Information
Diese Aufgabe basiert auf keinem CS50 Practice Problem. Jedoch wurde sie von einem ehemaligen Modul des PSI-Lehrstuhl inspiriert.
Disclaimer: Diese Aufgabe wurde nicht vom Lehrstuhl herausgegeben und kann Fehler enthalten. Sie dient, wie das gesamte Material von inf-lab.dev, lediglich zu Übungszwecken!
Das Wetter kann entscheidend sein – sei es für die Wahl des nächsten Urlaubsziels oder die Planung von Aktivitäten. Aber wie findet man gezielt Orte, die den eigenen Wettervorstellungen entsprechen? Um dies zu erleichtern, entwickeln wir ein Python-Programm, das genau diese Aufgabe übernimmt. Unser Programm wird letztendlich in der Lage sein, Orte abhängig von den lokalen Wettergegebenheiten zu filtern.
Um das Aufgabenmeterial herunterzuladen, gib folgenden Befehl in ein neues Terminal in deinem Codespace ein:
wget -O - https://inf-lab.dev/weather/material/lab-weather.zip.sh | bashNachdem du das Aufgabenmaterial heruntergeladen hast, beginne damit, dich mit den bereitgestellten Dateien vertraut zu machen. Im Projekt findest du die Dateien main.py, filter.py, city_weather.py und weather_service.py. Nimm dir etwas Zeit, um alle Dateien zu öffnen und ihren Aufbau sowie ihre grundlegende Funktionalität zu verstehen.
Information
Die Datei weather_service.py wird nur benötigt, falls es Probleme mit der wttr.in-API gibt, die wir in den folgenden Teilaufgaben verwenden möchten. Du kannst den Flask-Server, der die gleiche Funktionalität wie wttr.in bietet, mit dem Befehl python weather_service.py starten. Was dabei genau passiert, musst du an dieser Stelle noch nicht verstehen. Flask wird im Rahmen der Vorlesung noch ausführlich behandelt. Möglicherweise hast du dann auch Verbesserungsvorschläge für weather_service.py. Diese ist nämlich sehr minimalistisch gehalten und nicht perfekt.
In der Datei city_weather.py ist bereits eine Klasse namens CityWeather gegeben. Darin werden die folgenden Inhalte gespeichert:
city_name: Der Name der Stadt.condition: Das Symbol, welches anzeigt, wie das Wetter momentan ist - im unten stehenden Beispiel "🌫".temperature: Die aktuelle Temperatur in der Stadt als Ganzzahl.wind: Die Windgeschwindigkeit ebenfalls als Ganzzahl.Ein zentraler Bestandteil dieser Aufgabe ist der Wetterdienst wttr.in. Besuche die Website zunächst im Browser und rufe dort die Wetterinformationen für Bamberg ab, um ein Gefühl dafür zu bekommen, wie die Daten dargestellt werden. Lies dir anschließend die Dokumentation durch, um die verschiedenen Konfigurationsmöglichkeiten und Ausgabeformate zu verstehen.
Für die kommenden Teilaufgaben benötigen wir nicht alle Informationen, die der Dienst bereitstellt. Von Interesse sind lediglich die folgenden Daten für einen bestimmten Ort:
Ein Beispiel für eine solche reduzierte Ausgabe könnte wie folgt aussehen:
Bamberg: 🌫 🌡️+0°C 🌬️→6km/hHier wurde das Wetter für Bamberg abgefragt.
Um diese reduzierte Darstellung von wttr.in abzurufen, musst du spezifische Parameter in der URL verwenden. Diese Parameter legen fest, welche Informationen zurückgegeben werden. Passe die URL so an, dass nur die gewünschten Daten – das Wetter-Symbol, die Temperatur und die Windgeschwindigkeit – angezeigt werden.
In dieser Teilaufgabe automatisieren wir den Aufruf der zuvor im Browser verwendeten URL innerhalb eines Python-Skripts.
Hierfür sollst du eine Funktion namens fetch_weather implementieren, die die Wetterdaten für einen angegebenen Ort abruft. Der Name der Stadt wird der Funktion als Parameter city_name übergeben. Ziel ist es, die relevanten Wetterinformationen in folgendem Textformat zurückzugeben:
Bamberg: 🌫 🌡️+0°C 🌬️→6km/hDie Funktion fetch_weather soll eine HTTP-Anfrage an die API von wttr.in senden und die Wetterdaten im gewünschten Format abrufen. Zur Durchführung der Anfrage wirst du die requests-Bibliothek verwenden. Die Funktion soll die Wetterdaten als Zeichenkette zurückgeben, die Informationen zu folgenden Aspekten enthält: das Wetter-Symbol, die aktuelle Temperatur, die Windgeschwindigkeit und den Namen der Stadt.
Achte darauf, dass der Name der Stadt nicht fest im Code hinterlegt ist, sondern dynamisch durch den Parameter city_name übergeben wird. So kann die Funktion flexibel für verschiedene Städte eingesetzt werden.
Falls du die requests-Bibliothek noch nicht kennst, nimm dir zunächst etwas Zeit, um dich mit ihrer Funktionsweise vertraut zu machen.
In dieser Teilaufgabe sollst du eine Funktion namens extract_data implementieren, die das Ergebnis der Funktion fetch_weather (aus Teilaufgabe 2) entgegennimmt und die relevanten Informationen extrahiert: Stadtname, Wetter-Symbol, Temperatur und Windgeschwindigkeit.
Die Funktion extract_data erwartet einen String als Eingabe. Dieser entspricht der Wetterbeschreibung im Format:
Bamberg: 🌫 🌡️+0°C 🌬️→6km/hAus diesem String sollen die relevanten Daten – Stadtname, Symbol, Temperatur und Windgeschwindigkeit – extrahiert und verwendet werden, um ein Objekt der CityWeather-Klasse zu erstellen. Die Klasse CityWeather ist bereits in der Code Vorlage gegeben. Beim Erstellen eines CityWeather-Objekts werden die extrahierten Werte als Parameter übergeben.
Die Funktion extract_data gibt ein CityWeather-Objekt zurück, das die aufbereiteten Wetterinformationen enthält. Zusätzlich kannst du dieses Objekt einer Liste weather_data hinzufügen, die alle Wetterdaten speichert.
Implementiere die Funktion extract_data, um den String aus Teilaufgabe 2 zu analysieren, den Stadtnamen, die Temperatur, die Windgeschwindigkeit und das Wetter-Symbol zu extrahieren und daraus ein strukturiertes CityWeather-Objekt zu erstellen.
In dieser Teilaufgabe nutzen wir die gesamte Funktionalität der vorherigen Schritte, um eine vollständige Verarbeitungskette zu implementieren.
Im bestehenden Codegerüst gibt es bereits eine Liste von Städtenamen namens CITIES_LIST. Deine Aufgabe ist es, eine Schleife zu erstellen, die über diese Liste iteriert und für jede Stadt die Wetterdaten abruft. Hierzu verwendest du die Funktion fetch_weather, die das Wetter für eine Stadt als String zurückgibt.
Anschließend werden die Wetterdaten mit der Funktion extract_data verarbeitet. Diese Funktion extrahiert die relevanten Informationen – wie Temperatur, Windgeschwindigkeit und Wetter-Symbol – und gibt ein CityWeather-Objekt zurück. Dieses Objekt speicherst du in der Liste cities_weather, die am Ende der Schleife für jede Stadt ein vollständiges CityWeather-Objekt mit den entsprechenden Wetterinformationen enthält.
Die gesamte Logik soll innerhalb der main-Funktion implementiert werden, um sicherzustellen, dass der Code nur ausgeführt wird, wenn das Skript direkt gestartet wird.
Zusammengefasst:
CITIES_LIST.fetch_weather die Wetterdaten für jede Stadt ab.extract_data und erstelle ein CityWeather-Objekt.CityWeather-Objekt der Liste cities_weather hinzu.Am Ende enthält die Liste cities_weather alle Wetterinformationen für die Städte in CITIES_LIST.
In dieser Aufgabe geht es darum, die Liste cities_weather anhand spezifischer Filterkriterien zu durchsuchen und nur die Städte auszuwählen, die diesen Kriterien entsprechen. Die Filterlogik wird in der Datei filter.py implementiert. Hierfür nutzt du die bereits vorhandene Klasse Filter, die unverändert bleibt. Deine Aufgabe besteht darin, eine Subklasse der Filter-Klasse zu erstellen, die jeweils eine spezifische Filterlogik implementieren.
Die Subklasse, die du erstellen sollst, ist die TempRangeFilter. Diese Klasse erbt von Filter und ermöglicht es, Städte anhand eines definierten Temperaturbereichs zu filtern.
TempRangeFilter-Klasse werden zwei Parameter, min_temp und max_temp, übergeben. Diese geben den Temperaturbereich an, innerhalb dessen die Städte überprüft werden sollen.evaluate: Diese Methode nimmt ein CityWeather-Objekt entgegen und prüft, ob die Temperatur der Stadt innerhalb des angegebenen Bereichs liegt. True zurück.False zurück.Information
Aufgaben um weitere Filter zu implementieren, findest du in den Bonusaufgaben.
In dieser Teilaufgabe kombinierst du die Filterlogik aus Teilaufgabe 5 und wendest die implementierten Filter auf die Liste cities_weather an. Ziel ist es, die Liste so zu filtern, dass nur die Städte übrig bleiben, die den angegebenen Kriterien entsprechen. Diese Städte werden anschließend auf der Konsole ausgegeben. Die gesamte Logik wird in der main-Funktion eingebettet.
Zunächst legst du die Filter an, indem du eine Instanzen der Klassen TempRangeFilter mit beliebigen Kriterien erstellst. Zum Beispiel könnten die Kriterien so aussehen: Ein Temperaturbereich von 5°C bis 25°C.
Anschließend iterierst du über die Liste cities_weather, die die Wetterdaten der Städte enthält. Für jede Stadt überprüfst du, ob das definierte Filterkriterium erfüllt ist. Wenn eine Stadt den Filter erfüllt, soll <city_name> matches all filter criteria! ausgeben werden. <city_name> soll entsprechend durch den Namen der Stadt ersetzt werden. Erfüllt eine Stadt nicht alle Kriterien, soll <city_name> does not match all filter criteria! ausgeben werden.
Teste zuerst manuell, ob sich das Programm wie erwartet verhält.
Verwende dazu je nach Teilaufgabe die folgenden Befehle, um dein Programm mit check50 zu überprüfen.
check50 verfügbarcheck50 -l inf-lab-dev/check/weather/a2check50 -l inf-lab-dev/check/weather/a3check50 -l inf-lab-dev/check/weather/a4check50 -l inf-lab-dev/check/weather/a5check50 -l inf-lab-dev/check/weather/a6Führe den folgenden Befehl aus, um den Stil deines Codes mit style50 zu analysieren:
style50 main.py && style50 filter.py