Met 18 960 inwoners per km² is Monaco het meest dichtbevolkte land van Europa, terwijl IJsland met 3.5 inwoners per km² het meest dunbevolkt is. Om de beschikbare ruimte beter te verdelen, kunnen we een volksverhuizing organiseren door de Europese landen enerzijds te rangschikken volgens stijgend inwonersaantal en anderzijds volgens stijgende oppervlakte. Het zou dan logisch zijn om de inwoners uit het land met het kleinste inwonersaantal (Vaticaanstad) te laten verhuizen naar het land met de kleinste oppervlakte (Vaticaanstad), de inwoners uit het land met het tweede kleinste inwonersaantal (San Marino) naar het land met de tweede kleinste oppervlakte (Monaco), …, en de inwoners uit het land met het grootste inwonersaantal (Rusland) naar het land met de grootste oppervlakte (Rusland).

Volksverhuizing waarbij de inwoners uit het land met het kleinste inwonersaantal (Vaticaanstad) verhuizen naar het land met de kleinste oppervlakte (Vaticaanstad), de inwoners uit het land met het tweede kleinste inwonersaantal (San Marino) naar het land met de tweede kleinste oppervlakte (Monaco), …, en de inwoners uit het land met het grootste inwonersaantal (Rusland) naar het land met de grootste oppervlakte (Rusland).

We zeggen dat land $$B$$ de bestemming is van land $$A$$ als de inwoners uit land $$A$$ volgens deze strategie moeten verhuizen naar land $$B$$. Op onderstaande kaart kan je de bestemmingen van alle Europese landen aflezen. Enkel de inwoners uit de blauw gemarkeerde landen (Vaticaanstad, Frankrijk en Rusland) mogen in hun eigen land blijven wonen.

Bestemmingen van de Europese landen. Enkel de inwoners uit de blauw gemarkeerde landen (Vaticaanstad, Frankrijk en Rusland) mogen in hun eigen land blijven wonen.

Cirkels van landen die verbonden worden met hun bestemming. Bij de volksverhuizing van de Europese landen kunnen we acht dergelijke cirkels identificeren.

Als we elk land verbinden met zijn bestemming, dan ontstaan er cirkels van landen die door de volksverhuizing een ware stoelendans uitvoeren. Bij de volksverhuizing van de Europese landen kunnen we acht dergelijke cirkels identificeren.

Opgave

Een landenbestand is een tekstbestand met UTF-8¹ tekencodering waarvan elke regel bestaat uit een vast aantal velden met informatie over een land. De informatievelden worden van links naar rechts genummerd vanaf nul, worden van elkaar gescheiden door een tab en bevatten zelf geen tabs. Het eerste informatieveld (veld 0) bevat telkens de naam van het land. Dit zijn bijvoorbeeld enkele regels uit een landenbestand (europe.txt²) voor alle Europese landen, met naast hun naam ook nog de hoofdstad (veld 1), de bevolkingsdichtheid (veld 2; inwoners/km²), de oppervlakte (veld 3; km²) en het inwonersaantal (veld 4):

Monaco	Monaco	18,960	2.02	38,300
Vatican City	Vatican City	1,684	0.49	825
Malta	Valletta	1,505	316	475,701
San Marino	San Marino	546	61.2	33,403
Netherlands	Amsterdam	419	41,543	17,424,978
Belgium	Brussels	375	30,689	11,515,793
...
Russia	Moscow	29	3,960,000	113,112,406
Sweden	Stockholm	23	450,295	10,215,250
Finland	Helsinki	16	338,424	5,521,533
Norway	Oslo	14	385,203	5,323,933
Iceland	Reykjavík	3.5	102,775	355,620
Kosovo	Pristina	175	10,908	1,907,592

Bij informatievelden die numerieke waarden bevatten, kan een punt (.) gebruikt worden als decimaal scheidingsteken en kunnen komma's (,) gebruikt worden om de duizendtallen te groeperen. Gevraagd wordt:

Schrijf een functie eigenschap waaraan de locatie (str) van een landenbestand en het volgnummer $$n \in \mathbb{N}_0$$ (int) van een numeriek informatieveld uit dat bestand moeten doorgegeven worden. De functie moet een dictionary (dict) teruggeven die de naam (str) van elk land uit het bestand afbeeldt op de corresponderende waarde (float) uit het $$n$$-de veld voor dat land.
Schrijf een functie stijgend waaraan een dictionary (dict) moet doorgegeven worden die namen (str) van landen afbeeldt op een numerieke waarde (float). De functie moet een lijst (list) teruggeven waarin de namen van de landen uit de gegeven dictionary opgelijst worden volgens stijgende numerieke waarde.

Opmerking

Als we in deze opgave landen in stijgende volgorde verwerken volgens één van hun numerieke eigenschappen, dan veronderstellen we steeds dat landen met dezelfde numerieke waarde voor die eigenschap verder in alfabetische volgorde verwerkt worden. Om de alfabetische volgorde te bepalen, wordt geen onderscheid gemaakt tussen hoofdletters en kleine letters.
Schrijf een functie thuisblijvers waaraan twee dictionaries $$d_{\text{van}}$$ en $$d_{\text{naar}}$$ (dict) moeten doorgegeven worden die namen (str) van dezelfde landen afbeelden op een numerieke waarde (float). De functie moet een verzameling (set) teruggeven met de namen van alle landen die twee keer op dezelfde plaats staan als we de landen oplijsten volgens stijgende numerieke waarde in $$d_{\text{van}}$$, resp. $$d_{\text{naar}}$$.
Schrijf een functie volksverhuizing waaraan twee dictionaries $$d_{\text{van}}$$ en $$d_{\text{naar}}$$ (dict) moeten doorgegeven worden die namen (str) van dezelfde landen afbeelden op een numerieke waarde (float). De functie moet een dictionary (dict) met de bestemmingen van de landen teruggeven. Daarbij moet het land met de kleinste numerieke waarde in $$d_{\text{van}}$$ afgebeeld worden op het land met de kleinste numerieke waarde in $$d_{\text{naar}}$$, het land met de tweede kleinste numerieke waarde in $$d_{\text{van}}$$ op het land met de tweede kleinste numerieke waarde in $$d_{\text{naar}}$$, …, en het land met de grootste numerieke waarde in $$d_{\text{van}}$$ op het land in de grootste numerieke waarde in $$d_{\text{naar}}$$.
Schrijf een functie cirkel waaraan twee argumenten moeten doorgegeven worden: i) de naam $$L$$ (str) van een land en ii) een dictionary $$B$$ (dict) met de bestemmingen van een aantal landen, waaronder land $$L$$. De functie moet een lijst (list) teruggeven met alle landen in de cirkel waar land $$L$$ deel van uitmaakt. De lijst begint met land $$L$$ en elk land wordt gevolgd door zijn bestemming. Het laatste land uit de lijst heeft als bestemming land $$L$$.
Schrijf een functie cirkels waaraan een dictionary (dict) met bestemmingen van een aantal landen moet doorgegeven worden. De functie moet teruggeven hoeveel (int) cirkels er zijn als we een volksverhuizing organiseren met deze bestemmingen.

Voorbeeld

In onderstaande voorbeeldsessie gaan we ervan uit dat het tekstbestand europe.txt³ zich in de huidige directory bevindt.

        >>> oppervlakte = eigenschap('europe.txt4', 3)
>>> oppervlakte['Belgium']
30689.0
>>> oppervlakte['Italy']
301338.0
>>> oppervlakte['United Kingdom']
242495.0
>>> stijgend(oppervlakte)
['Vatican City', 'Monaco', 'San Marino', 'Liechtenstein', 'Malta', 'Andorra', 'Luxembourg', 'Cyprus', 'Kosovo', 'Montenegro', 'Slovenia', 'North Macedonia', 'Albania', 'Belgium', 'Moldova', 'Switzerland', 'Netherlands', 'Denmark', 'Estonia', 'Slovakia', 'Bosnia and Herzegovina', 'Croatia', 'Latvia', 'Lithuania', 'Ireland', 'Czech Republic', 'Austria', 'Portugal', 'Hungary', 'Serbia', 'Iceland', 'Bulgaria', 'Greece', 'Belarus', 'Romania', 'United Kingdom', 'Italy', 'Poland', 'Finland', 'Germany', 'Norway', 'Sweden', 'Spain', 'France', 'Ukraine', 'Russia']

>>> inwoners = eigenschap('europe.txt5', 4)
>>> inwoners['Belgium']
11515793.0
>>> inwoners['Italy']
60404355.0
>>> inwoners['United Kingdom']
66040229.0
>>> stijgend(inwoners)
['Vatican City', 'San Marino', 'Liechtenstein', 'Monaco', 'Andorra', 'Iceland', 'Malta', 'Luxembourg', 'Montenegro', 'Cyprus', 'Estonia', 'Kosovo', 'Latvia', 'Slovenia', 'North Macedonia', 'Moldova', 'Lithuania', 'Albania', 'Bosnia and Herzegovina', 'Croatia', 'Ireland', 'Norway', 'Slovakia', 'Finland', 'Denmark', 'Serbia', 'Bulgaria', 'Switzerland', 'Austria', 'Belarus', 'Hungary', 'Sweden', 'Portugal', 'Czech Republic', 'Greece', 'Belgium', 'Netherlands', 'Romania', 'Poland', 'Ukraine', 'Spain', 'Italy', 'United Kingdom', 'France', 'Germany', 'Russia']

>>> thuisblijvers(inwoners, oppervlakte)
{'France', 'Russia', 'Vatican City'}

>>> bestemming = volksverhuizing(inwoners, oppervlakte)
>>> bestemming['Belgium']
'United Kingdom'
>>> bestemming['Italy']
'Sweden'
>>> bestemming['United Kingdom']
'Spain'

>>> cirkel('Albania', bestemming)
['Albania', 'Denmark', 'Ireland', 'Bosnia and Herzegovina', 'Estonia', 'Slovenia', 'Belgium', 'United Kingdom', 'Spain', 'Norway', 'Croatia', 'Slovakia', 'Latvia']
>>> cirkel('Andorra', bestemming)
['Andorra', 'Malta', 'Luxembourg', 'Cyprus', 'Montenegro', 'Kosovo', 'North Macedonia', 'Moldova', 'Switzerland', 'Portugal', 'Greece', 'Romania', 'Poland', 'Finland', 'Lithuania', 'Netherlands', 'Italy', 'Sweden', 'Bulgaria', 'Austria', 'Hungary', 'Iceland']
>>> cirkel('Belarus', bestemming)
['Belarus', 'Serbia', 'Czech Republic']
>>> cirkel('France', bestemming)
['France']
>>> cirkel('Germany', bestemming)
['Germany', 'Ukraine']
>>> cirkel('Liechtenstein', bestemming)
['Liechtenstein', 'San Marino', 'Monaco']
>>> cirkel('Russia', bestemming)
['Russia']
>>> cirkel('Vatican City', bestemming)
['Vatican City']

>>> cirkels(bestemming)
8