Check-expect – funktio ottaa kaksi
argumenttia. Ensimmäinen kutsuu
testattavaa funktiota (neliö), ja
toinen tuottaa esimerkkiarvon,
johon uuden funktion paluuarvoa
verrataan. Tässä jälkimmäinen
”odotusarvo” on unohtunut pois.
Lisää ”odotusarvo”:
(check-expect (neliö 45)
(* 45 45))
ja paina ”run”.

29. Debuggaus:
define: expected only one expression
for the function body, but found 2…(1)
KOODIAAPINEN MOOC - SYKSY 2015
Funktion pitää palauttaa aina yksi
lauseke. Tällä yhden lausekkeen
sijaan tulkitaan olevan kolme a, * ja
a. Racket – lauseke muodostettiin
sulkumerkkien avulla ja funktion
nimi kirjoitetaan heti ”sulkuauki”-
merkin jälkeen.
Lisää sulut ja siirrä funktion nimi
oikealle paikalle:
(define (neliö a)
(* a a))
a paina ”run”.

30. Debuggaus:
define: expected only one expression
for the function body, but found 2…(2)
KOODIAAPINEN MOOC - SYKSY 2015
Funktion pitää palauttaa aina yksi
lauseke. Tässä funktion sisällä on
kaksi erillistä Racket – lauseketta:
stub-koodi (0) sekä lopullinen
funktion toteutus (* a a).
Poista stub-koodi:
(define (neliö a)
(* a a))
a paina ”run”.

31. Debuggaus:
define: expected only one expression
for the function body, but found 2…(3)
KOODIAAPINEN MOOC - SYKSY 2015
Funktion pitää palauttaa aina yksi
lauseke. Tässä funktion sisällä on
kaksi erillistä Racket – lauseketta.
Yhdistä erilliset lausekkeet (tai
poista turha lauseke):
(define (neliö a)
(number->string(* a a)))
a paina ”run”.

32. Debuggaus:
… this function is not defined
KOODIAAPINEN MOOC - SYKSY 2015
Check-expect – lauseke testaa
neliö-funktiota mutta tässä sitä ei
ole määritetty.
Lisää neliö-funktion määrittely
(vähintään ”tyhmä” stub):
(define (neliö a)
0)
a paina ”run”.