structure redefined and tests implemented
This commit is contained in:
heinleinju104093 committed
1 parent
7c2e2782ec
commit
b5c3ce3308
10 files changed
+387
-270
No files matched your search
Generated
-14
@@ -1,14 +0,0 @@
|
||||
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
|
||||
<module type="PYTHON_MODULE" version="4">
|
||||
<component name="NewModuleRootManager">
|
||||
<content url="file://$MODULE_DIR$">
|
||||
<excludeFolder url="file://$MODULE_DIR$/.venv" />
|
||||
</content>
|
||||
<orderEntry type="jdk" jdkName="~\PycharmProjects\matrixmania\.venv" jdkType="Python SDK" />
|
||||
<orderEntry type="sourceFolder" forTests="false" />
|
||||
</component>
|
||||
<component name="PackageRequirementsSettings" />
|
||||
<component name="PyDocumentationSettings" />
|
||||
<component name="ReSTService" />
|
||||
<component name="TestRunnerService" />
|
||||
</module>
|
||||
Generated
+1
@@ -3,6 +3,7 @@
|
||||
<component name="ProjectModuleManager">
|
||||
<modules>
|
||||
<module fileurl="file://$PROJECT_DIR$/.idea/matrixmania.iml" filepath="$PROJECT_DIR$/.idea/matrixmania.iml" />
|
||||
<module fileurl="file://$PROJECT_DIR$/.idea/matrixmania@1.iml" filepath="$PROJECT_DIR$/.idea/matrixmania@1.iml" />
|
||||
</modules>
|
||||
</component>
|
||||
</project>
|
||||
Generated
+1
-1
@@ -1,6 +1,6 @@
|
||||
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
|
||||
<project version="4">
|
||||
<component name="VcsDirectoryMappings">
|
||||
<mapping directory="$PROJECT_DIR$" vcs="Git" />
|
||||
<mapping directory="" vcs="Git" />
|
||||
</component>
|
||||
</project>
|
||||
Generated
+103
-7
@@ -4,19 +4,38 @@
|
||||
<option name="autoReloadType" value="SELECTIVE" />
|
||||
</component>
|
||||
<component name="ChangeListManager">
|
||||
<list default="true" id="32afd46d-add2-46b7-adb8-c1257e181060" name="Changes" comment="second" />
|
||||
<list default="true" id="32afd46d-add2-46b7-adb8-c1257e181060" name="Changes" comment="tabulate and ruff added">
|
||||
<change afterPath="$PROJECT_DIR$/src/matrixmania/__init__.py" afterDir="false" />
|
||||
<change afterPath="$PROJECT_DIR$/src/matrixmania/compute.py" afterDir="false" />
|
||||
<change afterPath="$PROJECT_DIR$/test/test_matrixmania/__init__.py" afterDir="false" />
|
||||
<change afterPath="$PROJECT_DIR$/test/test_matrixmania/test_rot.py" afterDir="false" />
|
||||
<change beforePath="$PROJECT_DIR$/.idea/matrixmania.iml" beforeDir="false" />
|
||||
<change beforePath="$PROJECT_DIR$/.idea/modules.xml" beforeDir="false" afterPath="$PROJECT_DIR$/.idea/modules.xml" afterDir="false" />
|
||||
<change beforePath="$PROJECT_DIR$/.idea/vcs.xml" beforeDir="false" afterPath="$PROJECT_DIR$/.idea/vcs.xml" afterDir="false" />
|
||||
<change beforePath="$PROJECT_DIR$/.idea/workspace.xml" beforeDir="false" afterPath="$PROJECT_DIR$/.idea/workspace.xml" afterDir="false" />
|
||||
<change beforePath="$PROJECT_DIR$/AGENTS.md" beforeDir="false" afterPath="$PROJECT_DIR$/AGENTS.md" afterDir="false" />
|
||||
<change beforePath="$PROJECT_DIR$/compute.py" beforeDir="false" />
|
||||
<change beforePath="$PROJECT_DIR$/pyproject.toml" beforeDir="false" afterPath="$PROJECT_DIR$/pyproject.toml" afterDir="false" />
|
||||
</list>
|
||||
<option name="SHOW_DIALOG" value="false" />
|
||||
<option name="HIGHLIGHT_CONFLICTS" value="true" />
|
||||
<option name="HIGHLIGHT_NON_ACTIVE_CHANGELIST" value="false" />
|
||||
<option name="LAST_RESOLUTION" value="IGNORE" />
|
||||
</component>
|
||||
<component name="FileTemplateManagerImpl">
|
||||
<option name="RECENT_TEMPLATES">
|
||||
<list>
|
||||
<option value="Python Script" />
|
||||
</list>
|
||||
</option>
|
||||
</component>
|
||||
<component name="Git.Settings">
|
||||
<option name="RECENT_GIT_ROOT_PATH" value="$PROJECT_DIR$" />
|
||||
</component>
|
||||
<component name="ProjectColorInfo"><![CDATA[{
|
||||
"associatedIndex": 4,
|
||||
"fromUser": false
|
||||
}]]></component>
|
||||
<component name="ProjectColorInfo">{
|
||||
"associatedIndex": 4,
|
||||
"fromUser": false
|
||||
}</component>
|
||||
<component name="ProjectId" id="3Kjg54ruNHC2aqLlG9PEoEnFRxm" />
|
||||
<component name="ProjectViewState">
|
||||
<option name="hideEmptyMiddlePackages" value="true" />
|
||||
@@ -25,12 +44,17 @@
|
||||
<component name="PropertiesComponent"><![CDATA[{
|
||||
"keyToString": {
|
||||
"ModuleVcsDetector.initialDetectionPerformed": "true",
|
||||
"Python tests.Python tests in test_rot.py.executor": "Run",
|
||||
"Python.compute.executor": "Run",
|
||||
"Python.install_dependencies.executor": "Run",
|
||||
"RunOnceActivity.ShowReadmeOnStart": "true",
|
||||
"RunOnceActivity.git.unshallow": "true",
|
||||
"RunOnceActivity.typescript.service.memoryLimit.init": "true",
|
||||
"codeWithMe.voiceChat.enabledByDefault": "false",
|
||||
"git-widget-placeholder": "master",
|
||||
"last_opened_file_path": "C:/Users/julia/PycharmProjects/matrixmania",
|
||||
"node.js.detected.package.jshint": "true",
|
||||
"node.js.selected.package.jshint": "",
|
||||
"nodejs_package_manager_path": "npm",
|
||||
"python.packages.toolwindow.project.migrated.to.right.top.v2": "true"
|
||||
}
|
||||
@@ -39,6 +63,58 @@
|
||||
<key name="CopyFile.RECENT_KEYS">
|
||||
<recent name="C:\Users\julia\PycharmProjects\matrixmania" />
|
||||
</key>
|
||||
<key name="MoveFile.RECENT_KEYS">
|
||||
<recent name="C:\Users\julia\PycharmProjects\matrixmania\src\matrixmania" />
|
||||
</key>
|
||||
</component>
|
||||
<component name="RunManager" selected="Python tests.Python tests for test.test_matrixmania.test_rot.test_rot_2d">
|
||||
<configuration name="install_dependencies" type="PythonConfigurationType" factoryName="Python" temporary="true" nameIsGenerated="true">
|
||||
<module name="matrixmania@1" />
|
||||
<option name="ENV_FILES" value="" />
|
||||
<option name="INTERPRETER_OPTIONS" value="" />
|
||||
<option name="PARENT_ENVS" value="true" />
|
||||
<envs>
|
||||
<env name="PYTHONUNBUFFERED" value="1" />
|
||||
</envs>
|
||||
<option name="SDK_HOME" value="" />
|
||||
<option name="WORKING_DIRECTORY" value="$PROJECT_DIR$" />
|
||||
<option name="IS_MODULE_SDK" value="true" />
|
||||
<option name="ADD_CONTENT_ROOTS" value="true" />
|
||||
<option name="ADD_SOURCE_ROOTS" value="true" />
|
||||
<option name="DEBUG_JUST_MY_CODE" value="false" />
|
||||
<option name="RUN_TOOL" value="" />
|
||||
<option name="SCRIPT_NAME" value="$PROJECT_DIR$/install_dependencies.py" />
|
||||
<option name="PARAMETERS" value="" />
|
||||
<option name="SHOW_COMMAND_LINE" value="false" />
|
||||
<option name="EMULATE_TERMINAL" value="false" />
|
||||
<option name="MODULE_MODE" value="false" />
|
||||
<option name="REDIRECT_INPUT" value="false" />
|
||||
<option name="INPUT_FILE" value="" />
|
||||
<method v="2" />
|
||||
</configuration>
|
||||
<configuration name="Python tests for test.test_matrixmania.test_rot.test_rot_2d" type="tests" factoryName="Autodetect" temporary="true" nameIsGenerated="true">
|
||||
<module name="matrixmania@1" />
|
||||
<option name="ENV_FILES" value="" />
|
||||
<option name="INTERPRETER_OPTIONS" value="" />
|
||||
<option name="PARENT_ENVS" value="true" />
|
||||
<option name="SDK_HOME" value="" />
|
||||
<option name="WORKING_DIRECTORY" value="$PROJECT_DIR$" />
|
||||
<option name="IS_MODULE_SDK" value="true" />
|
||||
<option name="ADD_CONTENT_ROOTS" value="true" />
|
||||
<option name="ADD_SOURCE_ROOTS" value="true" />
|
||||
<option name="DEBUG_JUST_MY_CODE" value="false" />
|
||||
<option name="RUN_TOOL" value="" />
|
||||
<option name="_new_additionalArguments" value="""" />
|
||||
<option name="_new_target" value=""test.test_matrixmania.test_rot.test_rot_2d"" />
|
||||
<option name="_new_targetType" value=""PYTHON"" />
|
||||
<method v="2" />
|
||||
</configuration>
|
||||
<recent_temporary>
|
||||
<list>
|
||||
<item itemvalue="Python tests.Python tests for test.test_matrixmania.test_rot.test_rot_2d" />
|
||||
<item itemvalue="Python.install_dependencies" />
|
||||
</list>
|
||||
</recent_temporary>
|
||||
</component>
|
||||
<component name="SharedIndexes">
|
||||
<attachedChunks>
|
||||
@@ -71,15 +147,35 @@
|
||||
<option name="project" value="LOCAL" />
|
||||
<updated>1792076682847</updated>
|
||||
</task>
|
||||
<option name="localTasksCounter" value="3" />
|
||||
<task id="LOCAL-00003" summary="tabulate and ruff added">
|
||||
<option name="closed" value="true" />
|
||||
<created>1792077022970</created>
|
||||
<option name="number" value="00003" />
|
||||
<option name="presentableId" value="LOCAL-00003" />
|
||||
<option name="project" value="LOCAL" />
|
||||
<updated>1792077022970</updated>
|
||||
</task>
|
||||
<option name="localTasksCounter" value="4" />
|
||||
<servers />
|
||||
</component>
|
||||
<component name="TypeScriptGeneratedFilesManager">
|
||||
<option name="version" value="3" />
|
||||
</component>
|
||||
<component name="Vcs.Log.Tabs.Properties">
|
||||
<option name="TAB_STATES">
|
||||
<map>
|
||||
<entry key="MAIN">
|
||||
<value>
|
||||
<State />
|
||||
</value>
|
||||
</entry>
|
||||
</map>
|
||||
</option>
|
||||
</component>
|
||||
<component name="VcsManagerConfiguration">
|
||||
<MESSAGE value="first commit" />
|
||||
<MESSAGE value="second" />
|
||||
<option name="LAST_COMMIT_MESSAGE" value="second" />
|
||||
<MESSAGE value="tabulate and ruff added" />
|
||||
<option name="LAST_COMMIT_MESSAGE" value="tabulate and ruff added" />
|
||||
</component>
|
||||
</project>
|
||||
@@ -1,4 +1,8 @@
|
||||
# Regeln für dieses Projekt
|
||||
- Code nach PEP 8, Zeilenlänge maximal 88 Zeichen.
|
||||
- Jede Funktion und Methode hat einen Docstring und Type Hints.
|
||||
- Vor jedem Commit: `ruff check` und `ruff format`.
|
||||
- Vor jedem Commit: `ruff check` und `ruff format`.
|
||||
|
||||
## Projektstruktur
|
||||
- Quellcode liegt unter "src/matrixmania/", Tests unter "test/test_matrixmania/"
|
||||
- Testpakete, Testdateien und Testfunktionen beginnen mit "test_"
|
||||
+5
-1
@@ -1,4 +1,8 @@
|
||||
[project]
|
||||
name = "matrixmania"
|
||||
version = "0.1.0"
|
||||
dependencies = ["tabulate", "ruff"]
|
||||
dependencies = ["tabulate", "ruff"]
|
||||
[tool.pytest.ini_options]
|
||||
pythonpath = "src"
|
||||
[project.optional-dependencies]
|
||||
dev = ["pytest", "ruff", "pytest-cov"]
|
||||
@@ -0,0 +1,3 @@
|
||||
from .compute import matmul, rot_2d, rot_3d, transpose
|
||||
|
||||
__all__ = ["matmul", "rot_2d", "rot_3d", "transpose"]
|
||||
@@ -1,246 +1,191 @@
|
||||
"""Modul zur Matrizenmultiplikation."""
|
||||
|
||||
import math
|
||||
import sys
|
||||
from numbers import Number
|
||||
from tabulate import tabulate
|
||||
|
||||
def _validate_matrix(matrix: object, name: str) -> list[list[Number]]:
|
||||
"""Prüft, ob es sich um eine gültige Matrix handelt.
|
||||
|
||||
Args:
|
||||
matrix (object): Zu prüfende Matrix.
|
||||
name (str): Name der Matrix für die Fehlermeldung.
|
||||
|
||||
Returns:
|
||||
list[list[Number]]: Validierte Matrix.
|
||||
|
||||
Raises:
|
||||
TypeError: Wenn die Matrix keine Liste ist oder nicht-numerische
|
||||
Elemente enthält.
|
||||
ValueError: Wenn die Matrix leer ist oder unregelmäßige Zeilenlängen
|
||||
aufweist.
|
||||
"""
|
||||
if not isinstance(matrix, list):
|
||||
raise TypeError(f"'{name}' muss eine Liste von Listen sein, nicht {type(matrix).__name__}.")
|
||||
|
||||
if len(matrix) == 0:
|
||||
raise ValueError(f"'{name}' darf nicht leer sein.")
|
||||
|
||||
for index, row in enumerate(matrix):
|
||||
if not isinstance(row, list):
|
||||
raise TypeError(f"Zeile {index} von '{name}' muss eine Liste sein, nicht {type(row).__name__}.")
|
||||
|
||||
if len(row) == 0:
|
||||
raise ValueError(f"Zeile {index} von '{name}' darf nicht leer sein.")
|
||||
|
||||
if len(row) != len(matrix[0]):
|
||||
raise ValueError(
|
||||
f"Zeile {index} von '{name}' hat {len(row)} Spalten, erwartet werden {len(matrix[0])}."
|
||||
)
|
||||
|
||||
for column, value in enumerate(row):
|
||||
if isinstance(value, bool) or not isinstance(value, Number):
|
||||
raise TypeError(
|
||||
f"Element [{index}][{column}] von '{name}' muss eine Zahl sein, "
|
||||
f"nicht {type(value).__name__}."
|
||||
)
|
||||
|
||||
return matrix
|
||||
|
||||
|
||||
def matmul(matrix_a: list[list[Number]], matrix_b: list[list[Number]]) -> list[list[Number]]:
|
||||
"""Multipliziert zwei Matrizen.
|
||||
|
||||
Die Anzahl der Spalten von ``matrix_a`` muss mit der Anzahl der Zeilen von
|
||||
``matrix_b`` übereinstimmen.
|
||||
|
||||
Args:
|
||||
matrix_a (list[list[Number]]): Erste Matrix der Form m x n.
|
||||
matrix_b (list[list[Number]]): Zweite Matrix der Form n x p.
|
||||
|
||||
Returns:
|
||||
list[list[Number]]: Ergebnis der Multiplikation der Form m x p.
|
||||
|
||||
Raises:
|
||||
TypeError: Wenn eine der Eingaben keine gültige Matrix aus Zahlen ist.
|
||||
ValueError: Wenn die Matrizen leer sind oder die Dimensionen nicht
|
||||
zueinander passen.
|
||||
"""
|
||||
matrix_a = _validate_matrix(matrix_a, "matrix_a")
|
||||
matrix_b = _validate_matrix(matrix_b, "matrix_b")
|
||||
|
||||
rows_a = len(matrix_a)
|
||||
columns_a = len(matrix_a[0])
|
||||
rows_b = len(matrix_b)
|
||||
columns_b = len(matrix_b[0])
|
||||
|
||||
if columns_a != rows_b:
|
||||
raise ValueError(
|
||||
f"Dimensionen passen nicht: matrix_a hat {columns_a} Spalten, "
|
||||
f"matrix_b hat {rows_b} Zeilen."
|
||||
)
|
||||
|
||||
result: list[list[Number]] = [[0 for _ in range(columns_b)] for _ in range(rows_a)]
|
||||
|
||||
for i in range(rows_a):
|
||||
for j in range(columns_b):
|
||||
total = 0
|
||||
for k in range(columns_a):
|
||||
total += matrix_a[i][k] * matrix_b[k][j]
|
||||
result[i][j] = total
|
||||
|
||||
return result
|
||||
|
||||
|
||||
def transpose(matrix: list[list[Number]]) -> list[list[Number]]:
|
||||
"""Transponiert eine Matrix.
|
||||
|
||||
Vertauscht Zeilen und Spalten der Matrix. Aus einer Matrix der Form m x n
|
||||
wird eine Matrix der Form n x m.
|
||||
|
||||
Args:
|
||||
matrix (list[list[Number]]): Zu transponierende Matrix.
|
||||
|
||||
Returns:
|
||||
list[list[Number]]: Transponierte Matrix der Form n x m.
|
||||
|
||||
Raises:
|
||||
TypeError: Wenn die Eingabe keine gültige Matrix aus Zahlen ist.
|
||||
ValueError: Wenn die Matrix leer ist oder unregelmäßige Zeilenlängen
|
||||
aufweist.
|
||||
"""
|
||||
matrix = _validate_matrix(matrix, "matrix")
|
||||
|
||||
rows = len(matrix)
|
||||
columns = len(matrix[0])
|
||||
|
||||
return [[matrix[i][j] for i in range(rows)] for j in range(columns)]
|
||||
|
||||
|
||||
def rotate(angle: float) -> list[list[float]]:
|
||||
"""Ergänzter Kommentar"""
|
||||
"""Erstellt die Rotationsmatrix für einen Winkel.
|
||||
|
||||
Args:
|
||||
angle (float): Drehwinkel im Bogenmaß.
|
||||
|
||||
Returns:
|
||||
list[list[float]]: 2x2-Rotationsmatrix, die auf einen Vektor
|
||||
angewendet werden kann.
|
||||
|
||||
Raises:
|
||||
TypeError: Wenn ``angle`` keine Zahl ist.
|
||||
"""
|
||||
|
||||
if isinstance(angle, bool) or not isinstance(angle, Number):
|
||||
raise TypeError(f"'angle' muss eine Zahl sein, nicht {type(angle).__name__}.")
|
||||
|
||||
cosine = math.cos(angle)
|
||||
sine = math.sin(angle)
|
||||
|
||||
return [[cosine, -sine], [sine, cosine]]
|
||||
|
||||
|
||||
def _parse_number(token: str) -> float:
|
||||
"""Wandelt einen eingegebenen Text in eine Zahl um.
|
||||
|
||||
Args:
|
||||
token (str): Einzelner Eingabewert.
|
||||
|
||||
Returns:
|
||||
float: Zahlwert des Eingabetokens.
|
||||
|
||||
Raises:
|
||||
ValueError: Wenn der Text keine gültige Zahl ist.
|
||||
"""
|
||||
try:
|
||||
return float(token)
|
||||
except ValueError as error:
|
||||
raise ValueError(f"'{token}' ist keine gültige Zahl.") from error
|
||||
|
||||
|
||||
def _read_matrix(name: str) -> list[list[float]]:
|
||||
"""Liest eine Matrix zeilenweise aus der Konsole ein.
|
||||
|
||||
Der Benutzer gibt zuerst die Anzahl der Zeilen an. Anschließend wird jede
|
||||
Zeile als Leerzeichen-getrennte Liste von Zahlen eingegeben. Bei ungültiger
|
||||
Eingabe wird die jeweilige Eingabe erneut abgefragt.
|
||||
|
||||
Args:
|
||||
name (str): Name der Matrix für die Ausgabe.
|
||||
|
||||
Returns:
|
||||
list[list[float]]: Eingelesene Matrix.
|
||||
"""
|
||||
print(f"\nEingabe der Matrix {name}:")
|
||||
|
||||
while True:
|
||||
raw = input("Anzahl der Zeilen: ").strip()
|
||||
try:
|
||||
rows = int(raw)
|
||||
except ValueError:
|
||||
print(f"Fehler: '{raw}' ist keine ganze Zahl. Bitte erneut eingeben.")
|
||||
continue
|
||||
if rows <= 0:
|
||||
print("Fehler: Die Anzahl der Zeilen muss größer als 0 sein.")
|
||||
continue
|
||||
break
|
||||
|
||||
matrix: list[list[float]] = []
|
||||
expected_columns: int | None = None
|
||||
|
||||
for index in range(rows):
|
||||
while True:
|
||||
raw_row = input(f"Zeile {index} (Zahlen durch Leerzeichen getrennt): ").strip()
|
||||
tokens = raw_row.split()
|
||||
|
||||
if not tokens:
|
||||
print("Fehler: Die Zeile darf nicht leer sein. Bitte erneut eingeben.")
|
||||
continue
|
||||
|
||||
try:
|
||||
row = [_parse_number(token) for token in tokens]
|
||||
except ValueError as error:
|
||||
print(f"Fehler: {error} Bitte erneut eingeben.")
|
||||
continue
|
||||
|
||||
if expected_columns is None:
|
||||
expected_columns = len(row)
|
||||
elif len(row) != expected_columns:
|
||||
print(
|
||||
f"Fehler: Die Zeile hat {len(row)} Spalten, "
|
||||
f"erwartet werden {expected_columns}. Bitte erneut eingeben."
|
||||
)
|
||||
continue
|
||||
|
||||
matrix.append(row)
|
||||
break
|
||||
|
||||
return matrix
|
||||
|
||||
|
||||
def _print_matrix(matrix: list[list[Number]]) -> None:
|
||||
"""Gibt eine Matrix formatiert auf der Konsole aus.
|
||||
|
||||
Args:
|
||||
matrix (list[list[Number]]): Auszugebende Matrix.
|
||||
"""
|
||||
for row in matrix:
|
||||
print(" [" + ", ".join(str(value) for value in row) + "]")
|
||||
|
||||
|
||||
def main() -> int:
|
||||
"""Startet das Programm und liest zwei Matrizen zur Multiplikation ein.
|
||||
|
||||
Returns:
|
||||
int: Exit-Code des Programms (0 bei Erfolg, 1 bei Fehler).
|
||||
"""
|
||||
#print(rotate(45))
|
||||
print(tabulate(rotate(1.0)))
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
if __name__ == "__main__":
|
||||
sys.exit(main())
|
||||
"""Modul zur Matrizenmultiplikation."""
|
||||
|
||||
import math
|
||||
from numbers import Number
|
||||
|
||||
|
||||
def _validate_matrix(matrix: object, name: str) -> list[list[Number]]:
|
||||
"""Prüft, ob es sich um eine gültige Matrix handelt.
|
||||
|
||||
Args:
|
||||
matrix (object): Zu prüfende Matrix.
|
||||
name (str): Name der Matrix für die Fehlermeldung.
|
||||
|
||||
Returns:
|
||||
list[list[Number]]: Validierte Matrix.
|
||||
|
||||
Raises:
|
||||
TypeError: Wenn die Matrix keine Liste ist oder nicht-numerische
|
||||
Elemente enthält.
|
||||
ValueError: Wenn die Matrix leer ist oder unregelmäßige Zeilenlängen
|
||||
aufweist.
|
||||
"""
|
||||
if not isinstance(matrix, list):
|
||||
raise TypeError(
|
||||
f"'{name}' muss eine Liste von Listen sein, nicht {type(matrix).__name__}."
|
||||
)
|
||||
|
||||
if len(matrix) == 0:
|
||||
raise ValueError(f"'{name}' darf nicht leer sein.")
|
||||
|
||||
for index, row in enumerate(matrix):
|
||||
if not isinstance(row, list):
|
||||
raise TypeError(
|
||||
f"Zeile {index} von '{name}' muss eine Liste sein, nicht {type(row).__name__}."
|
||||
)
|
||||
|
||||
if len(row) == 0:
|
||||
raise ValueError(f"Zeile {index} von '{name}' darf nicht leer sein.")
|
||||
|
||||
if len(row) != len(matrix[0]):
|
||||
raise ValueError(
|
||||
f"Zeile {index} von '{name}' hat {len(row)} Spalten, erwartet werden {len(matrix[0])}."
|
||||
)
|
||||
|
||||
for column, value in enumerate(row):
|
||||
if isinstance(value, bool) or not isinstance(value, Number):
|
||||
raise TypeError(
|
||||
f"Element [{index}][{column}] von '{name}' muss eine Zahl sein, "
|
||||
f"nicht {type(value).__name__}."
|
||||
)
|
||||
|
||||
return matrix
|
||||
|
||||
|
||||
def matmul(
|
||||
matrix_a: list[list[Number]], matrix_b: list[list[Number]]
|
||||
) -> list[list[Number]]:
|
||||
"""Multipliziert zwei Matrizen.
|
||||
|
||||
Die Anzahl der Spalten von ``matrix_a`` muss mit der Anzahl der Zeilen von
|
||||
``matrix_b`` übereinstimmen.
|
||||
|
||||
Args:
|
||||
matrix_a (list[list[Number]]): Erste Matrix der Form m x n.
|
||||
matrix_b (list[list[Number]]): Zweite Matrix der Form n x p.
|
||||
|
||||
Returns:
|
||||
list[list[Number]]: Ergebnis der Multiplikation der Form m x p.
|
||||
|
||||
Raises:
|
||||
TypeError: Wenn eine der Eingaben keine gültige Matrix aus Zahlen ist.
|
||||
ValueError: Wenn die Matrizen leer sind oder die Dimensionen nicht
|
||||
zueinander passen.
|
||||
"""
|
||||
matrix_a = _validate_matrix(matrix_a, "matrix_a")
|
||||
matrix_b = _validate_matrix(matrix_b, "matrix_b")
|
||||
|
||||
rows_a = len(matrix_a)
|
||||
columns_a = len(matrix_a[0])
|
||||
rows_b = len(matrix_b)
|
||||
columns_b = len(matrix_b[0])
|
||||
|
||||
if columns_a != rows_b:
|
||||
raise ValueError(
|
||||
f"Dimensionen passen nicht: matrix_a hat {columns_a} Spalten, "
|
||||
f"matrix_b hat {rows_b} Zeilen."
|
||||
)
|
||||
|
||||
result: list[list[Number]] = [[0 for _ in range(columns_b)] for _ in range(rows_a)]
|
||||
|
||||
for i in range(rows_a):
|
||||
for j in range(columns_b):
|
||||
total = 0
|
||||
for k in range(columns_a):
|
||||
total += matrix_a[i][k] * matrix_b[k][j]
|
||||
result[i][j] = total
|
||||
|
||||
return result
|
||||
|
||||
|
||||
def transpose(matrix: list[list[Number]]) -> list[list[Number]]:
|
||||
"""Transponiert eine Matrix.
|
||||
|
||||
Vertauscht Zeilen und Spalten der Matrix. Aus einer Matrix der Form m x n
|
||||
wird eine Matrix der Form n x m.
|
||||
|
||||
Args:
|
||||
matrix (list[list[Number]]): Zu transponierende Matrix.
|
||||
|
||||
Returns:
|
||||
list[list[Number]]: Transponierte Matrix der Form n x m.
|
||||
|
||||
Raises:
|
||||
TypeError: Wenn die Eingabe keine gültige Matrix aus Zahlen ist.
|
||||
ValueError: Wenn die Matrix leer ist oder unregelmäßige Zeilenlängen
|
||||
aufweist.
|
||||
"""
|
||||
matrix = _validate_matrix(matrix, "matrix")
|
||||
|
||||
rows = len(matrix)
|
||||
columns = len(matrix[0])
|
||||
|
||||
return [[matrix[i][j] for i in range(rows)] for j in range(columns)]
|
||||
|
||||
|
||||
def rot_2d(angle: float) -> list[list[float]]:
|
||||
"""Erstellt die Rotationsmatrix für einen Winkel.
|
||||
|
||||
Args:
|
||||
angle (float): Drehwinkel im Bogenmaß.
|
||||
|
||||
Returns:
|
||||
list[list[float]]: 2x2-Rotationsmatrix, die auf einen Vektor
|
||||
angewendet werden kann.
|
||||
|
||||
Raises:
|
||||
TypeError: Wenn ``angle`` keine Zahl ist.
|
||||
"""
|
||||
|
||||
if isinstance(angle, bool) or not isinstance(angle, Number):
|
||||
raise TypeError(f"'angle' muss eine Zahl sein, nicht {type(angle).__name__}.")
|
||||
|
||||
cosine = math.cos(angle)
|
||||
sine = math.sin(angle)
|
||||
|
||||
return [[cosine, -sine], [sine, cosine]]
|
||||
|
||||
|
||||
def rot_3d(angle: float, axis: str) -> list[list[float]]:
|
||||
"""Erstellt die 3D-Rotationsmatrix für einen Winkel um eine Achse.
|
||||
|
||||
Die Rotation erfolgt im Uhrzeigersinn (Rechtssystem) um die angegebene
|
||||
Achse. Die zurückgegebene Matrix ist 3x3 groß und kann direkt auf einen
|
||||
3D-Vektor angewendet werden.
|
||||
|
||||
Args:
|
||||
angle (float): Drehwinkel im Bogenmaß.
|
||||
axis (str): Rotationsachse, eine von ``"x"``, ``"y"`` oder ``"z"``.
|
||||
Groß- und Kleinschreibung spielt keine Rolle.
|
||||
|
||||
Returns:
|
||||
list[list[float]]: 3x3-Rotationsmatrix, die auf einen 3D-Vektor
|
||||
angewendet werden kann.
|
||||
|
||||
Raises:
|
||||
TypeError: Wenn ``angle`` keine Zahl oder ``axis`` kein String ist.
|
||||
ValueError: Wenn ``axis`` keine der drei Hauptachsen ist.
|
||||
"""
|
||||
if isinstance(angle, bool) or not isinstance(angle, Number):
|
||||
raise TypeError(f"'angle' muss eine Zahl sein, nicht {type(angle).__name__}.")
|
||||
|
||||
if not isinstance(axis, str):
|
||||
raise TypeError(f"'axis' muss ein String sein, nicht {type(axis).__name__}.")
|
||||
|
||||
normalized_axis = axis.strip().lower()
|
||||
|
||||
if normalized_axis not in ("x", "y", "z"):
|
||||
raise ValueError(
|
||||
f"'axis' muss eine der Achsen 'x', 'y' oder 'z' sein, nicht '{axis}'."
|
||||
)
|
||||
|
||||
cosine = math.cos(angle)
|
||||
sine = math.sin(angle)
|
||||
|
||||
if normalized_axis == "x":
|
||||
return [[1.0, 0.0, 0.0], [0.0, cosine, -sine], [0.0, sine, cosine]]
|
||||
|
||||
if normalized_axis == "y":
|
||||
return [[cosine, 0.0, sine], [0.0, 1.0, 0.0], [-sine, 0.0, cosine]]
|
||||
|
||||
return [[cosine, -sine, 0.0], [sine, cosine, 0.0], [0.0, 0.0, 1.0]]
|
||||
Whitespace-only changes.
@@ -0,0 +1,78 @@
|
||||
"""Tests für die Rotationsfunktionen."""
|
||||
|
||||
import math
|
||||
|
||||
import pytest
|
||||
|
||||
from matrixmania.compute import rot_2d, rot_3d
|
||||
|
||||
|
||||
def _flatten(matrix: list[list[float]]) -> list[float]:
|
||||
"""Flacht eine Matrix zu einer flachen Liste ab.
|
||||
|
||||
Args:
|
||||
matrix (list[list[float]]): Zu flachende Matrix.
|
||||
|
||||
Returns:
|
||||
list[float]: Alle Matrixelemente in Zeilen-Reihenfolge.
|
||||
"""
|
||||
return [value for row in matrix for value in row]
|
||||
|
||||
|
||||
@pytest.mark.parametrize(
|
||||
("angle", "expected"),
|
||||
[
|
||||
(0.0, [1.0, 0.0, 0.0, 1.0]),
|
||||
(math.pi / 2, [0.0, -1.0, 1.0, 0.0]),
|
||||
(math.pi, [-1.0, 0.0, 0.0, -1.0]),
|
||||
(2 * math.pi, [1.0, 0.0, 0.0, 1.0]),
|
||||
],
|
||||
)
|
||||
def test_rot_2d(angle: float, expected: list[float]) -> None:
|
||||
"""Prüft die 2D-Rotationsmatrix für einen Winkel.
|
||||
|
||||
Args:
|
||||
angle (float): Drehwinkel im Bogenmaß.
|
||||
expected (list[float]): Erwartete Matrixwerte in Zeilen-Reihenfolge.
|
||||
|
||||
Raises:
|
||||
AssertionError: Wenn die Rotationsmatrix nicht erwartet wird.
|
||||
"""
|
||||
# Arrange: Winkel und Erwartungswerte stammen aus der Parametrisierung.
|
||||
|
||||
# Act
|
||||
result = _flatten(rot_2d(angle))
|
||||
|
||||
# Assert
|
||||
assert result == pytest.approx(expected)
|
||||
|
||||
|
||||
@pytest.mark.parametrize(
|
||||
("angle", "axis", "expected"),
|
||||
[
|
||||
(0.0, "x", [1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0]),
|
||||
(0.0, "y", [1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0]),
|
||||
(0.0, "z", [1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0]),
|
||||
(math.pi / 2, "x", [1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, -1.0, 0.0, 1.0, 0.0]),
|
||||
(math.pi / 2, "y", [0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 1.0, 0.0, -1.0, 0.0, 0.0]),
|
||||
(math.pi / 2, "z", [0.0, -1.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0]),
|
||||
],
|
||||
)
|
||||
def test_rot_3d(angle: float, axis: str, expected: list[float]) -> None:
|
||||
"""Prüft die 3D-Rotationsmatrix für einen Winkel und eine Achse.
|
||||
|
||||
Args:
|
||||
angle (float): Drehwinkel im Bogenmaß.
|
||||
axis (str): Rotationsachse ("x", "y" oder "z").
|
||||
expected (list[float]): Erwartete Matrixwerte in Zeilen-Reihenfolge.
|
||||
|
||||
Raises:
|
||||
AssertionError: Wenn die Rotationsmatrix nicht erwartet wird.
|
||||
"""
|
||||
# Arrange: Winkel, Achse und Erwartungswerte stammen aus der Parametrisierung.
|
||||
|
||||
# Act
|
||||
result = _flatten(rot_3d(angle, axis))
|
||||
|
||||
# Assert
|
||||
assert result == pytest.approx(expected)
|
||||
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