practicum_3_statistiek_student.py

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

"""
Oriëntatie op AI

Practicum 3: statistiek

(c) 2019 Hogeschool Utrecht
Bart van Eijkelenburg (bart.vaneijkelenburg@hu.nl)
Tijmen Muller (tijmen.muller@hu.nl)


Opdracht: werk onderstaande functies uit. Elke functie krijgt een
          niet-lege en ongesorteerde lijst *lst* met gehele
          getallen (int) als argument.

Je kunt je functies testen met het gegeven raamwerk door het bestand
uit te voeren (of met behulp van pytest, als je weet hoe dat werkt).
Lever je werk in op Canvas als alle tests slagen.

Let op! Het is niet toegestaan om bestaande modules te importeren en te
        gebruiken, zoals `math` en `statistics`.
"""

# Vul hier je naam, klas en studentnummer in
naam = ""
klas = ""
studentnummer = -1


def mean(lst):
    """ Retourneer het gemiddelde (float) van de lijst lst. """
    return


def rnge(lst):
    """ Retourneer het bereik (int) van de lijst lst. """
    return


def median(lst):
    """ Retourneer de mediaan (float) van de lijst lst. """
    return


def q1(lst):
    """
    Retourneer het eerste kwartiel Q1 (float) van de lijst lst.
    Tip: maak gebruik van median()
    """
    return


def q3(lst):
    """ Retourneer het derde kwartiel Q3 (float) van de lijst lst. """
    return


def var(lst):
    """ Retourneer de variantie (float) van de lijst lst. """
    return


def std(lst):
    """ Retourneer de standaardafwijking (float) van de lijst lst. """
    return


def freq(lst):
    """
    Retourneer een dictionary met als keys de waardes die voorkomen in lst en
    als value het aantal voorkomens van die waarde.

    Examples:
        >>> freq([0, 0, 4, 5])
        {0: 2, 4: 1, 5: 1}
    """
    freqs = dict()
    return freqs


def modes(lst):
    """ Retourneer een gesorteerde lijst (list) van de modi van lijst lst. """
    modi = []
    return sorted(modi)


"""
==========================[ HU TESTRAAMWERK ]================================
Onderstaand staan de tests voor je code -- hieronder mag je niets wijzigen!
Je kunt je code testen door deze file te runnen of met behulp van pytest.
"""
import random
import statistics


def my_assert_args(function, args, expected_output, check_type=True):
    """
    Controleer of gegeven functie met gegeven argumenten het verwachte resultaat oplevert.
    Optioneel wordt ook het return-type gecontroleerd.
    """
    argstr = str(args).replace(',)', ')')
    output = function(*args)

    # Controleer eerst het return-type (optioneel)
    if check_type:
        msg = f"Fout: {function.__name__}{argstr} geeft geen {type(expected_output)} terug als return-type"
        assert type(output) is type(expected_output), msg

    # Controleer of de functie-uitvoer overeenkomt met de gewenste uitvoer
    msg = f"Fout: {function.__name__}{argstr} geeft {output} in plaats van {expected_output}"
    if type(expected_output) is float:
        # Vergelijk bij float als return-type op 7 decimalen om afrondingsfouten te omzeilen
        assert round(output - expected_output, 7) == 0, msg
    else:
        assert output == expected_output, msg


def test_id():
    assert naam != "", "Je moet je naam nog invullen!"
    assert studentnummer != -1, "Je moet je studentnummer nog invullen!"
    assert klas != "", "Je moet je klas nog invullen!"


def test_mean():
    testcases = [
        (([4, 2, 5, 8, 6],), 5.0),
        (([1, 3, 2, 4, 6, 2, 4, 2],), 3.0)
    ]

    for case in testcases:
        my_assert_args(mean, case[0], case[1])

    for lst_size in range(1, 11):
        lst_test = [random.choice(range(5)) for _ in range(lst_size)]
        my_assert_args(mean, (lst_test,), statistics.mean(lst_test), False)


def test_rnge():
    testcases = [
        (([4, 2, 5, 8, 6],), 6),
        (([1, 3, 2, 4, 6, 2, 4, 2],), 5)
    ]

    for case in testcases:
        my_assert_args(rnge, case[0], case[1])


def test_median():
    testcases = [
        (([4, 2, 5, 8, 6],), 5.0),
        (([1, 3, 4, 6, 4, 2],), 3.5),
        (([1, 3, 4, 6, 2, 4, 2],), 3.0),
        (([1, 3, 2, 4, 6, 2, 4, 2],), 2.5)
    ]

    for case in testcases:
        my_assert_args(median, case[0], case[1])

    for lst_size in range(1, 11):
        lst_test = [random.choice(range(5)) for _ in range(lst_size)]
        my_assert_args(median, (lst_test,), statistics.median(lst_test), False)


def test_q1():
    testcases = [
        (([4, 2, 5, 8, 6],), 3.0),
        (([1, 3, 4, 6, 4, 2],), 2.0),
        (([1, 3, 5, 6, 1, 4, 2],), 1.0),
        (([5, 7, 4, 4, 6, 2, 8],), 4.0),
        (([0, 5, 5, 6, 7, 7, 12],), 5.0),
        (([1, 3, 3, 5, 6, 2, 4, 1],), 1.5),
        (([3, 5, 7, 8, 9, 11, 15, 16, 20, 21],), 7.0),
        (([1, 2, 5, 6, 7, 9, 12, 15, 18, 19, 27],), 5.0)

    ]

    for case in testcases:
        my_assert_args(q1, case[0], case[1])


def test_q3():
    testcases = [
        (([4, 2, 5, 8, 6],), 7.0),
        (([1, 3, 4, 6, 4, 2],), 4.0),
        (([1, 3, 5, 6, 2, 4, 1],), 5.0),
        (([5, 7, 4, 4, 6, 2, 8],), 7.0),
        (([0, 5, 5, 6, 7, 7, 12],), 7.0),
        (([1, 3, 3, 5, 6, 2, 4, 1],), 4.5),
        (([3, 5, 7, 8, 9, 11, 15, 16, 20, 21],), 16.0),
        (([1, 2, 5, 6, 7, 9, 12, 15, 18, 19, 27],), 18.0)

    ]

    for case in testcases:
        my_assert_args(q3, case[0], case[1])


def test_var():
    testcases = [
        (([4, 2, 5, 8, 6],), 4.0),
        (([1, 3, 2, 4, 6, 2, 4, 2],), 2.25)
    ]

    for case in testcases:
        my_assert_args(var, case[0], case[1])

    for lst_size in range(1, 11):
        lst_test = [random.choice(range(5)) for _ in range(lst_size)]
        my_assert_args(var, (lst_test,), statistics.pvariance(lst_test), False)


def test_std():
    testcases = [
        (([4, 2, 5, 8, 6],), 2.0),
        (([1, 3, 2, 4, 6, 2, 4, 2],), 1.5)
    ]

    for case in testcases:
        my_assert_args(std, case[0], case[1])

    for lst_size in range(1, 11):
        lst_test = [random.choice(range(5)) for _ in range(lst_size)]
        my_assert_args(std, (lst_test,), statistics.pstdev(lst_test), False)


def test_freq():
    testcases = [
        (([4, 2, 5, 8, 6],), {2: 1, 4: 1, 5: 1, 6: 1, 8: 1}),
        (([1, 3, 4, 6, 4, 2],), {1: 1, 2: 1, 3: 1, 4: 2, 6: 1}),
        (([1, 3, 5, 6, 2, 4, 1],), {1: 2, 2: 1, 3: 1, 4: 1, 5: 1, 6: 1}),
        (([1, 3, 3, 5, 6, 2, 4, 1],), {1: 2, 2: 1, 3: 2, 4: 1, 5: 1, 6: 1})
    ]

    for case in testcases:
        my_assert_args(freq, case[0], case[1])


def test_modes():
    testcases = [
        (([4, 2, 5, 8, 6],), [2, 4, 5, 6, 8]),
        (([1, 3, 4, 6, 4, 2],), [4]),
        (([1, 3, 4, 6, 2, 4, 2],), [2, 4]),
        (([1, 3, 2, 4, 6, 2, 4, 2],), [2])
    ]

    for case in testcases:
        my_assert_args(modes, case[0], case[1])


if __name__ == '__main__':
    try:
        print("\x1b[0;32m")
        test_id()

        test_mean()
        print("Je functie mean(lst) werkt goed!")

        test_rnge()
        print("Je functie rnge(lst) werkt goed!")

        test_median()
        print("Je functie median(lst) werkt goed!")

        test_q1()
        print("Je functie q1(lst) werkt goed!")

        test_q3()
        print("Je functie q3(lst) werkt goed!")

        test_var()
        print("Je functie var(lst) werkt goed!")

        test_std()
        print("Je functie std(lst) werkt goed!")

        test_freq()
        print("Je functie freq(lst) werkt goed!")

        test_modes()
        print("Je functie modes(lst) werkt goed!")

        print("\nGefeliciteerd, alles lijkt te werken!")
        print("Lever je werk nu in op Canvas...")

        def hist(freqs):
            v_min = min(freqs.keys())
            v_max = max(freqs.keys())

            histo = str()
            for i in range(v_min, v_max + 1):
                histo += "{:5d} ".format(i)
                if i in freqs.keys():
                    histo += "█" * freqs[i]
                histo += '\n'

            return histo

        print("\x1b[0;30m")
        s = input("Geef een reeks van gehele getallen (gescheiden door een spatie): ")
        userlst = [int(c) for c in s.split()]

        print("\nHet gemiddelde is {:.2f}".format(mean(userlst)))
        print("De modi zijn {}".format(modes(userlst)))
        print("De mediaan is {:.2f}".format(median(userlst)))
        print("Q1 is {:.2f}".format(q1(userlst)))
        print("Q3 is {:.2f}".format(q3(userlst)))

        print("Het bereik is {}".format(rnge(userlst)))
        print("De variantie is {:.2f}".format(var(userlst)))
        print("De standaardafwijking is {:.2f}".format(std(userlst)))

        print("\nHistogram (gekanteld):\n\n" + hist(freq(userlst)))

    except AssertionError as ae:
        print("\x1b[0;31m")
        print(ae)