Hausaufgabe Blatt 2: rot_3D implementiert, Tests ergänzt und Paketstruktur erstellt

README.md

@@ -0,0 +1,4 @@
+# MatrixMania
+
+Dies ist eine Übungsbibliothek für Programmieren III.
+Enthält Funktionen für Matrix-Operationen und 3D-Rotationen.

matrixmania/__init__.py

@@ -0,0 +1 @@
+from .compute import matmul, transpose, rot_2D, rot_3D

matrixmania/compute.py

@@ -1,4 +1,5 @@
-# hab ich alles selbst programmiert
+# created by ChatGPT
+
 from typing import List
 import math
 from tabulate import tabulate
@@ -44,6 +45,38 @@ def rot_2D(angle_degrees: float) -> Matrix:
     ]
     return rotation_matrix
 
+
+def rot_3D(angle_degrees: float, axis: str) -> Matrix:
+    """
+    Erzeugt eine 3x3 Rotationsmatrix für die angegebene Achse.
+    """
+    rad = math.radians(angle_degrees)
+    cos_a = math.cos(rad)
+    sin_a = math.sin(rad)
+
+    axis = axis.lower()
+
+    if axis == "x":
+        return [
+            [1.0, 0.0, 0.0],
+            [0.0, cos_a, -sin_a],
+            [0.0, sin_a, cos_a]
+        ]
+    elif axis == "y":
+        return [
+            [cos_a, 0.0, sin_a],
+            [0.0, 1.0, 0.0],
+            [-sin_a, 0.0, cos_a]
+        ]
+    elif axis == "z":
+        return [
+            [cos_a, -sin_a, 0.0],
+            [sin_a, cos_a, 0.0],
+            [0.0, 0.0, 1.0]
+        ]
+    else:
+        raise ValueError("Achse muss x, y oder z sein.")
+
 if __name__ == "__main__":
     matrix = [[1,2,3], [2,3,4]]
 

pyproject.toml

@@ -0,0 +1,15 @@
+[project]
+name = "MatrixMania_dimartinoma102424"
+version = "0.2.0"
+description = "MatrixMania Library for Prog3"
+authors = [{ name="Marco", email="dimartinoma102424@th-nuernberg.de" }]
+readme = "README.md"
+requires-python = ">=3.12"
+dependencies = ["tabulate"]
+
+[build-system]
+requires = ["hatchling"]
+build-backend = "hatchling.build"
+
+[tool.hatch.build.targets.wheel]
+packages = ["matrixmania"]

test/test_matmul.py

@@ -0,0 +1,39 @@
+import pytest
+from matrixmania.compute import matmul, transpose
+
+# --- Tests für Transponieren ---
+def test_transpose_regular():
+    # Testet eine normale 2x3 Matrix
+    matrix = [
+        [1, 2, 3],
+        [4, 5, 6]
+    ]
+    expected = [
+        [1, 4],
+        [2, 5],
+        [3, 6]
+    ]
+    assert transpose(matrix) == expected
+
+def test_transpose_empty():
+    # Testet, ob der ValueError bei leerer Matrix kommt
+    with pytest.raises(ValueError):
+        transpose([])
+
+# --- Tests für Matrixmultiplikation (matmul) ---
+def test_matmul_simple():
+    # Einfache Multiplikation 2x2 * 2x1
+    A = [[1, 2], [3, 4]]
+    B = [[5], [6]]
+    # Rechnung:
+    # 1*5 + 2*6 = 5 + 12 = 17
+    # 3*5 + 4*6 = 15 + 24 = 39
+    expected = [[17], [39]]
+    assert matmul(A, B) == expected
+
+def test_matmul_invalid_dimensions():
+    # Testet, ob Fehler geworfen wird, wenn Dimensionen nicht passen
+    A = [[1, 2]] # 1x2
+    B = [[1, 2]] # 1x2 -> Spalten A (2) != Zeilen B (1)
+    with pytest.raises(ValueError):
+        matmul(A, B)

test/test_rot.py

@@ -0,0 +1,48 @@
+import pytest
+from matrixmania.compute import rot_2D, rot_3D
+
+
+# --- Tests für Rotationen (2D & 3D) ---
+def test_rot_2D():
+    # 90 Grad Rotation in 2D: (1, 0) -> (0, 1)
+    # Matrix sollte [[0, -1], [1, 0]] sein (cos(90)=0, sin(90)=1)
+    result = rot_2D(90)
+
+    # Wir nutzen pytest.approx für Float-Vergleiche, da 0.00000000001 != 0 ist
+    assert result[0][0] == pytest.approx(0.0)  # cos
+    assert result[0][1] == pytest.approx(-1.0)  # -sin
+    assert result[1][0] == pytest.approx(1.0)  # sin
+    assert result[1][1] == pytest.approx(0.0)  # cos
+
+
+def test_rot_3D_x_axis():
+    # 90 Grad um X-Achse
+    # Erwartet:
+    # 1  0  0
+    # 0  0 -1
+    # 0  1  0
+    result = rot_3D(90, 'x')
+
+    assert result[0] == [1.0, 0.0, 0.0]  # X-Achse bleibt stabil
+    assert result[1][1] == pytest.approx(0.0)
+    assert result[1][2] == pytest.approx(-1.0)
+    assert result[2][1] == pytest.approx(1.0)
+
+
+def test_rot_3D_z_axis():
+    # 180 Grad um Z-Achse
+    # Erwartet:
+    # -1  0  0
+    #  0 -1  0
+    #  0  0  1
+    result = rot_3D(180, 'z')
+
+    assert result[0][0] == pytest.approx(-1.0)
+    assert result[1][1] == pytest.approx(-1.0)
+    assert result[2][2] == pytest.approx(1.0)
+
+
+def test_rot_3D_invalid_input():
+    # Testet, ob Fehler geworfen wird bei falscher Achse
+    with pytest.raises(ValueError):
+        rot_3D(90, 'q')  # 'q' gibt es nicht