# Отчет по теме 7 Бережков Дмитрий, А-01-23 <<<<<<< HEAD ## 1.Начало работы, настройка текущего каталога ======= # 1.Начало работы, настройка текущего каталога >>>>>>> bc7bd0ebeae5d8fc756d40c4363503abc883dff9 ```py >>> import os >>> os.chdir('C:\\\\MPEI\\\\PO\_ASY\\\\BerezhkovGit\\\\python-labs\\\\Tema7') ``` # 2. Создание пользовательской функции ## 2.1 Функция без аргументов ```py >>> def uspeh(): ... """Подтверждение успеха операции""" ... print('Выполнено успешно!') ... >>> uspeh() Выполнено успешно! >>> type(uspeh) >>> dir() ['\_\_annotations\_\_', '\_\_builtins\_\_', '\_\_doc\_\_', '\_\_loader\_\_', '\_\_name\_\_', '\_\_package\_\_', '\_\_spec\_\_', 'os', 'uspeh'] >>> help(uspeh) Help on function uspeh in module \_\_main\_\_: >>> uspeh() Подтверждение успеха операции ``` ## 2.2 Функция с аргументами ```py >>> def sravnenie(a,b): ... """Сравнение a и b""" ... if a>b: ... print(a,' больше ',b) ... elif a>> n,m=16,5;sravnenie(n,m) 16 больше 5 >>> n,m='3', '5';sravnenie(n,m) 3 меньше 5 ``` Функцию можно выполнить с аргументами в виде символьной строки. ## 2.3 Функция, содержащая return ```py >>> def logistfun(b,a): ... """Вычисление логистической функции""" ... import math ... return a/(1+math.exp(-b)) >>> v,w=1,0.7;z=logistfun(w,v) >>> z 0.6681877721681662 ``` ## 2.4 Сложение для разных типов аргументов ```py >>> def slozh(a1,a2,a3,a4): ... """ Сложение значений четырех аргументов""" ... return a1+a2+a3+a4 ... >>> slozh(1,2,3,4) # Сложение чисел 10 >>> slozh('1','2','3','4') # Сложение строк '1234' >>> b1=[1,2];b2=[-1,-2];b3=[0,2];b4=[-1,-1] >>> q=slozh(b1,b2,b3,b4) #Сложение списков >>> qq >>> q [1, 2, -1, -2, 0, 2, -1, -1] ``` ```py >>> slozh((1, 2), (3, 4), (5, 6), (7, 8)) # Сложение кортежей (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) >>> slozh({"A" : 1, "B" : 2}, {"C" : 3, "D" : 4}, {"E" : 5, "F" : 6}, {"G" : 7, "H" : 8}) # Сложение словарей Traceback (most recent call last): File "", line 1, in slozh({"A" : 1, "B" : 2}, {"C" : 3, "D" : 4}, {"E" : 5, "F" : 6}, {"G" : 7, "H" : 8}) # Сложение словарей File "", line 3, in slozh return a1+a2+a3+a4 TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'dict' and 'dict' >>> slozh({1, 2}, {3, 4}, {5, 6}, {7, 8}) # Сложение множеств Traceback (most recent call last): File "", line 1, in slozh({1, 2}, {3, 4}, {5, 6}, {7, 8}) # Сложение множеств File "", line 3, in slozh return a1+a2+a3+a4 TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'set' and 'set' ``` Функция работает еще с кортежами, а со словарями и множествами нет. ## 2.5 Функция, реализующая модель некоторого устройства ```py >>> def inerz(x,T,ypred): ... """ Модель устройства с памятью: ... x- текущее значение вх.сигнала, ... T -постоянная времени, ... ypred - предыдущее значение выхода устройства""" ... y=(x+T*ypred)/(T+1) ... return y ... >>> sps=[0]+[1]*100 >>> spsy=[] #Заготовили список для значений выхода >>> TT=20 #Постоянная времени >>> yy=0 #Нулевое начальное условие >>> for xx in sps: ... yy=inerz(xx,TT,yy) ... spsy.append(yy) ... >>> import pylab >>> pylab.plot(spsy) [] >>> pylab.xlabel("Время, сек.") Text(0.5, 0, 'Время, сек.') >>> pylab.ylabel("Выходной сигнал") Text(0, 0.5, 'Выходной сигнал') >>> pylab.grid(True) >>> pylab.show() ``` Полученный график: ## 3. Функции как объекты # 3.1 Атрибуты объекта-функции ```py >>> dir(inerz) ['\_\_annotations\_\_', '\_\_builtins\_\_', '\_\_call\_\_', '\_\_class\_\_', '\_\_closure\_\_', '\_\_code\_\_', '\_\_defaults\_\_', '\_\_delattr\_\_', '\_\_dict\_\_', '\_\_dir\_\_', '\_\_doc\_\_', '\_\_eq\_\_', '\_\_format\_\_', '\_\_ge\_\_', '\_\_get\_\_', '\_\_getattribute\_\_', '\_\_getstate\_\_', '\_\_globals\_\_', '\_\_gt\_\_', '\_\_hash\_\_', '\_\_init\_\_', '\_\_init\_subclass\_\_', '\_\_kwdefaults\_\_', '\_\_le\_\_', '\_\_lt\_\_', '\_\_module\_\_', '\_\_name\_\_', '\_\_ne\_\_', '\_\_new\_\_', '\_\_qualname\_\_', '\_\_reduce\_\_', '\_\_reduce\_ex\_\_', '\_\_repr\_\_', '\_\_setattr\_\_', '\_\_sizeof\_\_', '\_\_str\_\_', '\_\_subclasshook\_\_', '\_\_type\_params\_\_'] >>> inerz.\_\_doc\_\_ # Использование атрибута объекта-функции 'Модель устройства с памятью:\\nx- текущее значение вх.сигнала,\\n T -постоянная времени,\\n ypred - предыдущее значение выхода устройства' >>> help(inerz) Help on function inerz in module \_\_main\_\_: inerz(x, T, ypred) Модель устройства с памятью: x- текущее значение вх.сигнала, T -постоянная времени, ypred - предыдущее значение выхода устройства ``` ## 3.2 Сохранение ссылки на объект-функцию в другой переменной ```py >>> fnkt=sravnenie >>> v=16 >>> fnkt(v,23) 16 меньше 23 ``` ## 3.3 Возможность альтернативного определения функции в программе ```py >>> typ_fun=8 >>> if typ_fun==1: ... def func(): ... print('Функция 1') ... else: ... def func(): ... print('Функция 2') ... >>> func() Функция 2 ``` # 4. Аргументы функции ## 4.1 Использование функции в качестве аргумента другой функции ```py >>> def fun_arg(fff,a,b,c): ... """fff-имя функции, используемой ... в качестве аргумента функции fun_arg""" ... return a+fff(c,b) ... >>> zz=fun_arg(logistfun,-3,1,0.7) >>> zz -2.3318122278318336 ``` ## 4.2 Обязательные и необязательные аргументы ```py >>> def logistfun(a,b=1): #Аргумент b – необязательный; значение по умолчанию=1 ... """Вычисление логистической функции""" ... import math ... return b/(1+math.exp(-a)) ... >>> logistfun(0.7) #Вычисление со значением b по умолчанию 0.6681877721681662 >>> logistfun(0.7,2) #Вычисление с заданным значением b 1.3363755443363323 ``` ## 4.3 Обращения к функции с произвольным (непозиционным) расположением аргументов ```py >>> logistfun(b=0.5,a=0.8) # Ссылки на аргументы поменялись местами 0.34498724056380625 ``` ## 4.4 Аргументы функции, содержащиеся в списке или кортеже ```py >>> b1234=[b1,b2,b3,b4] # Список списков из п.2.4 >>> qq=slozh(*b1234) #Перед ссылкой на список или кортеж надо ставить звездочку >>> qq [1, 2, -1, -2, 0, 2, -1, -1] ``` ## 4.5 Аргументы функции, содержащиеся в словаре ```py >>> dic4={"a1":1,"a2":2,"a3":3,"a4":4} >>> qqq=slozh(**dic4) #Перед ссылкой на словарь надо ставить две звездочки >>> qqq 10 ``` ## 4.6 Смешанные ссылки ```py >>> e1=(-1,6);dd2={'a3':3,'a4':9} >>> qqqq=slozh(*e1,**dd2) >>> qqqq 17 ``` ## 4.7 Переменное число аргументов у функции ```py >>> def func4(*kort7): ... """Произвольное число аргументов в составе кортежа""" ... smm=0 ... for elt in kort7: ... smm+=elt ... return smm ... >>> func4(-1,2) #Обращение к функции с 2 аргументами 1 >>> func4(-1,2,0,3,6) #Обращение к функции с 5 аргументами 10 ``` ## 4.8 Комбинация аргументов ```py >>> def func4(a,b=7,*kort7): #Аргументы: a-позиционный, b- по умолчанию + кортеж ... """Кортеж - сборка аргументов - должен быть последним!""" ... smm=0 ... for elt in kort7: ... smm+=elt ... return a*smm+b ... >>> func4(-1,2,0,3,6) -7 ``` ```py >>> def func4(a, b = 7, **dict7): ... """Словарь - сборка аргументов - должен быть последним!""" ... smm = 0 ... for el in dict7.values(): ... smm += el ... return a * smm + b ... >>> func4(-1, 2, **{"a1" : 0, "a2" : 3, "a3" : 6}) -7 ``` пример реализации аналогичной функции для произвольного количества аргументов, переданного в виде словаря ## 4.9 Изменение значений объектов с помощью функций ```py >>> a=90 # Числовой объект – не изменяемый тип >>> def func3(b): ... b=5*b+67 ... >>> func3(a) >>> a 90 >>> sps1=[1,2,3,4] #Список – изменяемый тип объекта >>> def func2(sps): ... sps[1]=99 ... >>> func2(sps1) >>> print(sps1) [1, 99, 3, 4] >>> kort=(1,2,3,4) #Кортеж – неизменяемый тип объекта >>> func2(kort) Traceback (most recent call last): File "", line 1, in func2(kort) File "", line 2, in func2 sps[1]=99 TypeError: 'tuple' object does not support item assignment ``` # 5. Специальные типы пользовательских функций. ## 5.1 Анонимные функции Анонимные функции - лямбда-функциями - это функции без имени , определяемые по следующей схеме: lambda <Список аргументов >: <Возвращаемое значение или выражение> lambda \[<Список аргументов >]: <Возвращаемое значение или выражение> Анонимная функция возвращает ссылку на объект-функцию, которую можно присвоить другому объекту. ```py >>> import math >>> anfun1=lambda: 1.5+math.log10(17.23) #Анонимная функция без аргументов >>> anfun1() # Обращение к объекту-функции 2.7362852774480286 >>> anfun2=lambda a,b : a+math.log10(b) #Анонимная функция с 2 аргументами >>> anfun2(17,234) 19.369215857410143 >>> anfun3=lambda a,b=234: a+math.log10(b) #Функция с необязательным вторым аргументом >>> anfun3(100) 102.36921585741014 ``` ## 5.2 Функции-генераторы Функции-генераторы – функции, которые используются в итерационных процессах, позволяя на каждой итерации получать одно из значений. Для этого в функцию включают инструкцию yield приостанавливающую её выполнение и возвращающую очередное значение. ```py >>> def func5(diap,shag): ... """ Итератор, возвращающий значения ... из диапазона от 1 до diap с шагом shag""" ... for j in range(1,diap+1,shag): ... yield j ... >>> for mm in func5(7,3): ... print(mm) ... 1 4 7 >>> alp=func5(7,3) >>> print(alp.\_\_next\_\_()) 1 >>> print(alp.\_\_next\_\_()) 4 >>> print(alp.\_\_next\_\_()) 7 >>> print(alp.\_\_next\_\_()) Traceback (most recent call last): File "", line 1, in print(alp.\_\_next\_\_()) StopIteration ``` Выводится ошибка, потому что функция отработала все итерации. # 6. Локализация объектов ## 6.1 Примеры на локализацию объектов ```py >>> glb=10 >>> def func7(arg): ... loc1=15 ... glb=8 ... return loc1*arg ... >>> res=func7(glb) >>> res 150 >>> glb 10 >>> ``` ```py >>> def func8(arg): ... loc1=15 ... print(glb) ... glb=8 ... return loc1*arg >>> res=func8(glb) Traceback (most recent call last): File "", line 1, in res=func8(glb) File "", line 3, in func8 print(glb) UnboundLocalError: cannot access local variable 'glb' where it is not associated with a value ``` Причина ошибки: использование локального объекта до его определения. ```py >>> glb=11 >>> def func7(arg): ... loc1=15 ... global glb ... print(glb) ... glb=8 ... return loc1*arg ... >>> res=func7(glb) 11 >>> res 165 >>> glb 8 ``` Значение изменилось, т.к. была переопределена локализация объекта. ## 6.2 Функции для выявления локализации объектов ```py >>> def func8(arg): ... loc1=15 ... glb=8 ... print(globals().keys()) #Перечень глобальных объектов «изнутри» функции ... print(locals().keys()) #Перечень локальных объектов «изнутри» функции ... return loc1\*arg ... >>> hh=func8(glb) dict\_keys(\['\_\_name\_\_', '\_\_doc\_\_', '\_\_package\_\_', '\_\_loader\_\_', '\_\_spec\_\_', '\_\_annotations\_\_', '\_\_builtins\_\_', 'os', 'uspeh', 'sravnenie', 'n', 'm', 'logistfun', 'v', 'w', 'z', 'slozh', 'b1', 'b2', 'b3', 'b4', 'q', 'inerz', 'sps', 'spsy', 'TT', 'yy', 'xx', 'pylab', 'fnkt', 'typ\_fun', 'func', 'fun\_arg', 'zz', 'b1234', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8']) dict\_keys(\['arg', 'loc1', 'glb']) >>> 'glb' in globals().keys() True ``` ## 6.3 Локализация объектов при использовании вложенных функций ```py >>> def func9(arg2,arg3): ... def func9_1(arg1): ... loc1=15 ... glb1=8 ... print('glob_func9_1:',globals().keys()) ... print('locl_func9_1:',locals().keys()) ... return loc1*arg1 ... loc1=5 ... glb=func9_1(loc1) ... print('loc_func9:',locals().keys()) ... print('glob_func9:',globals().keys()) ... return arg2+arg3*glb ... >>> kk=func9(10,1) glob\_func9\_1: dict\_keys(\['\_\_name\_\_', '\_\_doc\_\_', '\_\_package\_\_', '\_\_loader\_\_', '\_\_spec\_\_', '\_\_annotations\_\_', '\_\_builtins\_\_', 'os', 'uspeh', 'sravnenie', 'n', 'm', 'logistfun', 'v', 'w', 'z', 'slozh', 'b1', 'b2', 'b3', 'b4', 'q', 'inerz', 'sps', 'spsy', 'TT', 'yy', 'xx', 'pylab', 'fnkt', 'typ\_fun', 'func', 'fun\_arg', 'zz', 'b1234', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8', 'hh', 'func9']) locl\_func9\_1: dict\_keys(\['arg1', 'loc1', 'glb1']) loc\_func9: dict\_keys(\['arg2', 'arg3', 'func9\_1', 'loc1', 'glb']) glob\_func9: dict\_keys(\['\_\_name\_\_', '\_\_doc\_\_', '\_\_package\_\_', '\_\_loader\_\_', '\_\_spec\_\_', '\_\_annotations\_\_', '\_\_builtins\_\_', 'os', 'uspeh', 'sravnenie', 'n', 'm', 'logistfun', 'v', 'w', 'z', 'slozh', 'b1', 'b2', 'b3', 'b4', 'q', 'inerz', 'sps', 'spsy', 'TT', 'yy', 'xx', 'pylab', 'fnkt', 'typ\_fun', 'func', 'fun\_arg', 'zz', 'b1234', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8', 'hh', 'func9']) >>> kk 85 ``` ## 6.4 Моделирование некоторой системы с помощью нескольких функций Запрос и обработка введенных параметров ```py >>> znach=input('k1,T,k2,Xm,A,F,N=').split(',') k1,T,k2,Xm,A,F,N=5,2,7,1,3,0.1,50 >>> k1=float(znach[0]) >>> T = float(znach[1]) >>> k2 = float(znach[2]) >>> Xm = float(znach[3]) >>> A = float(znach[4]) >>> F = float(znach[5]) >>> N = int(znach[6]) ``` Реализация входного сигнала ```py >>> import math >>> vhod=[] >>> for i in range(N): ... vhod.append(A*math.sin((2*i*math.pi)/F)) ... >>> vhod [0.0, -7.34788079488412e-15, -1.469576158976824e-14, -6.467620653025836e-14, -2.939152317953648e-14, -1.6463709641123863e-13, -1.2935241306051673e-13, -9.406772970979485e-14, -5.878304635907296e-14, -2.3498363008351057e-14, -3.2927419282247726e-13, -2.9398950947175535e-13, -2.5870482612103345e-13, 1.1764037039453651e-13, -1.881354594195897e-13, -4.939112892337158e-13, -1.1756609271814592e-13, -8.228140936742402e-14, -4.6996726016702114e-14, -6.938330689956763e-13, -6.585483856449545e-13, 5.885732403546355e-14, -5.879790189435107e-13, -5.526943355927888e-13, -5.174096522420669e-13, -4.82124968891345e-13, 2.3528074078907303e-13, -4.115556021899013e-13, -3.762709188391794e-13, -3.409862354884575e-13, -9.878225784674317e-13, -9.525378951167099e-13, -2.3513218543629184e-13, -8.819685284152661e-13, -1.6456281873484803e-13, -8.113991617138223e-13, -9.399345203340423e-14, -7.408297950123785e-13, -1.3876661379913526e-12, -6.702604283109348e-13, -1.317096771289909e-12, -1.9639331142688832e-12, 1.177146480709271e-13, -5.291216949080472e-13, -1.1759580378870214e-12, -4.585523282066034e-13, -1.1053886711855776e-12, -3.879829615051596e-13, -1.0348193044841338e-12, -1.6816556474631084e-12] ``` Создание функций, реализующих компоненты системы ```py >>> def realdvig(xtt,kk1,TT,yti1,ytin1): ... #Модель реального двигателя ... yp=kk1*xtt #усилитель ... yti1=yp+yti1 #Интегратор ... ytin1=(yti1+TT*ytin1)/(TT+1) ... return [yti1,ytin1] ... >>> def tahogen(xtt,kk2,yti2): ... #Модель тахогенератора ... yp=kk2*xtt #усилитель ... yti2=yp+yti2 #интегратор ... return yti2 ... >>> def nechus(xtt,gran): ... #зона нечувствит ... if xtt(-gran): ... ytt=0 ... elif xtt>=gran: ... ytt=xtt-gran ... elif xtt<=(-gran): ... ytt=xtt+gran ... return ytt ``` Соединение компонент в соответствии с заданием и получение выходного сигнала ```py >>> yi1=0;yin1=0;yi2=0 >>> vyhod=[] >>> for xt in vhod: ... xt1=xt-yi2 #отрицательная обратная связь ... [yi1,yin1]=realdvig(xt1,k1,T,yi1,yin1) ... yi2=tahogen(yin1,k2,yi2) ... yt=nechus(yin1,Xm) ... vyhod.append(yt) ... ... >>> print('y=',vyhod) y= [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0.6089539155942427, -13.036146587349938, 121.44813795602693, -1067.2095969566972, 9317.816619654644, -81294.22842535547, 709200.0106510338, -6186906.685120374, 53973168.988947384, -470849610.29481155, 4107584498.8890133, -35833629291.65392, 312604400058.94775, -2727089409189.0786, 23790505329708.062, -207542936412563.75, 1810557189004300.2, -1.579488751252292e+16, 1.3779099221408792e+17, -1.2020571542715681e+18, 1.0486472148269562e+19, -9.148158864631634e+19, 7.980644913680371e+20, -6.962132400705417e+21, 6.073605340072578e+22, -5.298474620106407e+23, 4.622268278560269e+24, -4.032361306008378e+25, 3.517739932494396e+26, -3.0687959965857205e+27, 2.677147557631607e+28, -2.335482401993116e+29, 2.037421521451343e+30, -1.7774000148879483e+31] ```