# Отчет по теме 4

**Антонов Дмитрий, А-03-23**

### 1.Начало работы, настройка текущего каталога
```py
Python 3.13.7 (v3.13.7:bcee1c32211, Aug 14 2025, 19:10:51) [Clang 16.0.0 (clang-1600.0.26.6)] on darwin
Enter "help" below or click "Help" above for more information.
import os
os.chdir('//Users//dmitrijantonov//Desktop//POAC//python-labs//TEMA4//')
os.getcwd()
'/Users/dmitrijantonov/Desktop/POAC/python-labs/TEMA4'
```

### 2. Изучаю стандартные функции в модуле builtins
#### 2.1 Функция round – округление числа с заданной точностью
```py
help(round)
Help on built-in function round in module builtins:

round(number, ndigits=None)
    Round a number to a given precision in decimal digits.

    The return value is an integer if ndigits is omitted or None.  Otherwise
    the return value has the same type as the number.  ndigits may be negative.

round(123.456,1)
123.5
round(123.456,0)
123.0
round(123.456,5)
123.456
round(123.456,2)
123.46
type(round(123.456,1))
<class 'float'>
type(round(123.456,0))
<class 'float'>
round(123.456)
123
type(round(123.456))
<class 'int'>
round(123.76)
124
```

#### 2.2 Изучаю функцию range
- Правая граница в создаваемую последовательность включена не будет 
```py
gg=range(76,123,9)
type(gg)
<class 'range'>
```
- Преобразую в список 
```py
list(gg)
[76, 85, 94, 103, 112, 121]
```
- Правая граница - 0, шаг по умолачнию 1. 
```py
range(23)
range(0, 23)
list(range(23))
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22]
```
#### 2.3 Изучаю функцию zip
```py
qq = ["Антонов"]
type(qq)
<class 'list'>
type(qq[0])
<class 'str'>
qq.extend(['Корнеев','Ефимова','Гордиевских'])
qq
['Антонов', 'Корнеев', 'Ефимова', 'Гордиевских']

ff=zip(gg,qq)
ff
<zip object at 0x105131dc0>

tuple(ff)
((76, 'Антонов'), (85, 'Корнеев'), (94, 'Ефимова'), (103, 'Гордиевских'))
```
- Нельзя обратиться по индексу к объекту zip. Так как это «итерируемый  объект» класса zip
```py
ff[0]
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#50>", line 1, in <module>
    ff[0]
TypeError: 'zip' object is not subscriptable

list(ff)
[]
dict(ff)
{}
```
#### 2.4 Функция eval и exec
- eval - выполненяет код, который был передан в параметрах функции в виде строки 
```py
коэффициент усиления=100
dan=eval('5*fff-156')
dan
344.0
eval('5')
5
```
- exec - выполняет множество инструкций
```py
exec(input('введите инструкции:'))
введите инструкции:perem=-123.456;gg=round(abs(perem)+98,3)

gg
221.456

perem
-123.456

exec("1")

exec("o=1")
o
1
#exec выполнит много команд, eval -  одну
```
#### 2.5 Применяю стандартные функции
```py
abs(-1)
1
pow(2,2)
4
max(5,555)
555
min(5,555)
5
```
- Для sum можно использовать только итерируемый объект
```py
sum(5,555)
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#23>", line 1, in <module>
    sum(5,555)
TypeError: 'int' object is not iterable
sum([5,555])
560
```
- divmod() принимает параметры a — делимое,b — делитель. Возвращает: кортеж (частное, остаток)
```py
divmod(9,9)
(1, 0)

len([1])
1
```
- map выполняет операцию (первый арумент) ко всем элементам второго аргумента
```py
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
result = map(str, numbers)  
result 
<map object at 0x10d47c3a0>
list(result)
['1', '2', '3', '4', '5']
```
### 3. Функции из стандартного модуля math
- Импортировал модуль, получил его содержимое
```py
import math
dir(math)
['__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'acos', 'acosh', 'asin', 'asinh', 'atan', 'atan2', 'atanh', 'cbrt', 'ceil', 'comb', 'copysign', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'dist', 'e', 'erf', 'erfc', 'exp', 'exp2', 'expm1', 'fabs', 'factorial', 'floor', 'fma', 'fmod', 'frexp', 'fsum', 'gamma', 'gcd', 'hypot', 'inf', 'isclose', 'isfinite', 'isinf', 'isnan', 'isqrt', 'lcm', 'ldexp', 'lgamma', 'log', 'log10', 'log1p', 'log2', 'modf', 'nan', 'nextafter', 'perm', 'pi', 'pow', 'prod', 'radians', 'remainder', 'sin', 'sinh', 'sqrt', 'sumprod', 'tan', 'tanh', 'tau', 'trunc', 'ulp']

help(math.factorial)
Help on built-in function factorial in module math:

factorial(n, /)
    Find n!.
```
- Применил часто встречающиеся функции 
```py
math.factorial(5)
120
math.sin(5)
-0.9589242746631385
math.sin(90)
0.8939966636005579
math.sin(0)
0.0
math.sin(1800)
0.13220235275593667
math.acos(1)
0.0
math.acos(0)
1.5707963267948966
math.degrees(math.sin(1))
48.21273601220948
math.degrees(1)
57.29577951308232
math.degrees(9)
515.662015617741
math.radians(90)
1.5707963267948966
math.exp(1)
2.718281828459045
math.e
2.718281828459045
math.log(2)
0.6931471805599453
math.log10(10)
1.0
math.sqrt(25)
5.0
```
- Округление в большую и меньшую сторону 
```py
math.ceil(2.2)
3
math.floor(2.2)
2
math.floor(2.9)
2
math.pi
3.141592653589793
```
- Вычисляю значение функции sin(2π/7+e0.23). Проверил через ранее изученную функцию 'eval'
```py
eval("math.sin(2*math.pi/7+math.e**0.23)")
0.8334902641414562
math.sin(2*math.pi/7+math.e**0.23)
0.8334902641414562
math.sin(2*math.pi/7+pow(math.e,0.23))
0.8334902641414562
```
### 4. Изучаю модуль для комплексных чисел - cmath 
- Начал работу, импортировал 
```py
import cmath
dir(cmath)
['__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'acos', 'acosh', 'asin', 'asinh', 'atan', 'atanh', 'cos', 'cosh', 'e', 'exp', 'inf', 'infj', 'isclose', 'isfinite', 'isinf', 'isnan', 'log', 'log10', 'nan', 'nanj', 'phase', 'pi', 'polar', 'rect', 'sin', 'sinh', 'sqrt', 'tan', 'tanh', 'tau']

dir(cmath)
['__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'acos', 'acosh', 'asin', 'asinh', 'atan', 'atanh', 'cos', 'cosh', 'e', 'exp', 'inf', 'infj', 'isclose', 'isfinite', 'isinf', 'isnan', 'log', 'log10', 'nan', 'nanj', 'phase', 'pi', 'polar', 'rect', 'sin', 'sinh', 'sqrt', 'tan', 'tanh', 'tau']

cmath.sqrt(1.2-0.5j)  #формула Муавра
(1.118033988749895-0.22360679774997896j)

math.sqrt(1.2)
1.0954451150103321

cmath.phase(1-0.5j)
-0.4636476090008061
```
### 5. Изучаю модуль random для работы с выборками и числами 
- Начал работу, импортировал 
```py
import random
dir(random)
['BPF', 'LOG4', 'NV_MAGICCONST', 'RECIP_BPF', 'Random', 'SG_MAGICCONST', 'SystemRandom', 'TWOPI', '_ONE', '_Sequence', '__all__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', '_accumulate', '_acos', '_bisect', '_ceil', '_cos', '_e', '_exp', '_fabs', '_floor', '_index', '_inst', '_isfinite', '_lgamma', '_log', '_log2', '_os', '_parse_args', '_pi', '_random', '_repeat', '_sha512', '_sin', '_sqrt', '_test', '_test_generator', '_urandom', 'betavariate', 'binomialvariate', 'choice', 'choices', 'expovariate', 'gammavariate', 'gauss', 'getrandbits', 'getstate', 'lognormvariate', 'main', 'normalvariate', 'paretovariate', 'randbytes', 'randint', 'random', 'randrange', 'sample', 'seed', 'setstate', 'shuffle', 'triangular', 'uniform', 'vonmisesvariate', 'weibullvariate']
```
- random.seed - инициализирует генератор случайных чисел 
```py
help(random.seed)
Help on method seed in module random:

seed(a=None, version=2) method of random.Random instance
    Initialize internal state from a seed.

    The only supported seed types are None, int, float,
    str, bytes, and bytearray.

    None or no argument seeds from current time or from an operating
    system specific randomness source if available.

    If *a* is an int, all bits are used.

    For version 2 (the default), all of the bits are used if *a* is a str,
    bytes, or bytearray.  For version 1 (provided for reproducing random
    sequences from older versions of Python), the algorithm for str and
    bytes generates a narrower range of seeds.

random.seed()

dir(random)
['BPF', 'LOG4', 'NV_MAGICCONST', 'RECIP_BPF', 'Random', 'SG_MAGICCONST', 'SystemRandom', 'TWOPI', '_ONE', '_Sequence', '__all__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', '_accumulate', '_acos', '_bisect', '_ceil', '_cos', '_e', '_exp', '_fabs', '_floor', '_index', '_inst', '_isfinite', '_lgamma', '_log', '_log2', '_os', '_parse_args', '_pi', '_random', '_repeat', '_sha512', '_sin', '_sqrt', '_test', '_test_generator', '_urandom', 'betavariate', 'binomialvariate', 'choice', 'choices', 'expovariate', 'gammavariate', 'gauss', 'getrandbits', 'getstate', 'lognormvariate', 'main', 'normalvariate', 'paretovariate', 'randbytes', 'randint', 'random', 'randrange', 'sample', 'seed', 'setstate', 'shuffle', 'triangular', 'uniform', 'vonmisesvariate', 'weibullvariate']
```
#### 5.1 Применяю некоторые функции 
- random() Возвращает случайное число с плавающей точкой в диапазоне от 0.0 до 1.0
```py
random.random()
0.008800222465144891
random.random()
0.7757718646112775
random.random()
0.6809534532050255
random.random()
0.4430922828704329
```
- uniform() Возвращает случайное число с плавающей точкой в заданном диапазоне
```py
random.uniform(1,20)
3.5170563248621844
random.uniform(1,20)
6.813290848556115
random.uniform(1,20)
18.150692296322372
```
- randint() - только целые числа
```py
random.randint(1,20)
5
random.randint(1,20)
6
random.randint(1,20)
12
```
- Изучаю различные законы распределения
```py
random.gauss()
-0.6902407757014835
random.gauss()
0.850255236263578
random.gauss()
1.379056097779261
random.gauss(10,0) #мат ожидание, дисперсия
10.0

random.choice([1,2,3,4,5])
4
random.choice([1,2,3,4,5])
3
random.choice([1,2,3,4,5])
1
random.choice((1,2,3,4,5))
4
```
-  shuffle - меняет местами числа в последовательности. Принимает только итерируемый объект
```py
x = [21,12]
random.shuffle(x)
x
[12, 21]

x = (21,12)
random.shuffle(x)
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#40>", line 1, in <module>
    random.shuffle(x)
  File "/Library/Frameworks/Python.framework/Versions/3.13/lib/python3.13/random.py", line 361, in shuffle
    x[i], x[j] = x[j], x[i]
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

random.betavariate(1,1)
0.36329048486741
random.gammavariate(1,1)
1.1185774335019822

lst = [random.random(),random.gauss(0,1),random.betavariate(0.1,1),random.gammavariate(0.1,1)]
lst
[0.5002931835956634, -1.6735958900161145, 1.7682636159174984e-12, 7.519855470126239e-06]
```
### 6. Модуль time
```py
import time
dir(time)
['CLOCK_MONOTONIC', 'CLOCK_MONOTONIC_RAW', 'CLOCK_MONOTONIC_RAW_APPROX', 'CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID', 'CLOCK_REALTIME', 'CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID', 'CLOCK_UPTIME_RAW', 'CLOCK_UPTIME_RAW_APPROX', '_STRUCT_TM_ITEMS', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'altzone', 'asctime', 'clock_getres', 'clock_gettime', 'clock_gettime_ns', 'clock_settime', 'clock_settime_ns', 'ctime', 'daylight', 'get_clock_info', 'gmtime', 'localtime', 'mktime', 'monotonic', 'monotonic_ns', 'perf_counter', 'perf_counter_ns', 'process_time', 'process_time_ns', 'sleep', 'strftime', 'strptime', 'struct_time', 'thread_time', 'thread_time_ns', 'time', 'time_ns', 'timezone', 'tzname', 'tzset']
```
- Время (секунды) начиная с эпохи Unix - 1970 1 января
```py
time.time()
1760033586.4494689
c1=time.time()
c2=time.time()-c1
c2
5.868124008178711
```
- Текущие сведения о времени UTC. Точка отсчета эпоха Unix
```py
time.gmtime()
time.struct_time(tm_year=2025, tm_mon=10, tm_mday=9, tm_hour=18, tm_min=15, tm_sec=47, tm_wday=3, tm_yday=282, tm_isdst=0)
``` 
- m_wday	день недели	0-6 (0 - понедельник) tm_yday	день года	1-366 tm_isdst	летнее время 0 
```py
dat=time.gmtime()
dat.tm_mon
10

time.gmtime().tm_year
2025

time.gmtime().tm_mday
9
time.gmtime().tm_hour
18
time.gmtime().tm_min
18
time.gmtime().tm_sec
56
time.gmtime().tm_wday
3
time.gmtime().tm_yday
282
time.gmtime().tm_isdst
0

time.localtime()
time.struct_time(tm_year=2025, tm_mon=10, tm_mday=9, tm_hour=21, tm_min=20, tm_sec=46, tm_wday=3, tm_yday=282, tm_isdst=0)
```
- asctime() - принимает кортеж в формате (year, month, day, hour, minute, second, weekday, yearday, isdst). По умолчанию текущее время
```py
time.asctime()
'Thu Oct  9 21:22:52 2025'
time.asctime(time.gmtime())
'Thu Oct  9 18:23:10 2025'

time.asctime(((2025, 1, 1, 12, 0, 0, 2, 1,0)))
'Wed Jan  1 12:00:00 2025'
```
- ctime() Вернет дату, с эпохи Unix. Принимает  временя в секундах
```py
time.ctime(1)
'Thu Jan  1 03:00:01 1970' #прошло с начало эпохи в секундах

time.sleep(1)
```
- mktime покажет сколько прошло секунд сначала эпохи Unix
```py
time.mktime(time.localtime())
1760034468.0
time.localtime(c1)
time.struct_time(tm_year=2025, tm_mon=10, tm_mday=9, tm_hour=21, tm_min=14, tm_sec=40, tm_wday=3, tm_yday=282, tm_isdst=0)
time.localtime()
time.struct_time(tm_year=2025, tm_mon=10, tm_mday=9, tm_hour=21, tm_min=28, tm_sec=41, tm_wday=3, tm_yday=282, tm_isdst=0)
```
- Посмотрел доступные модули для работы со временем
```py
import datetime
dir(datetime)
['MAXYEAR', 'MINYEAR', 'UTC', '__all__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'date', 'datetime', 'datetime_CAPI', 'time', 'timedelta', 'timezone', 'tzinfo']
```
### 7. Графические функции 
#### 7.1 Построение одного графика 
```py
import matplotlib
from matplotlib import pylab
x=list(range(-3,55,4));t=list(range(15))
pylab.plot(t,x)
[<matplotlib.lines.Line2D object at 0x10dfe2350>]

pylab.title('Первый график')
Text(0.5, 1.0, 'Первый график')

pylab.xlabel('время')
Text(0.5, 23.52222222222222, 'время')

pylab.ylabel('сигнал')
Text(42.722222222222214, 0.5, 'сигнал')

pylab.show()
```
![Полученный график](Ris1.png)
#### 7.2 Построение нескольких графиков на рисунке 
```py
X1=[12,6,8,10,7];X2=[5,7,9,11,13]
pylab.plot(X1)
[<matplotlib.lines.Line2D object at 0x119cfd950>]
pylab.plot(X2)
[<matplotlib.lines.Line2D object at 0x10df70a50>]
pylab.show()
```
![Несколько графиков на рисунке](Ris2.png)
#### 7.3 Построение круговой диаграммы 
```py
region=['Центр','Урал','Сибирь','Юг']
naselen=[65,12,23,17]
pylab.pie(naselen,labels=region)
([<matplotlib.patches.Wedge object at 0x10dea16a0>, <matplotlib.patches.Wedge object at 0x10dfb39d0>, <matplotlib.patches.Wedge object at 0x10dfb3d90>, <matplotlib.patches.Wedge object at 0x10dfb0050>], [Text(-0.19101313413904503, 1.0832885038559115, 'Центр'), Text(-0.861328292412156, -0.6841882582231001, 'Урал'), Text(0.04429273995539947, -1.0991078896938387, 'Сибирь'), Text(0.9873750693480946, -0.4848612919483732, 'Юг')])
pylab.show()
```
![Круговая диаграмма](Ris3.png)
#### 7.4 Построение гистограммы 
```py
data = list(range(1,50,10))
pylab.hist(data,bins = 10,edgecolor='red',label='ТЕСТ')
(array([1., 0., 1., 0., 0., 1., 0., 1., 0., 1.]), array([ 1.,  5.,  9., 13., 17., 21., 25., 29., 33., 37., 41.]), <BarContainer object of 10 artists>)
pylab.ylabel('количество попаданий в корзину')
Text(42.722222222222214, 0.5, 'количество попаданий в корзину')
pylab.xlabel('значения')
Text(0.5, 23.52222222222222, 'значения')
pylab.show()
```
![Гистограмма](Ris4.png)
#### 7.5 Построение диаграммы 
```py
data = list(range(1,50,10))
categotia = [1,2,3,4,5]

data
[1, 11, 21, 31, 41]

pylab.xlabel('Категории')
Text(0.5, 23.52222222222222, 'Категории')

pylab.ylabel('Значение каждой категории')
Text(47.097222222222214, 0.5, 'Значение каждой категории')

pylab.bar(categotia,data,color='purple',label='TEST')
<BarContainer object of 5 artists>

pylab.show()
```
![Диаграмма](Ris5.png)
### 8. Изучаю состав статистического модуля statistics
```py
import statistics

dir(statistics)
['Counter', 'Decimal', 'Fraction', 'LinearRegression', 'NormalDist', 'StatisticsError', '_SQRT2', '__all__', '__annotations__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', '_coerce', '_convert', '_decimal_sqrt_of_frac', '_exact_ratio', '_fail_neg', '_float_sqrt_of_frac', '_integer_sqrt_of_frac_rto', '_isfinite', '_kernel_invcdfs', '_mean_stdev', '_newton_raphson', '_normal_dist_inv_cdf', '_quartic_invcdf', '_quartic_invcdf_estimate', '_random', '_rank', '_sqrt_bit_width', '_sqrtprod', '_ss', '_sum', '_triweight_invcdf', '_triweight_invcdf_estimate', 'acos', 'asin', 'atan', 'bisect_left', 'bisect_right', 'correlation', 'cos', 'cosh', 'count', 'covariance', 'defaultdict', 'erf', 'exp', 'fabs', 'fmean', 'fsum', 'geometric_mean', 'groupby', 'harmonic_mean', 'hypot', 'isfinite', 'isinf', 'itemgetter', 'kde', 'kde_random', 'linear_regression', 'log', 'math', 'mean', 'median', 'median_grouped', 'median_high', 'median_low', 'mode', 'multimode', 'namedtuple', 'numbers', 'pi', 'pstdev', 'pvariance', 'quantiles', 'random', 'reduce', 'repeat', 'sin', 'sqrt', 'stdev', 'sumprod', 'sys', 'tan', 'tau', 'variance']
import statistics as st
help(st.sin)
Help on built-in function sin in module math:

sin(x, /)
    Return the sine of x (measured in radians).

help(st.math)

dir(st.math)
['__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'acos', 'acosh', 'asin', 'asinh', 'atan', 'atan2', 'atanh', 'cbrt', 'ceil', 'comb', 'copysign', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'dist', 'e', 'erf', 'erfc', 'exp', 'exp2', 'expm1', 'fabs', 'factorial', 'floor', 'fma', 'fmod', 'frexp', 'fsum', 'gamma', 'gcd', 'hypot', 'inf', 'isclose', 'isfinite', 'isinf', 'isnan', 'isqrt', 'lcm', 'ldexp', 'lgamma', 'log', 'log10', 'log1p', 'log2', 'modf', 'nan', 'nextafter', 'perm', 'pi', 'pow', 'prod', 'radians', 'remainder', 'sin', 'sinh', 'sqrt', 'sumprod', 'tan', 'tanh', 'tau', 'trunc', 'ulp']

dir(st.tau)
['__abs__', '__add__', '__bool__', '__ceil__', '__class__', '__delattr__', '__dir__', '__divmod__', '__doc__', '__eq__', '__float__', '__floor__', '__floordiv__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getformat__', '__getnewargs__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__int__', '__le__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__', '__neg__', '__new__', '__pos__', '__pow__', '__radd__', '__rdivmod__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__rfloordiv__', '__rmod__', '__rmul__', '__round__', '__rpow__', '__rsub__', '__rtruediv__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__sub__', '__subclasshook__', '__truediv__', '__trunc__', 'as_integer_ratio', 'conjugate', 'fromhex', 'hex', 'imag', 'is_integer', 'real']

st.tau
6.283185307179586
st.tau
6.283185307179586

math.pi*2 == st.tau
True

data = list(st.repeat([1,2,3],5))          
data             
[[1, 2, 3], [1, 2, 3], [1, 2, 3], [1, 2, 3], [1, 2, 3]]
```