1.    [4 marks] For each of the following code snippets, write the value that is stored by the variable on the last line after the code snippet has been run.

Marking scheme: 1 mark per answer

a.     def times_three (x): return x * 3

n = 2

times_three(n) n

2

b.     x = 2

y = 3

t = x

x = y

y = t

y

2

c.     def are_equal (x, y): return x == y

x = 1

a = 3

y = 1

n = are_equal (a, y)

n

False

d.     a = 2

b = 3

a = b

b = b + 1

a

3

2.    [5 marks] When you’re designing a function that takes a user-defined type (i.e. a type that is defined by a data definition, not by Python), in which steps of the How to Design Functions recipe do you need to consult the data  definition? For each step in which you do need to consult the data definition, which part(s) of the data definition are you consulting and why?

Marking scheme: 1 mark per row

3.    [7 marks] Design a function that takes two strings and returns True if they have the same length.

Marking scheme:

2 marks for the correct signature (-1 per error)

1 mark for a clear and correct purpose

3 marks for tests (empty case, same length, different length)

1 mark for correctness

4.    [18 marks] Your friend has decided to start tracking their expenses so that they can create a budget. Here are the first few rows of the .csv file that your friend has been using to track the expenses.

There are many, many different categories (including ones not shown above) and your friend is likely to continue to create more categories over time.  Your friend only uses cash, credit card, cheque, or debit card to pay for things.

Design data definitions to represent all of the information as data in your program.

Marking scheme

Enum Data Definition (PaymentType)

•     1 mark for the correct data type definition

•     1 mark for the interpretation

•     1 mark for the note about examples

•     1 mark for the correct template

•     1 mark for the correct note about origin of template

Compound Data Definition  (Expense)

•     1 mark for a meaningful name

•     1 mark for the correct data type definition

•     1 mark for the necessary fields

•     1 mark if the fields have the right type

•     1 mark for interpretation - must include units for amount

•     1 mark for at least one correct example

•     1 mark for the correct template

•     1 mark for the correct template rules

List Data Definition (List[Expense])

•     1 mark for the correct data type definition and interpretation

•     2 marks for at least two correct examples (one empty, one non-empty)

•     1 mark for the correct template

•     1 mark for the correct template rules

from enum import Enum

from typing import NamedTuple, List

PaymentType = Enum('PaymentType', ['ca', 'cc', 'ch', 'dc'])

# interp. a payment type that is either cash ('ca'), credit card ('cc'), cheque ('ch'),

#         or debit card ('dc')

# examples are redundant for enumerations

# template based on one of (4 cases), atomic distinct (4 times)

def fn_for_payment_type(pt: PaymentType) -> ...:

if pt == PaymentType.ca:

return ...

elif pt == PaymentType.cc:

return ...

elif pt == PaymentType.ch:

return ...

elif pt == PaymentType.dc:

return ...

Expense = NamedTuple('Expense', [('name', str),

('cat', str),

('payment', PaymentType),

('amount', float)])

# interp. an expense with a name, category ('cat'), payment type, and amount in CAD

E1 = Expense('coffee', 'Food', PaymentType.ca, 1.95)

E2 = Expense('theatre tickets', 'Entertainment', PaymentType.cc, 88.40)

# template based on compound and the reference rule

def fn_for_expense(e: Expense) -> ...:

return ... (e.name,

e.cat,

fn_for_payment_type(e.payment),

e.amount)

# List[Expense]

# interp. a list of expenses

L0 = []

L1 = [E1, E2]

# template based on arbitrary-sized and the reference rule

def fn_for_loe(loe: List[Expense]) -> ...:

# description of the acc

acc = ... # type: ...

for e in loe:

acc = ... (acc, fn_for_expense(e))

return acc

5.    [2 marks] We could write a correct program (i.e. a program that works as expected) that does not follow the helper rules. Why is it important to follow the helper rules when you design programs? Give one concrete reason and justify your answer.

6.    [7 marks] You have snow reports from your favourite mountain in the following form.

This information is available in csv format in the file snow_report.csv. Here are data definitions that can be    used to represent the relevant parts of this information as data in your program.  THE PROBLEM STATEMENT IS ON THE NEXT PAGE.

from typing import NamedTuple, List

from cs103 import *

import csv

SnowReport = NamedTuple ('SnowReport', [('temp', float),

('vis', float), # in range [0, ...)

('base', int),  # in range [0, ...)

('new', int)])  # in range [0, ...)

# interp. an alpine snow report with its temperature ('temp') in degrees Celsius,

#         visibility ('vis') in kilometres, snow base ('base') in cm, and amount of

#         snow in the last 24 hours ('new') in cm

SR1 = SnowReport(-2.0, 21.2, 370, 4)

SR2 = SnowReport(-3.2, 4.7, 374, 2)

SR3 = SnowReport(1.8, 18.3, 376, 8)

# template based on compound

def fn_for_snow_report(sr: SnowReport) -> ...:

return ... (sr.temp,

sr.vis,

sr.base,

sr.new)

# List[SnowReport]

# interp. a list of snow reports

L1 = []

L2 = [SR1, SR2]

# template based on arbitrary-sized and the reference rule

def fn_for_losr(losr: List[SnowReport]) -> ...:

# description of the acc

acc = ... # type: ...

for sr in losr:

acc = ... (acc, fn_for_snow_report(sr))

return acc

Continuing Problem 6: Design a read function to read this information from a file and store it as data in your program. We have provided the read template and suggest that you neatly edit it rather than re-writing your   read function. Assume that the information is in a file named “snow_report.csv”. If you need to create

another information file, you can draw a table that shows the information (as above) and label it with the filename.

@typecheck

def read(filename: str) -> List[SnowReport]:

"""

reads information from the specified file and returns a list of snow reports

"""

# losr contains the result so far

losr = [] # type: List[SnowReport]

with open(filename) as csvfile:

reader = csv.reader(csvfile)

next(reader) # skip header line

for row in reader:

sr = SnowReport(parse_float(row[1]), parse_float(row[2]), parse_int(row[4]),

parse_int(row[5]))

losr.append(sr)

return losr

start_testing()

expect(read('snow_report.csv'), [SR1, SR2, SR3])

# plus one more test (will vary depending on the extra table they created)

summary()

Marking scheme

•     1 mark for updating the return type

•     1 mark for correctly updating the purpose

•     1 mark for correctly updating the accumulator type

•     2 marks for correctly updating the line that creates the SnowReport (including calls to parse_*)

•     2 marks for at least two correct examples

7.    [10 marks] Design a function that takes a list of snow reports and returns the average snow base. (You must use the data definitions from Problem 6.)

Marking scheme

2 marks for the correct signature

1 mark for a clear and concise purpose

1 mark if the function consistently deals with the empty case in a reasonable way

1 mark for correct accumulator types (must both be correct)

1 mark for correct accumlator descriptions (must both be reasonable)

1 mark for the template being based on List[SnowReport]

2 marks for at least two correct examples

1 mark for correctness

8.    [12 marks] Design a function that takes a list of snow reports and plots a line chart of the snow base over time.

You can assume that the reports are in the order in which they should be plotted. You can assume that the

function get_range, as described below by its signature and purpose, is fully implemented and works correctly. (Again, you must use the data definitions from Problem 6.)

def get_range (n: int) -> List[int]:

"""

returns a list of the first n integers

"""

Marking scheme

Helper function

2 marks for the correct signature

1 mark for a clear and concise purpose

1 mark if the function is based on correct template

1 mark for having at least one correct example

1 mark for correctness

Plot function

2 marks for the correct signature

1 mark for a clear and concise purpose

1 mark for correctly setting the title, x-axis label, and y-axis label

1 mark for correctly calling both helpers

1 mark for the correct call to plot