feat: module and import exercises

src/tutorial/modules_imports/examples/ex1/main.py

@@ -0,0 +1,33 @@
+# Ziel dieses Skripts:
+#
+#   1. Das Produkt von 6 * 7 berechnen          → Erwartet: 42.0
+#   2. Die Kreisfläche für Radius 5 berechnen   → Erwartet: ~78.54
+#   3. Den genauen Wert von PI ausgeben         → Erwartet: 3.141592653589793
+#
+# ----------------------------------------------------------------------
+# AUFGABE: Das Skript liefert falsche Ergebnisse. Finde den Fehler und
+#          korrigiere die Import-Anweisungen – ohne den restlichen Code
+#          zu verändern!
+# ----------------------------------------------------------------------
+
+# from src.mathematik import berechne, PI  # (1) Import aus mathematik
+# from src.geometrie import berechne, PI  # (2) Import aus geometrie
+import src.geometrie as geo
+import src.mathematik as mathe
+
+
+def main():
+    # --- Aufgabe 1: Produkt berechnen (nutzt mathematik.berechne) ---
+    produkt = mathe.berechne(6, 7)  # Erwartet: 42.0 — bekommt aber einen Fehler!
+    print(f"6 × 7 = {produkt}")
+
+    # --- Aufgabe 2: Kreisfläche (nutzt geometrie.berechne) ---
+    flaeche = geo.berechne(5)  # Erwartet: ~78.54
+    print(f"Kreisfläche (r=5): {flaeche:.4f}")
+
+    # --- Aufgabe 3: PI-Wert ---
+    print(f"PI = {mathe.PI}")  # Erwartet: 3.141592653589793
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    main()

src/tutorial/modules_imports/examples/ex1/src/geometrie.py

@@ -0,0 +1,14 @@
+# geometrie.py
+# Modul für geometrische Berechnungen (Kreisflächen, Umfang usw.)
+
+PI = 3.14  # Vereinfachter Wert (nur 2 Nachkommastellen!)
+
+
+def berechne(radius: float) -> float:
+    """Berechnet die Fläche eines Kreises: A = PI * r²"""
+    return PI * radius**2
+
+
+def umfang(radius: float) -> float:
+    """Berechnet den Umfang eines Kreises: U = 2 * PI * r"""
+    return 2 * PI * radius

src/tutorial/modules_imports/examples/ex1/src/mathematik.py

@@ -0,0 +1,14 @@
+# mathematik.py
+# Modul für allgemeine mathematische Berechnungen
+
+PI = 3.141592653589793  # Hochpräziser Wert
+
+
+def berechne(a: float, b: float) -> float:
+    """Berechnet das Produkt zweier Zahlen."""
+    return a * b
+
+
+def potenz(basis: float, exponent: int) -> float:
+    """Berechnet basis hoch exponent."""
+    return basis**exponent

src/tutorial/modules_imports/examples/ex2/main.py

@@ -0,0 +1,59 @@
+# Ziel dieses Skripts:
+#
+#   Testergebnisse einer Klasse auswerten und formatiert ausgeben.
+#
+#   Gegeben: Punkte von 5 Studierenden (von max. 100 Punkten)
+#   Erwartet:
+#     Mittelwert    →  73.5  (kaufm. gerundet → 74  → "Gut")
+#     Max. Punkte   →  100   (aus statistik.MAX_WERT)
+#
+# ----------------------------------------------------------------------
+# AUFGABE: Das Skript gibt falsche Werte aus. Es gibt keine Fehlermeldung
+#          vom Interpreter. Finde heraus, warum die Ergebnisse falsch sind
+#          und korrigiere die Import-Anweisungen!
+# ----------------------------------------------------------------------
+
+from src.statistik import (
+    runde,
+    mittelwert,
+    bewerte,
+    MAX_WERT,
+)  # importiert: runde, mittelwert, bewerte, MAX_WERT, MIN_WERT
+from src.formatierung import (
+    trennlinie,
+)  # importiert: runde, als_prozent, trennlinie, MAX_WERT, MIN_WERT
+
+PUNKTE = [92, 85, 61, 48, 82]
+
+
+def auswertung():
+    print(trennlinie("="))
+    print("  TESTERGEBNISSE")
+    print(trennlinie("="))
+
+    # --- Mittelwert berechnen und benoten ---
+    mw = mittelwert(PUNKTE)
+    mw_gerundet = runde(mw)  # Soll kaufm. auf int runden → Erwartet: 74
+    note = bewerte(mw)
+
+    print(f"  Mittelwert     : {mw}")
+    print(f"  Gerundet       : {mw_gerundet}   ← Erwartet: 74  (int)")
+    print(f"  Durchschnittsnote: {note}")
+
+    print(trennlinie())
+
+    # --- Maximale Punktzahl aus dem Modul ---
+    print(f"  Max. Punkte    : {MAX_WERT}   ← Erwartet: 100")
+
+    print(trennlinie())
+
+    # --- Einzelne Ergebnisse ---
+    print("  Einzelergebnisse:")
+    for p in PUNKTE:
+        print(f"    {p:>3} Punkte  → {bewerte(p)}")
+
+    print(trennlinie("="))
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    auswertung()

src/tutorial/modules_imports/examples/ex2/src/formatierung.py

@@ -0,0 +1,21 @@
+# formatierung.py
+# Modul für Ausgabe-Formatierung und Darstellung
+
+MAX_WERT = 255  # Maximaler RGB-Farbwert (0–255)
+MIN_WERT = 0  # Minimaler RGB-Farbwert
+
+
+def runde(wert: float, stellen: int = 2) -> float:
+    """Rundet auf 'stellen' Nachkommastellen (für Anzeige-Formatierung)."""
+    faktor = 10**stellen
+    return int(wert * faktor + 0.5) / faktor
+
+
+def als_prozent(wert: float, gesamt: float) -> str:
+    """Gibt einen Wert als formatierten Prozentstring zurück."""
+    return f"{runde(wert / gesamt * 100)} %"
+
+
+def trennlinie(zeichen: str = "-", laenge: int = 40) -> str:
+    """Erzeugt eine Trennlinie für die Konsolenausgabe."""
+    return zeichen * laenge

src/tutorial/modules_imports/examples/ex2/src/statistik.py

@@ -0,0 +1,30 @@
+# statistik.py
+# Modul für statistische Berechnungen
+
+MAX_WERT = 100  # Maximale Punktzahl in einem Test (0–100)
+MIN_WERT = 0  # Minimale Punktzahl
+
+
+def runde(wert: float) -> int:
+    """Rundet kaufmännisch auf ganze Zahlen (für Testergebnisse)."""
+    return int(wert + 0.5)
+
+
+def mittelwert(werte: list[float]) -> float:
+    """Berechnet den arithmetischen Mittelwert einer Liste."""
+    return sum(werte) / len(werte)
+
+
+def bewerte(punkte: float) -> str:
+    """Gibt eine Note zurück basierend auf Punktzahl (0–100)."""
+    p = runde(punkte)
+    if p >= 90:
+        return "Sehr gut"
+    elif p >= 75:
+        return "Gut"
+    elif p >= 60:
+        return "Befriedigend"
+    elif p >= 45:
+        return "Ausreichend"
+    else:
+        return "Ungenügend"

src/tutorial/modules_imports/examples/ex3/custom_random.py

@@ -0,0 +1,27 @@
+# random.py
+#
+# Dieses Modul wurde angelegt, um eigene Hilfsfunktionen für
+# "Zufallsentscheidungen" in der Lotterie-Logik bereitzustellen.
+#
+# Es definiert einige der gleichen Funktionen wie das Standardmodul –
+# aber mit vereinfachter (fehlerhafter) Implementierung.
+
+
+def randint(a: int, b: int) -> int:
+    """Gibt eine 'zufällige' Ganzzahl zwischen a und b zurück."""
+    return a  # ← gibt IMMER den kleinsten Wert zurück!
+
+
+def shuffle(lst: list) -> None:
+    """Mischt eine Liste in-place."""
+    pass  # ← tut gar nichts!
+
+
+def sample(population: list, k: int) -> list:
+    """Gibt k zufällige Elemente aus population zurück."""
+    return list(population)[:k]  # ← gibt IMMER die ersten k Elemente zurück!
+
+
+def seed(a=None):
+    """Setzt den Zufallsgenerator-Seed."""
+    pass  # ← keine Wirkung

src/tutorial/modules_imports/examples/ex3/main.py

@@ -0,0 +1,51 @@
+# Lotterie-Simulation: Zieht 6 aus 45 Zahlen, dazu eine Zusatzzahl.
+#
+# Wiederholt die Ziehung 5× und gibt die Ergebnisse aus.
+# Anschließend wird die Gewinnerliste zufällig gemischt.
+#
+# Erwartetes Verhalten:
+#   • Jede Ziehung liefert 6 VERSCHIEDENE, ZUFÄLLIGE Zahlen aus 1–45
+#   • Wiederholte Aufrufe liefern UNTERSCHIEDLICHE Ergebnisse
+#   • Die Teilnehmerliste ist nach dem Mischen in ZUFÄLLIGER Reihenfolge
+#
+# ----------------------------------------------------------------------
+# AUFGABE: Das Programm läuft ohne Fehlermeldung, aber die Ergebnisse
+#          sind offensichtlich nicht zufällig. Finde die Ursache und
+#          behebe den Fehler – ohne ziehung.py oder statistik.py zu ändern!
+#
+# REMARK:  Möglicherweise ist das Problem sogar abhängig von der verwendeten
+#          IDE... Lasst das main.py mal aus eurer IDE laufen sowie aus dem
+#          Terminal. Sind die Resultate gleich?
+# ----------------------------------------------------------------------
+
+from ziehung import ziehe_zahlen, ziehe_zusatzzahl
+from statistik import simuliere_ziehungen, mische_teilnehmer
+
+TEILNEHMER = ["Alice", "Bob", "Carol", "Dave", "Eve"]
+
+
+def main():
+    print("=" * 45)
+    print("       LOTTO-SIMULATION  (6 aus 45)")
+    print("=" * 45)
+
+    print("\n--- 5 unabhängige Ziehungen ---")
+    for i, ziehung in enumerate(simuliere_ziehungen(5), 1):
+        print(f"  Ziehung {i}: {ziehung}")
+
+    print("\n--- Einzelziehung mit Zusatzzahl ---")
+    haupt = ziehe_zahlen()
+    zusatz = ziehe_zusatzzahl(haupt)
+    print(f"  Hauptzahlen : {haupt}")
+    print(f"  Zusatzzahl  : {zusatz}")
+
+    print("\n--- Gewinnerliste (zufällig gemischt) ---")
+    gemischt = mische_teilnehmer(TEILNEHMER)
+    for rang, name in enumerate(gemischt, 1):
+        print(f"  Rang {rang}: {name}")
+
+    print("=" * 45)
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    main()

src/tutorial/modules_imports/examples/ex3/statistik.py

@@ -0,0 +1,20 @@
+# Wertet mehrere Lottoziehungen statistisch aus
+
+import custom_random
+from ziehung import ziehe_zahlen
+
+
+def simuliere_ziehungen(anzahl: int = 10) -> list[list[int]]:
+    """Führt 'anzahl' unabhängige Lottoziehungen durch."""
+    ergebnisse = []
+    for _ in range(anzahl):
+        zahlen = ziehe_zahlen()
+        ergebnisse.append(zahlen)
+    return ergebnisse
+
+
+def mische_teilnehmer(teilnehmer: list[str]) -> list[str]:
+    """Mischt die Teilnehmerliste zufällig (z. B. für Gewinner-Reihenfolge)."""
+    kopie = teilnehmer[:]
+    custom_random.shuffle(kopie)
+    return kopie

src/tutorial/modules_imports/examples/ex3/ziehung.py

@@ -0,0 +1,19 @@
+# lotterie/ziehung.py
+# Modul für die eigentliche Lottoziehung
+
+import custom_random
+
+ZAHLEN_POOL = list(range(1, 46))  # Zahlen 1–45
+
+
+def ziehe_zahlen(anzahl: int = 6) -> list[int]:
+    """Zieht 'anzahl' verschiedene Lottozahlen aus dem Pool."""
+    gezogen = custom_random.sample(ZAHLEN_POOL, anzahl)
+    gezogen.sort()
+    return gezogen
+
+
+def ziehe_zusatzzahl(ausgeschlossen: list[int]) -> int:
+    """Zieht eine Zusatzzahl, die nicht in der Hauptziehung vorkommt."""
+    pool = [z for z in ZAHLEN_POOL if z not in ausgeschlossen]
+    return custom_random.randint(1, len(pool) - 1)  # ← Index in pool, dann Lookup

src/tutorial/modules_imports/examples/ex4/main.py

@@ -0,0 +1,53 @@
+# Schulverwaltungs-Simulation:
+#   • Drei Schüler werden angelegt (mit Noten in zwei Kursen)
+#   • Zwei Kurse werden erstellt, Schüler werden eingeschrieben
+#   • Notenspiegel je Schüler und Kursbericht je Kurs wird ausgegeben
+#
+# ----------------------------------------------------------------------
+# AUFGABE:  Das Programm lässt sich gar nicht erst starten – es gibt
+#           sofort einen ImportError.
+#
+#           1. Lies die Fehlermeldung sorgfältig und zeichne den
+#              Importgraphen auf:  Welches Modul importiert welches?
+#
+#           2. Versuche durch eine geeignete Gegenmassnahme den Fehler zu
+#              beheben.
+# ----------------------------------------------------------------------
+
+from src.kurs import Kurs
+from src.schueler import Schueler
+
+
+def main():
+    # --- Schüler anlegen ---
+    anna = Schueler("Anna Meier", {"Mathematik": 2.5, "Deutsch": 3.0})
+    ben = Schueler("Ben Keller", {"Mathematik": 5.0, "Deutsch": 2.0})
+    clara = Schueler("Clara Huber", {"Mathematik": 3.5, "Deutsch": 4.5})
+
+    # --- Kurse anlegen und Schüler einschreiben ---
+    mathe = Kurs("Mathematik")
+    deutsch = Kurs("Deutsch")
+
+    for s in [anna, ben, clara]:
+        mathe.einschreiben(s)
+        deutsch.einschreiben(s)
+
+    # --- Ausgabe Notenspiegel ---
+    print("=" * 45)
+    print("  NOTENSPIEGEL")
+    print("=" * 45)
+    for s in [anna, ben, clara]:
+        print(s.notenspiegel())
+        print()
+
+    # --- Ausgabe Kursberichte ---
+    print("=" * 45)
+    print("  KURSBERICHTE")
+    print("=" * 45)
+    print(mathe.kursbericht())
+    print(deutsch.kursbericht())
+    print("=" * 45)
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    main()

src/tutorial/modules_imports/examples/ex4/notenrechner.py

@@ -0,0 +1,16 @@
+# ---------------------------------------------------------------
+# Gemeinsam genutzte Hilfsfunktion – wird auch in schueler.py
+# über den Import von oben verwendet.
+# ---------------------------------------------------------------
+
+
+def ist_bestanden(note: float) -> bool:
+    """Gibt True zurück, wenn die Note ≤ 4.0 (bestanden) ist."""
+    return note <= 4.0
+
+
+def berechne_klassendurchschnitt(noten: list[float]) -> float:
+    """Berechnet den Notendurchschnitt einer Gruppe."""
+    if not noten:
+        return 0.0
+    return round(sum(noten) / len(noten), 2)

src/tutorial/modules_imports/examples/ex4/src/kurs.py

@@ -0,0 +1,35 @@
+# schulverwaltung/kurs.py
+#
+# Verwaltet Kurse und eingeschriebene Schüler.
+# Benötigt die Schueler-Klasse aus schueler.py für die Einschreibung
+# und Notenauswertung.
+
+from notenrechner import ist_bestanden, berechne_klassendurchschnitt
+from .schueler import Schueler
+
+
+class Kurs:
+    def __init__(self, name: str):
+        self.name = name
+        self.schueler: list[Schueler] = []
+
+    def einschreiben(self, schueler: Schueler) -> None:
+        """Schreibt einen Schüler in diesen Kurs ein."""
+        self.schueler.append(schueler)
+
+    def kursbericht(self) -> str:
+        """Gibt eine Übersicht über alle Schüler und den Kursdurchschnitt aus."""
+        zeilen = [f"\n  Kurs: {self.name}  ({len(self.schueler)} Schüler)"]
+        noten_im_kurs = []
+
+        for s in self.schueler:
+            note = s.noten.get(self.name)
+            if note is not None:
+                status = "✓" if ist_bestanden(note) else "✗"
+                zeilen.append(f"    {status}  {s.name:<20} {note:.1f}")
+                noten_im_kurs.append(note)
+
+        if noten_im_kurs:
+            schnitt = berechne_klassendurchschnitt(noten_im_kurs)
+            zeilen.append(f"  → Klassendurchschnitt: {schnitt:.2f}")
+        return "\n".join(zeilen)

src/tutorial/modules_imports/examples/ex4/src/schueler.py

@@ -0,0 +1,28 @@
+# Verwaltet Schüler-Daten und prüft den Abschlussstatus.
+# Benötigt ist_bestanden() aus kurs.py, um festzustellen ob
+# ein Schüler alle Kurse bestanden hat.
+
+from notenrechner import ist_bestanden
+
+
+class Schueler:
+    def __init__(self, name: str, noten: dict[str, float]):
+        """
+        name   : Vollständiger Name des Schülers
+        noten  : {Kursname: Note}  z. B. {'Mathematik': 4.5, 'Deutsch': 3.0}
+        """
+        self.name = name
+        self.noten = noten
+
+    def kann_abschliessen(self) -> bool:
+        """Gibt True zurück, wenn alle Kursnoten bestanden sind (Note ≤ 4.0)."""
+        return all(ist_bestanden(note) for note in self.noten.values())
+
+    def notenspiegel(self) -> str:
+        """Gibt eine formatierte Übersicht aller Noten zurück."""
+        zeilen = [f"  Schüler: {self.name}"]
+        for kurs, note in self.noten.items():
+            status = "✓" if ist_bestanden(note) else "✗"
+            zeilen.append(f"    {status}  {kurs:<18} Note: {note:.1f}")
+        zeilen.append(f"  → Abschluss möglich: {self.kann_abschliessen()}")
+        return "\n".join(zeilen)