diff --git a/TEMA7/Ris1.png b/TEMA7/Ris1.png new file mode 100644 index 0000000..6e6f28e Binary files /dev/null and b/TEMA7/Ris1.png differ diff --git a/TEMA7/report7.md b/TEMA7/report7.md new file mode 100644 index 0000000..27c1488 --- /dev/null +++ b/TEMA7/report7.md @@ -0,0 +1,486 @@ +# Отчет по теме 7 +Ефимова Людмила, А-03-23 + +# Создание пользовательских функций +## 1. Настройка текущего каталога + +```py +import os +os.chdir("H:\\study\\ПОАС") +``` +## 2. Создание пользовательской функции +Создание функции предполагает выполнение трех операций: формирование функции, ее +сохранение и использование. + +### 2.1. Пример функции без аргументов + +```py +def uspeh(): + """Подтверждение успеха операции""" + print('Выполнено успешно!') +uspeh() +Выполнено успешно! +type(uspeh) + +dir() # убедились что функция появилась в пространстве имен +['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'os', 'uspeh'] +help(uspeh) # инструкция выводит описание функции, указанное в тройных кавычках +Help on function uspeh in module __main__: + +uspeh() + Подтверждение успеха операции +``` +### 2.2. Пример функции с аргументами + +```py +def sravnenie(a,b): + """Сравнение a и b""" + if a>b: + print(a,' больше ',b) + elif a", line 1, in + slozh({1,2,3,4}, {'pym', True, 'pyrym', False}, {"l", "a", "n", 13}, {"hi", "i", "miss", "you"}) #Сложение множеств + File "", line 3, in slozh + return a1+a2+a3+a4 +TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'set' and 'set' +dict1 = {'a': 1}; dict2 = {'b': 2}; dict3 = {'c': 3}; dict4 = {'d': 4} + +slozh(dict1, dict2, dict3, dict4) #Сложение словарей +Traceback (most recent call last): + File "", line 1, in + slozh(dict1, dict2, dict3, dict4) #Сложение словарей + File "", line 3, in slozh + return a1+a2+a3+a4 +TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'dict' and 'dict' +``` + +### 2.5. Функция, реализующая модель "Вход х - Выход у" + +```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) + +plt.xlabel("t, время") +plt.ylabel("Выходной синал") +plt.grid(True) +pylab.plot(spsy, label = "Выходной сигнал", color='purple') +pylab.show() +``` +![График процесса](Ris1.png) + +## 3. Функции как объекты +### 3.1. Получение списка атрибутов 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__ # пример использования атрибута функции +'Модель устройства с памятью:\nx- текущее значение вх.сигнала,\nT -постоянная времени,\nypred - предыдущее значение выхода устройства' +help(inerz) +Help on function inerz in module __main__: + +inerz(x, T, ypred) # получаем обработанную документацию + 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 # сохраняем ссылку на функцию sravnenie в переменной fnkt +v=16fnkt(v,23) +16 меньше 23 +``` +### 3.3. Альтернативное определение функции в программе + +```py +if typ_fun==1: + def func(): + print('Функция 1') +else: + def func(): + print('Функция 2') + +func() +Функция 2 # так как значение не равно 1, то выполняется else +``` +## 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 b1.3363755443363323 +``` + +### 4.3. Обращение к функции с произвольным (непозиционным) расположением аргументов + +```py +logistfun(b=0.5,a=0.8) # Ссылки на аргументы поменялись местами +0.34498724056380625 +``` +### 4.4. Пример со значениями аргументов функции, содержащимися в списке или кортеже + +```py +b1234=[b1,b2,b3,b4] # Список списков из п.2.4qq=slozh(*b1234) #Перед ссылкой на список или кортеж надо ставить звездочку +b1234 +[[1, 2], [-1, -2], [0, 2], [-1, -1]] +qq +[1, 2, -1, -2, 0, 2, -1, -1] +``` + +### 4.5. Значения аргументов 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 +``` + +### 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 + +def func5(a, b = 7, **slov7): # со словарем + """Словарь - сборка аргументов - должен быть последним!""" + smm = 0 + for elt in slov7.items(): + smm = sum (slov7.values()) + return a * smm + b + +numbers = {"a1": 1, "a2": 2, "a3": 3, "a4": 4} +func5(1,2,**numbers) +12 +``` +### 4.9. Изменение значений объектов, используемых в качестве аргументов функции + +```py +a=90 # Числовой объект – не изменяемый тип +def func3(b): + b=5*b+67 + +func3(a) +a # значение не изменилось +90 +``` +Пример со списком + +```py +sps1=[1,2,3,4] #Список – изменяемый тип объекта +def func2(sps): + sps[1]=99 + +func2(sps1) +print(sps1) +[1, 99, 3, 4] # список изменился + +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(лямбда-функции) +Функции без имени +```py +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 +Это – такие функции, которые используются в итерационных процессах, позволяя на каждой +итерации получать одно из значений. +```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 # приостанавливает выполнение и возвращает очередное значение + +for mm in func5(7,3): + print(mm) +1 +4 +7 +``` +метод __next__, активирует очередную итерацию выполнения функции + +```py +alp=func5(7,3) +print(alp.__next__()) +1 +print(alp.__next__()) +4 +print(alp.__next__()) +7 +print(alp.__next__()) +Traceback (most recent call last): # Функция уже выполнила последнюю итерацию, вернулась ошибка + File "", line 1, in + print(alp.__next__()) +StopIteration +``` +## 6. Локализация объектов в функциях +Все объекты могут быть определены глобально или локально. Глобально определены вне функций + +### 6.1. Примеры на локализацию объектов +Пример 1 Одноименные локальный и глобальный объекты: +```py +glb=10def func7(arg): + loc1=15 + glb=8 + return loc1*arg + +res=func7(glb)res +150 +glb # глобальное значение не изменилось +10 +``` +Пример 2 Ошибка в использовании локального объекта + +```py +def func8(arg): + loc1=15 + print(glb) + glb=8 + return loc1*arg + +res=func8(glb) +Traceback (most recent call last): # ошибка происходит так как вывод функции осуществляется в 3 строке функции, а ее объявляение в 4 + 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 +``` +Пример 3 Переопределение локализации объекта +```py +glb=11 +def func7(arg): + loc1=15 + global glb + print(glb) + glb=8 + return loc1*arg + +res=func7(glb) +11 +glb # значение изменится так как мы обратились к глобальной переменной внутри функции +8 +``` +### 6.2. Выявление локализации объекта с помощью функций locals() и globals() из builtins + +```py +globals().keys() #Перечень глобальных объектов +dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__annotations__', '__builtins__', 'os', 'uspeh', 'sravnenie', 'n', 'm', 'logistfun', 'v', 'w', 'z', 'slozh', 'b1', 'b2', 'b3', 'b4', 'q', 'dict1', 'dict2', 'dict3', 'dict4', 'inerz', 'sps', 'spsy', 'TT', 'yy', 'xx', 'fnkt', 'typ_fun', 'func', 'fun_arg', 'zz', 'b1234', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'func5', 'numbers', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8', 'b']) +locals().keys() #Перечень локальных объектов +dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__annotations__', '__builtins__', 'os', 'uspeh', 'sravnenie', 'n', 'm', 'logistfun', 'v', 'w', 'z', 'slozh', 'b1', 'b2', 'b3', 'b4', 'q', 'dict1', 'dict2', 'dict3', 'dict4', 'inerz', 'sps', 'spsy', 'TT', 'yy', 'xx', 'fnkt', 'typ_fun', 'func', 'fun_arg', 'zz', 'b1234', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'func5', 'numbers', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8', 'b']) +``` +Сейчас они не отличаются, так как эти методы возвращают объекты на уровне вызова этих функций. + +```py +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', 'dict1', 'dict2', 'dict3', 'dict4', 'inerz', 'sps', 'spsy', 'TT', 'yy', 'xx', 'fnkt', 'typ_fun', 'func', 'fun_arg', 'zz', 'b1234', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'func5', 'numbers', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8', 'b']) # глобальные переменные +dict_keys(['arg', 'loc1', 'glb']) # локальные переменные +'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', 'dict1', 'dict2', 'dict3', 'dict4', 'inerz', 'sps', 'spsy', 'TT', 'yy', 'xx', 'fnkt', 'typ_fun', 'func', 'fun_arg', 'zz', 'b1234', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'func5', 'numbers', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8', 'b', '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', 'dict1', 'dict2', 'dict3', 'dict4', 'inerz', 'sps', 'spsy', 'TT', 'yy', 'xx', 'fnkt', 'typ_fun', 'func', 'fun_arg', 'zz', 'b1234', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'func5', 'numbers', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8', 'b', 'hh', 'func9']) +``` + +### 6.4. Моделирование системы + +```py +znach=input('k1,T,k2,Xm,A,F,N=').split(',') +k1,T,k2,Xm,A,F,N=1, 4, 6, 8, 0.1, 100, 77 +k1=float(znach[0]) # распаковка каждого значения из списка в отдельную переменную +T=float(znach[1])k2=float(znach[2]) +Xm=float(znach[3]) +A=float(znach[4]) +F=float(znach[5]) +N=int(znach[6]) +import math +vhod=[]for i in range(N): # реализация входного сигнала + vhod.append(A*math.sin((2*i*math.pi)/F)) + +vhod +[0.0, 0.006279051952931338, 0.012533323356430426, 0.01873813145857246, 0.02486898871648548, 0.03090169943749474, 0.03681245526846779, 0.042577929156507266, 0.04817536741017153, 0.05358267949789967, 0.058778525229247314, 0.06374239897486897, 0.06845471059286887, 0.07289686274214116, 0.07705132427757894, 0.08090169943749474, 0.08443279255020152, 0.08763066800438638, 0.09048270524660196, 0.09297764858882514, 0.09510565162951536, 0.09685831611286311, 0.09822872507286887, 0.09921147013144778, 0.09980267284282716, 0.1, 0.09980267284282716, 0.0992114701314478, 0.09822872507286888, 0.09685831611286311, 0.09510565162951537, 0.09297764858882515, 0.09048270524660196, 0.08763066800438635, 0.0844327925502015, 0.08090169943749476, 0.07705132427757894, 0.07289686274214115, 0.06845471059286888, 0.06374239897486898, 0.05877852522924733, 0.0535826794978997, 0.048175367410171525, 0.042577929156507294, 0.03681245526846782, 0.030901699437494753, 0.024868988716485525, 0.01873813145857246, 0.012533323356430454, 0.006279051952931359, 1.2246467991473533e-17, -0.006279051952931335, -0.01253332335643043, -0.018738131458572477, -0.02486898871648546, -0.03090169943749473, -0.03681245526846779, -0.04257792915650723, -0.04817536741017154, -0.053582679497899646, -0.05877852522924727, -0.06374239897486897, -0.06845471059286884, -0.07289686274214116, -0.07705132427757894, -0.08090169943749474, -0.08443279255020153, -0.08763066800438636, -0.09048270524660199, -0.09297764858882515, -0.09510565162951536, -0.09685831611286312, -0.09822872507286888, -0.09921147013144778, -0.09980267284282716, -0.1, -0.09980267284282716] +``` +Функции реализующие 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 + +```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, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1.5141467180616637, 2.436597981398414, 0, -23.648551283064812, -14.586132260625703, 32.08584980450739, 89.54211200549014, 25.7748383079563, -159.50156906660678, -269.78397091031354, 10.068957187950126, 609.1466943956274, 710.2274755410508, -432.96310970489685, -2071.215944848495, -1597.6603885543427, 2476.1333543804712, 6477.956582202103, 2626.2544178282487, -10653.374481183546, -18710.49654358021, -114.61846653968969, 39934.80067535607, 49244.49063253727, -25137.392758059512, -136326.86476806158, -113347.77120772432, 152977.09900234317, 430425.27047852875, 200239.35715241256, -676334.6538246117, -1258436.7595393702, -94814.83077922332, 2579157.721342821, 3366440.70542351, -1395363.2125185598, -8922019.998095734, -7954112.681058888, 9354374.734397378, 28510095.7464239, 14931466.339167053, -42752396.61128703, -84417589.66346069, -11966716.801496733, 166137062.55300295, 229398711.23742872, -74491804.49954477, -582713905.5745344, -555144565.8307699, 567231399.1647252, 1884775004.5638165, 1096722694.409165, -2691873575.07944] +``` +## 7. Закончила сеанс работы с IDLE +