การรับและแสดงผลข้อมูล

นิพจน์ในการเขียนโปรแกรมคือ ค่าใดๆ หรือ การรวมกันของตัวดำเนินการ ค่าคงที่ หรือตัวแปร ที่สามารถประเมินหาค่าได้ นิพจน์มีหลายประเภท เช่น

• นิพจน์ทางคณิตศาสตร์ที่ให้ค่าเป็นตัวเลข เช่น -2**4, 8/4/2

• นิพจน์เปรียบเทียบที่ให้ค่าเป็น boolean เช่น  x <= y,  x+y > 10, x != False

• นิพจน์ตรรกะ เกิดจากการรวมนิพจน์เปรียบเทียบ ให้ค่าเป็น boolean เช่นกัน เช่น x >= 1 and x<=10, x == True or y != 5

แบบฝึกหัด

แปลงสมการต่อไปนี้เป็นนิพจน์ แล้วทดลองพิมพ์ใน python shell เพื่อแสดงค่าที่คำนวณได้

• 5 / (12 x 4)

• (-3.3)(224+30) / 6

• -3^2

• 10 - 5 x 3

• 100 / (-5 + 5)

ทดลองพิมพ์นิพจน์เปรียบเทียบใน python shell เพื่อแสดงค่าที่คำนวณได้

• 20>5

• 1 <= 5 <= 10

• 5 >= 1 and 5<=10

• True > False

ทดลองพิมพ์นิพจน์หาค่าของ String ใน python shell เพื่อแสดงค่าที่ได้

• "hello" * 3

• "hello" + "world"

• "hello" + 3

แบบฝึกหัด

1. บริษัทผลิตรถยนต์ต้องการหาอัตราการสิ้นเปลืองน้้ามันของรถคันหนึ่ง โดยหาจากระยะทางที่รถวิ่งไป (กม.-km) และ จ้านวนน้้ามันที่ใช้ไป (ลิตร-litre)
   จงกำหนดค่าให้ตัวแปร km และ litre เป็นเลขจำนวนเต็มบวก แล้วคำนวณหาอัตราการสิ้นเปลืองน้้ามัน (km/litre) แสดงผลในรูปทศนิยม 2 ตำแหน่ง
   ตัวอย่างเช่น  ระยะทางที่วิ่งไป 250 กม. ใช้น้้ามันไป 20 ลิตร คำนวณได้อัตราการสิ้นเปลืองน้้ามัน 12.50 กม./ลิตร
   รูปแบบ output  ทดลองโดยใช้คำสั่งพิมพ์หลายรูปแบบที่แตกต่างกัน

distance 250 kg, fuel 20L,
Fuel consumption 12.50 kg/L.

2. การวัดดัชนีมวลกาย (Body Mass Index – BMI) เป็นการคำนวณหาอัตราส่วนระหว่างน้ำหนักต่อส่วนสูง เพื่อใช้บ่งชี้ว่าปกติ อ้วนหรือผอม เพื่อดูอัตราเสี่ยงต่อการเกิดโรคต่างๆ ได้ โดยคำนวณจากสูตร BMI = น้ำหนัก / ความสูงยกกำลังสอง โดย m เป็นน้ำหนักที่มีหน่วยเป็นกิโลกรัม ส่วน h เป็นความสูงหน่วยเป็นเมตร
   จงเขียนโปรแกรมคำนวณหาค่า BMI ของตัวเอง โดยกำหนดค่าน้ำหนัก w ที่มีหน่วยเป็นกิโลกรัม และความสูง h หน่วยเป็นเซนติเมตร เป็นเลขทศนิยม แสดงผลเป็นเลขทศนิยม 1 ตำแหน่ง
   รูปแบบ output  กำหนดได้เอง โดยให้แสดงน้ำหนัก ส่วนสูง และ BMI
   ทดสอบความถูกต้องของโปรแกรมโดยเปลี่ยนค่า m และ h ให้ครอบคลุมทั้ง 4 เกณฑ์ของค่า BMI (underweight, normal, overweight, obesity)

3. อาจารย์ต้องการจัดห้องสอบสำหรับนักศึกษาที่เรียนทั้งหมด N คน โดยแบ่งออกเป็นแถว แถวละ X คน จงเขียนโปรแกรมแสดงผลลัพธ์เป็นจำนวนแถวทั้งหมดที่มีนักเรียน X คน และจำนวนนักเรียนที่เหลืออยู่ เมื่อกำหนดค่า N และ X  เพื่อทดสอบให้ครอบคลุมทุกกรณีที่เป็นไปได้

4. ในการคำนวณจำนวนปีเพื่อหาเวลาที่รับราชการทั้งหมด หากมีเศษของเดือนและวัน จะคิดจำนวนวัน เป็นสัดส่วนกับจำนวนวันใน 1 ปี (คิดทุกเดือนเท่ากันคือ 30 วัน ดังนั้น 1 ปีมี 360 วัน) และจำนวนเดือนเป็นสัดส่วนของจำนวนเดือนใน 1 ปี (คือ 12 เดือน) และได้ผลลัพธ์เป็นเลขทศนิยม ตัวอย่างเช่น หากรับราชการเป็นเวลา 37 ปี 5 เดือน 26 วัน จะได้เวลารับราชการทั้งหมด 37 + 5/12 + 26/360 = 37.49 ปี จงเขียนโปรแกรมคำนวณจำนวนปีที่รับราชการ แสดงเป็นเลขทศนิยม 2 หลัก โดยกำหนดจำนวนปี เดือน และวันที่รับราชการ เพื่อทดสอบความถูกต้องของโปรแกรมให้ครอบคลุมทุกกรณีที่เป็นไปได้

เมื่อต้องการเปลี่ยนชนิดข้อมูลของค่าหรือตัวแปรใดๆ เราสามารถใช้ชื่อชนิดข้อมูลเป็นคำสั่ง/ฟังก์ชันในเปลี่ยนชนิดข้อมูลได้เลย เช่น

int(x) - เปลี่ยนตัวแปร x ให้เป็นชนิดข้อมูล integer

float(x) - เปลี่ยนตัวแปร x ให้เป็นชนิดข้อมูล float

str(x) - เปลี่ยนตัวแปร x ให้เป็นชนิดข้อมูล string

bool(x) - เปลี่ยนตัวแปร x ให้เป็นชนิดข้อมูล boolean

ในกรณีของฟังก์ชัน bool จะคืนค่าดังนี้

• False ถ้า x = 0, empty, None

• True ถ้าเป็นค่าอื่นๆ นอกเหนือจากข้างต้น

ตัวอย่าง type-conversion

print("int(123) is:", int(123))

print("int(123.23) is:", int(123.23))

print("int('123') is:", int("123"))

test1 = 254

print(test1, 'is', bool(test1))

test2 = 25.14

print(test2, 'is', bool(test2))

test3 = 'Python'

print(test3, 'is', bool(test3))

test4 = 1

print(test4, 'is', bool(test4))

ผลลัพธ์

int(123) is: 123

int(123.23) is: 123

int('123') is: 123

254 is True

25.14 is True

Python is True

1 is True

แบบฝึกหัด

หาผลลัพธ์ของคำสั่งต่อไปนี้ 

1. int('A')

2. int(True)

3. int(False)

4. int('-5')

5. int('-9.999')

6. float('23')

7. float('-5.5')

8. float('45-46')

9. float(8%3)

10. str(True)

11. str(True+False)

12. str(12.34)

13. str(3*4*5)

14. str(2**3**4)

15. bool(0)

16. bool(None)

17. bool(True)

18. bool(True+False)

เป็นฟังก์ชันที่มีอยู่แล้ว (built-in function) ในไพธอน โดยทำหน้าที่รับข้อมูลเข้าจากผู้ใช้ผ่านคีย์บอร์ด 

ข้อมูลที่รับเข้าจะมีชนิดข้อมูลเป็น string เสมอ หากจะนำไปใช้ในการคำนวณต้องเปลี่ยนชนิดข้อมูลให้เป็นตัวเลขก่อน

input() แบบที่ 1

รูปแบบคำสั่ง

var_name = input()

หรือระบุข้อความให้แสดงก่อนรับค่าข้อมูลในเครื่องหมายคำพูดได้

var_name = input("...")

ตัวอย่าง ลองพิมพ์คำสั่งใน python shell

>>> x = input()

Hello

>>> x

'Hello'

>>> number = input("Input positive number : ")

Input positive number : 5

>>> number

'5'

>>> print(type(number))

<class 'str'>

input() แบบที่ 2

ในไพธอนเราสามารถรับหลายค่าพร้อมกันในบรรทัดเดียวได้ โดยใช้คำสั่ง input() ร่วมกับ split() โดยจำนวนตัวแปรที่จะเก็บค่าต้องเท่ากับจำนวนค่าที่ใส่เข้ามา
รูปแบบคำสั่ง

var1, var2, ... = input().split()

หรือ ระบุสตริงที่ใช้แยกข้อมูลได้ในเครื่องหมายคำพูด

ar1, var2, ...  = input().split('...')

ตัวอย่าง ลองพิมพ์คำสั่งใน python shell

>>> x, y, z = input().split()

5 10 15

>>> print(x, y, z)

5 10 15

>>> x, y, z = input().split(',')

5,10,15

>>> print(x, y, z)

5 10 15

แบบฝึกหัด

1. เขียนโปรแกรมรับความสูงและน้ำหนักคนละบรรทัดกัน โดยมีข้อความบอกผู้ใช้ว่าต้องการรับค่าอะไร พิมพ์ค่าที่รับเข้า พร้อมชนิดข้อมูล

2. เขียนโปรแกรมรับชื่อและนามสกุลในบรรทัดเดียวกัน คั่นแต่ละค่าด้วย space แล้วแสดงผลชื่อและนามสกุลคนละบรรทัด

3. เขียนโปรแกรมรับภาคการศึกษาและปีการศึกษาในบรรทัดเดียวกัน โดยกรอกข้อมูลคั่นแต่ละค่าด้วยเครื่องหมาย '-' แล้วพิมพ์ชนิดข้อมูลของค่าทั้งสอง และพิมพ์ผลลัพธ์ในรูปแบบ semeter = ...,  year = ...

4. ทดลองรันโปรแกรมต่อไปนี้ แล้วสังเกตผลลัพธ์

ตัวอย่าง input1.py

x = input('x = ')

y = input('y = ')

print('x + y = ', x + y)

ตัวอย่าง input2.py

w = input('Input width: ')

h = input('Input height: ')

print('Area of rectangle = ', w * h)

ข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นในการเขียนโปรแกรมเรียกว่า Error แบ่งเป็น 3 ประเภท ได้แก่

1. Syntax error เกิดจากการเขียนคำสั่งผิดไวยากรณ์ เช่น เขียนเครื่องหมายวงเล็บไม่ครบคู่ เรียกใช้ตัวแปรที่ยังไม่มีการกำหนดค่า หรือพิมพ์คำสั่งไม่ถูกต้อง

ตัวอย่าง error

print("Programming)

print('It's 2 O'clock')

print(x, y)

prin("Try this!")

เมื่อเกิดข้อผิดพลาดประเภทนี้ ตัวแปลภาษาจะรายงานข้อพลาดให้ทราบพร้อมทั้งระบุบรรทัดที่ต้องแก้ไข เช่น

File "<pyshell>", line 1

    print("Programming)

          ^

SyntaxError: unterminated string literal (detected at line 1)

Traceback (most recent call last):

  File "<pyshell>", line 4, in <module>

NameError: name 'prin' is not defined

2. Run-time error เกิดจากไม่สามารถประเมินค่านิพจน์ได้ หรือใช้ตัวดำเนินการไม่ถูกต้อง หรือเรียกใช้ฟังก์ชันโดยส่งค่าที่ไม่เหมาะสม หรือผู้ใช้ใส่ข้อมูลเข้าไม่ถูกต้อง ทำให้เกิดข้อผิดพลาด ณ ขณะรันโปรแกรม ตัวแปลภาษาจะแสดงข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นให้ผู้ใช้ทราบเช่นกัน ดังตัวอย่าง input2.py 

Input width: 3

Input height: 4

Traceback (most recent call last):

  File "D:\517111\code\input2.py", line 3, in <module>

    print('Area of rectangle = ', w * h)

TypeError: can't multiply sequence by non-int of type 'str'

ตัวอย่าง run-time error ที่เกิดจากการหารด้วยเลขศูนย์

print(10/0)

Traceback (most recent call last):

  File "<pyshell>", line 1, in <module>

ZeroDivisionError: division by zero

ตัวอย่าง run-time error ที่เกิดจากการที่ผู้ใช้ใส่ค่าไม่ถูกต้อง

>>> x, y = input().split()

4 5 6

Traceback (most recent call last):

  File "<pyshell>", line 1, in <module>

ValueError: too many values to unpack (expected 2)

>>> int('-3.4')

Traceback (most recent call last):

  File "<pyshell>", line 1, in <module>

ValueError: invalid literal for int() with base 10: '-3.4'

3. Logic error เกิดจากข้อผิดพลาดของผู้เขียนโปรแกรม โปรแกรมจะไม่รายงานข้อผิดพลาดใดๆ แต่ผลลัพธ์ที่ได้จะไม่ถูกตามที่ต้องการ เป็นข้อผิดพลาดที่ต้องตรวจสอบด้วยตนเอง และหาได้ยากกว่า 2 แบบแรก ดังตัวอย่าง input1.py 

x = 3

y = 4

x + y =  34

ขั้นตอนการแก้ปัญหา

ในการแก้ปัญหาที่มีลักษณะโครงสร้างแบบ IPO เราควรจะวิเคราะห์ปัญหา โดยเริ่มต้นจาก

1. ระบุ Input  - พิจารณาว่าต้องรับข้อมูลเข้าจากผู้ใช้หรือไม่ ถ้ารับค่า มีข้อมูลอะไรบ้าง และข้อมูลแต่ละตัวมีชนิดข้อมูลเป็นอย่างไร และต้องรับข้อมูลเข้าในรูปแบบใด

2. ระบุ Output -  พิจารณาว่าโจทย์ต้องการอะไรเป็นผลลัพธ์ มีทั้งหมดกี่ค่า แต่ละค่ามีชนิดข้อมูลเป็นอะไร ต้องแสดงผลในรูปแบบใด

3. คิด Process - ทดลองยกตัวอย่างข้อมูล Input แล้วคำนวณหาค่า Output โดยยังไม่ต้องเขียนโปรแกรม เรียบเรียงขั้นตอนในการหาค่า output โดยจดบันทึกไว้เป็นรหัสเทียมหรือผังงาน

4. Test - ทดลองยกตัวอย่างข้อมูล Input หลายๆ ชุดที่แตกต่างกัน โดยทำตามขั้นตอนที่เขียนไว้ในข้อ 3 เพื่อหาค่า Output

5. ถ้าขั้นตอนผิดพลาดให้กับไปแก้ไขขั้นตอนในขั้นที่ 3 แล้วทดสอบขั้นที่ 4 ใหม่ จนกว่าจะถูกต้องทุกกรณีที่นำมาทดสอบ

6. นำขั้นตอนที่ได้มาแปลงเป็นภาษาโปรแกรม

ข้อควรระวังในการแปลงอัลกอริทึมเป็นภาษาไพธอน

1. เมื่อรับค่ามาจากผู้ใช้แล้ว จะเป็นชนิดข้อมูล String เสมอ หากต้องการนำไปคำนวณต้องแปลงชนิดข้อมูลให้ถูกต้องก่อนนำไปใช้งาน

2. ใช้ตัวดำเนินการให้เหมาะกับชนิดข้อมูลของตัวแปรหรือค่าต่างๆ 

3. เลือกรูปแบบการพิมพ์ผลลัพธ์ให้ตรงตามที่โจทย์กำหนด

4. หากมีค่าคงที่ที่ต้องใช้ในโจทย์ ควรกำหนดเป็นตัวแปร

ตัวอย่างการวิเคราะห์โจทย์

โจทย์

แพทย์แนะนำว่า หากต้องการออกกำลังกายเพื่อลดน้ำหนัก ควรจะออกก้าลังกายให้มีอัตราการเต้นของหัวใจ (Heart Rate – HR) อยู่ในช่วง 60-70% ของ HR สูงสุด
จึงจะลดไขมันได้ดี การคำนวณหาค่า HR ขึ้นอยู่กับอายุของผู้ออกกำลังกาย โดยมีวิธีคำนวณ HR สูงสุด คือ 220 – อายุ (ครั้งต่อนาที) ตัวอย่างเช่น หากผู้ออกกำลังกายมีอายุ 20 ปี ค่า HR สูงสุด = 220-20 = 200 ครั้งต่อนาที ดังนั้น หากต้องการจะลดน้ำหนัก ควรจะออกกำลังกายให้มี HR อยู่ระหว่าง 120-140 ครั้งต่อนาที
จงเขียนโปรแกรมค้านวณหาค่าเกี่ยวกับอัตราการเต้นของหัวใจ ได้แก่ HR สูงสุด, HR ในช่วง 60% ของ HR สูงสุด, HR ในช่วง 70% ของ HR สูงสุด โดยปัดค่าเป็นเลขจ้านวนเต็ม โดยรับอายุจากผู้ใช้ 

วิเคราะห์โจทย์

• ข้อมูลเข้า (input) : 1 ค่า  คือ อายุ (age) เป็นเลขจำนวนเต็มบวก

• ผลลัพธ์ (output) :  3 ค่า คือ 1)  HR สูงสุด (max_hr)  2)  HR ในช่วง 60% ของ HR สูงสุด (hr60) 3)  HR ในช่วง 70% ของ HR สูงสุด (hr70)

• ขั้นตอน (process): 

1. รับอายุ (age) จากผู้ใช้ 

2. คำนวณหาค่า max_hr  = 220 - age

3. คำนวณหาค่า hr60 = max_hr * 60%

4. คำนวณหาค่า hr70 = max_hr * 70%

5. แสดงผลค่าในข้อ 2,3,4 ตามลำดับ แบบปัดเป็นเลขจำนวนเต็ม

• แปลงเป็นภาษาไพธอน heartRate.py

# input

age = int(input())

# process

max_hr = 220-age

hr60 = ...

hr70 = ...

# output

print(max_hr)

print("..." % hr60)

print("..." % hr70)

แบบฝึกหัด

1. ทดลองรันโปรแกรมต่อไปนี้

ตัวอย่าง input3.py

x = input('x: ')

y = input('y: ')

print(type(x), type(y))

print(x, y)

x, y = int(x), int(y)

print(type(x), type(y))

print(x, y)

print('x + y = ', x + y)

ตัวอย่าง input4.py

x, y = input().split()

print(type(x), type(y))

print(x, y)

x, y = int(x), int(y)

print(x, y)

print('x + y = ', x + y)

ตัวอย่าง input5.py

x = int(input('x: '))

y = int(input('y: '))

print(type(x), type(y))

print(x, y)

print('x + y = ', x + y)

2. จงแก้ไขโปรแกรมต่อไปนี้ให้ถูกต้อง

ตัวอย่าง input1.py 

x = input('x = ')

y = input('y = ')

print('x + y = ', x + y)

ตัวอย่าง input2.py

w = input('Input width: ')

h = input('Input height: ')

print('Area of rectangle = ', w * h)

ตัวอย่าง average.py

x, y, z = input('Input 3 real numbers: ')

avg = x + y + z / 3

print('Average of %f, %f, %f = %f', (x,y,z,avg))

3. ทำโจทย์บนเครื่อง Grader เลือก tag 'Basic'