Giáo án Bài 30 · KHMT. Thiết lập thư viện cho chương trình

Xác định được vấn đề: khi một đoạn mã được chép nhiều lần, việc sửa lỗi và bảo trì rất khó; từ đó nêu được nhu cầu tách hàm dùng chung thành một tệp riêng để tái sử dụng.

GV nêu tình huống: hai chương trình của lớp cùng cần tính tổng và đếm số dương của một dãy số. Bạn A chép nguyên đoạn mã vào cả hai chương trình. GV hỏi: (1) Nếu phát hiện lỗi trong đoạn tính tổng, em phải sửa ở mấy chỗ? (2) Có cách nào viết đoạn mã đó một lần rồi dùng ở nhiều nơi không? HS suy nghĩ 1 phút, trao đổi với bạn ngồi cạnh (think-pair-share), sau đó vài HS phát biểu.

HS nêu được: sao chép mã làm tăng nguy cơ sót lỗi khi sửa, khó kiểm soát khi chương trình lớn; cần viết hàm một lần trong một tệp riêng (thư viện, mô đun) và các chương trình khác nhập (import) để dùng lại. GV ghi tên bài lên bảng: Thiết lập thư viện cho chương trình.

Giải thích được mô đun là tệp mã chứa hàm, lệnh import nạp mô đun theo tên tệp; gọi được hàm bằng cú pháp tên_mô_đun.tên_hàm(...) và tính đúng kết quả với dãy [2,-1,5].

HS làm việc theo nhóm đôi, quan sát mã mẫu trên màn hình: tệp thongke_mau.py chứa hai hàm tong(a) và dem_duong(a); tệp main.py chứa lệnh import thongke_mau, gán a=[2,-1,5] và in kết quả của hai hàm. Nhóm hoàn thành Phiếu học tập số 1 (gồm các câu hỏi về vai trò của tệp thongke_mau.py, ý nghĩa của lệnh import, kết quả của tong(a) và dem_duong(a) với dãy [2,-1,5], và tên tệp cần nhập khi import). Sau đó nhóm chạy thử main.py để kiểm tra.

Kiến thức HS rút ra: (1) Mô đun là một tệp .py chứa các hàm dùng chung, ví dụ thongke_mau.py. (2) Lệnh import thongke_mau nạp mô đun theo tên tệp, không ghi đuôi .py. (3) Gọi hàm bằng thongke_mau.tong(a) và thongke_mau.dem_duong(a). Kết quả: tong([2,-1,5]) = 6 (vì 2 − 1 + 5 = 6); dem_duong([2,-1,5]) = 2 (vì chỉ có 2 và 5 dương, số 0 và số âm không tính). Khi chạy main.py, màn hình in hai dòng: 6 và 2.

Nêu được giao diện của thư viện (tên, đầu vào, đầu ra được công bố); giải thích được vai trò của khối if name == "main" và lí do không đặt tên mô đun trùng thư viện chuẩn; nêu được thư viện không chứa thông tin bí mật.

GV đặt tình huống: giả sử thêm vào cuối thongke_mau.py dòng in thử print(tong([1,2])). HS dự đoán điều gì xảy ra khi main.py import thongke_mau, sau đó nêu cách sửa để mã thử chỉ chạy khi chạy trực tiếp tệp thongke_mau.py. Nhóm trả lời thêm: vì sao không đặt tệp tên math.py trong thư mục làm việc; vì sao không ghi mật khẩu vào thư viện.

Kiến thức HS rút ra: (1) Giao diện là tên hàm, tham số đầu vào và giá trị đầu ra được công bố; người dùng chỉ cần biết giao diện, không cần biết chi tiết bên trong. (2) Khi import, mã đặt ngoài hàm sẽ chạy, nên in ra kết quả thử ngoài ý muốn. Cách sửa: đặt mã thử dưới khối if name == "main": và thụt lề; khi import, khối này không chạy, main.py chủ động gọi hàm. (3) Không đặt tên tệp trùng thư viện chuẩn như math.py, vì tệp cục bộ sẽ che thư viện chuẩn và gây nhầm import. (4) Không hardcode mật khẩu hay bí mật trong thư viện.

Vận dụng được kiến thức về mô đun, import, giao diện và điều kiện áp dụng thư viện để trả lời đúng các câu hỏi trắc nghiệm, điền khuyết và viết được chương trình đúng yêu cầu.

HS làm bài tập trên trang bài học NeoEdu (phần bài tập tương tác) hoặc trên phiếu của GV, theo cặp đôi. Đề gồm: (1) Giao diện thongke_mau: tong(a) cộng mọi phần tử; dem_duong(a) đếm phần tử lớn hơn 0, không tính 0. Với dãy [2,-1,5], tính tong và dem_duong. (2) Hãy cho biết tong([2,-1,5]) bằng bao nhiêu? (3) dem_duong([2,-1,5]) bằng bao nhiêu? (4) Khi viết import thongke_mau, mô đun được tìm theo tệp nào: A. thongke_mau.py; B. main.py; C. thongke_mau.txt; D. thongke_mau.py.txt? (5) Tên mô đun trùng thư viện chuẩn có thể gây nhầm import: Đúng hay Sai? (6) Thư viện bắt buộc chứa mật khẩu người dùng để tái sử dụng: Đúng hay Sai? (7) Ghép khái niệm: mô đun, import, giao diện với các mô tả tương ứng. (8) Tạo tệp thongke_mau.py có tong(a), dem_duong(a) và main.py nhập mô đun rồi tính trên dãy [2,-1,5]. (9) Nêu cách tách phần thử trong thư viện để import không in kết quả ngoài ý muốn.

Đáp án: (1) tong([2,-1,5]) cộng mọi phần tử; dem_duong([2,-1,5]) đếm phần tử dương. (2) 6 (vì 2 − 1 + 5 = 6). (3) 2 (vì 2 và 5 dương). (4) A. thongke_mau.py (tên mô đun gắn với tệp mã Python). (5) Đúng (tệp cục bộ có thể che mô đun mong muốn). (6) Sai (không hardcode bí mật trong thư viện). (7) Mô đun là tệp tổ chức mã; import là nạp mô đun để dùng tên chức năng; giao diện là tên, đầu vào, đầu ra được công bố. (8) Gợi ý sản phẩm: thongke_mau.py có hàm tong (s = 0, cộng dần các phần tử) và dem_duong (d = 0, tăng d khi x > 0); main.py gồm import thongke_mau, a = [2,-1,5], in thongke_mau.tong(a) và thongke_mau.dem_duong(a), kết quả là hai dòng 6 và 2. Thang điểm tham khảo: hai tệp và import đúng 0,3; hai hàm đúng giao diện 0,4; hai dòng kết quả 6 và 2 đúng 0,2; không đặt tên trùng thư viện chuẩn 0,1. Chấp nhận phương án tương đương đúng, có lí giải và an toàn. (9) Đặt mã thử dưới khối if name == "main": và thụt lề; khi import, mã thử không chạy, main.py chủ động gọi hàm.

Tạo hoặc đánh giá được sản phẩm thư viện: viết mô đun thống kê mới cho dữ liệu thực tế, nhập mô đun trong chương trình chính, giải thích kết quả và kiểm tra điều kiện áp dụng (tên không trùng thư viện chuẩn, không chứa bí mật, có khối if name == "main").

Nhóm đôi xây dựng tệp thongke_nhietdo.py có hai hàm tong(a) và dem_duong(a) (áp dụng cho dãy nhiệt độ đo lúc 0 độ C trở lên là dương, ví dụ dãy nhiệt độ có giá trị âm). Sau đó viết main.py nhập mô đun và tính với dãy a = [25,-3,18,0,30]. Nhóm trả lời: (1) Kết quả tong(a) và dem_duong(a) bằng bao nhiêu? Giải thích vì sao. (2) Kiểm tra: tên tệp có trùng thư viện chuẩn không? Mã có chứa thông tin bí mật không? Mã thử đã đặt đúng trong khối if name == "main" chưa? Nhóm ghi kết quả vào phiếu đánh giá ngắn.

Kết quả: tong([25,-3,18,0,30]) = 70 (vì 25 − 3 + 18 + 0 + 30 = 70); dem_duong([25,-3,18,0,30]) = 3 (vì 25, 18, 30 dương; −3 và 0 không tính). Sản phẩm: hai tệp thongke_nhietdo.py và main.py cùng thư mục; chương trình in hai dòng 70 và 3. Tiêu chí kiểm tra: tên tệp không trùng thư viện chuẩn; không có mật khẩu hay bí mật; mã thử nằm dưới khối if name == "main".