In deze opdracht coderen we strings bestaande uit 1'en en 0'en in langere versies van die strings. Die langere versies zijn dan bestand tegen fouten (bv. bij versturen over een netwerk), en afhankelijk van het soort code kan een fout niet alleen gedetecteerd maar ook gecorrigeerd worden. In deze oefening bouwen we twee klassen, namelijk Code en PariteitsCode. Elke code zet een string van $$a$$ karakters (enkel 1'en en 0'en) om naar een string van $$b$$ karakters (opnieuw enkel 1'en en 0'en), met $$b > a$$. Vervolgens programmeren we een klasse Bericht die in staat is om een string van willekeurige lengte te coderen en te decoderen.

Klasse Code

In deze code wordt een string met lengte $$a$$ gecodeerd als een aantal keer $$n$$ deze string na elkaar. Progammeer in deze klasse:

• een constructor met twee argumenten, namelijk de lengte $$a$$ en het aantal keer dat de string moet herhaald worden $$n > 0$$
• de methode get_grootte() (zonder argumenten) levert een tuple op bestaande uit de waarden $$a$$ (lengte van de originele string) en $$b$$ (lengte van de gecodeerde versie (dus $$n\times a$$))
• de methode __str__() (zonder argumenten) levert de stringgedaante $$\verb!Code(a,b)!$$
• de methode codeer() met 1 argument van het type string (je mag aannemen dat deze string enkel uit 1'en en 0'en bestaat, en dat de string uit $$a$$ karakters bestaat).
• de methode decodeer() met 1 argument van het type string (je mag aannemen dat deze string enkel uit 1'en en 0'en bestaat). Hierbij gebruik je onderstaande aanpak:
  • indien de lengte van het argument niet gelijk is aan $$b$$, dan is het resultaat een opeenvolging van $$a$$ keer het karakter '?'
  • indien de lengte van het argument gelijk is aan $$b$$:
    • splits het argument in $$n$$ stukjes met lengte $$a$$
    • bepaal voor positie 0 over alle $$n$$ stukjes hoeveel keer een '0' voorkomt, en hoeveel keer een '1' voorkomt. Komt de '0' meer voor dan is de gedecodeerde waarde op positie 0 het karakter '0'. Komt de '1' meer voor dan is de gedecodeerde waarde op positie 0 het karakter '1'. Komen de karakters '0' en '1' evenveel keer voor, dan komt op positie 0 een vraagteken
    • herhaal deze vorige stap voor alle posities
    • het resultaat is de gedecodeerde string die je op die manier verkrijgt

Voorbeeld

code = Code(4, 2)
str(code)						#'Code(4,8)'
te_coderen = ['1001', '1011']
gecodeerd = [code.codeer(i) for i in te_coderen]  #['10011001', '10111011']
te_decoderen = ['10011001', '10011011', '10111011', '10011011', '1001001']
gedecodeerd = [code.decodeer(i) for i in te_decoderen] #['1001', '10?1', '1011', '10?1', '????']

Klasse PariteitsCode

Deze klasse erft over van de klasse Code. De codering bestaat erin dat per groep van $$a$$ karakters (allen '0' of '1') precies 1 karakter toegevoegd wordt, zodat de gecodeerde versie uit $$b = a+1$$ karakters bestaat. Programmeer in deze klasse:

• een constructor met 1 argument, namelijk de lengte $$a$$ van de te coderen strings
• de methode codeer() met 1 argument (een string bestaande uit $$a$$ karakters '0' of '1'). Het resultaat is dezelfde string aangevult met een karakter, zodat het totaal aantal 1'en in de string even is.
• de methode decodeer() met 1 argument (een string bestaande uit karakters '0' of '1'). Indien het argument een lengte heeft verschillend van $$b$$, of indien het argument een oneven aantal '1'-en bevat, is het resultaat een opeenvolging van $$a$$ vraagtekens. In alle andere gevallen is het resultaat de eerste $$a$$ karakters van het argument.

Voorbeeld

code = PariteitsCode(4)
str(code)											#'Code(4,5)'
te_coderen = ['1001', '1011']
gecodeerd = [code.codeer(i) for i in te_coderen]	#['10010', '10111']
te_decoderen = ['10010', '10011', '10111', '10010', '1001']
gedecodeerd = [code.decodeer(i) for i in te_decoderen] #['1001', '????', '1011', '1001', '????']

Klasse Bericht

Voorgaande klassen zijn in staat om strings van vooropgegeven lengte te coderen en te decoderen. In de klasse Bericht is het de bedoeling om strings van willekeurige lengte (bestaande uit louter 1'en en 0'en) te coderen en te decoderen. Programmeer in deze klasse:

• een constructor met 1 argument, namelijk een string die enkel uit karkaters '1' en '0' bestaat
• een methode __str__() levert het constructorargument (dus een string) als resultaat
• een methode codeer() met 1 argument, namelijk een object, waarvan je mag aannemen dat het tot de klasse Code of een afgeleide klasse ervan behoort. De methode levert een gecodeerde versie van de string die bij constructie van het Bericht opgegeven werd. Dit resultaat bereik je als volgt:
  • indien de lengte van het te coderen bericht geen geheel veelvoud is van de $$a$$-waarde van de code, dan voeg je een aantal '0'-en toe tot dit wel het geval is.
  • verdeel het te coderen bericht in groepjes van $$a$$ karakters
  • codeer elk van die $$a$$ karakters via de opgegeven code
  • het resultaat is de aaneenschakeling van deze gecodeerde versies van alle groepjes
• een methode decodeer() met 1 argument, namelijk een object, waarvan je mag aannemen dat het tot de klasse Code of een afgeleide klasse ervan behoort. De methode levert een gedecodeerde versie van de string die bij constructie van het Bericht opgegeven werd. Dit resultaat bereik je als volg:
  • indien de lengte van het te decoderen bericht (dus de string die opgegeven werd bij constructie van het object) geen geheel veelvoud is van de $$b$$-parameter van de code, dan is het resultaat '?'
  • in het andere geval ga je analoog tewerk als bij het coderen:
    • verdeel het te coderen bericht in groepjes van $$b$$ karakters
    • decodeer elk van die $$b$$ karakters via de opgegeven code
    • het resultaat is de aaneenschakeling van deze gedecodeerde versies van alle groepjes

Voorbeeld

bericht = Bericht('100101')
code = Code(4, 2)
pariteit = PariteitsCode(4)
c_code = bericht.codeer(code)   	#'1001100101000100'
p_code = bericht.codeer(pariteit) 	#'1001001001'
bericht_c = Bericht(c_code)
bericht_c.decodeer(code)			# '10010100'
bericht_p = Bericht(p_code)
bericht_p.decodeer(pariteit)		# '10010100'
b1 = Bericht('1001100101000100')
b1.decodeer(code)					# '10010100'
b2 = Bericht('1001001001')
b2.decodeer(pariteit)				# '10010100'