python-labs/TEMA9/report.md

Отчет по теме 8. Создание пользовательских классов и объектов.

Филиппова Евгения, А-01-23

1. Запуск интерактивной оболочки IDLE.

Цель работы: Изучение средств объектно-ориентированного программирования в среде Python.

import os
os.chdir(r'C:\Users\filip\Desktop\python-labs\TEMA9')
os.getcwd()
'C:\\Users\\filip\\Desktop\\python-labs\\TEMA9'

2. Создание классов и их наследников.

2.1. Создание автономного класса.

class Class1:#Объявление класса
    def zad_zn(self,znach): #Метод 1 класса1 – задание значения data
        self.data=znach # self - ссылка на экземпляр класса
    def otobrazh(self): # self - ссылка на экземпляр класса
        print(self.data) #Отображение данных экземпляра класса
   
z1=Class1() #Создаём 1-й экземпляр класса
z2=Class1() #Создаём 2-й экземпляр класса

z1.zad_zn('экз.класса 1')  #Обращение к методу класса у 1-го экз.
z2.zad_zn(-632.453)         #Обращение к методу класса у 2-го экз.

z1.otobrazh()  # Обращение ко второму методу класса
экз.класса 1

z2.otobrazh()
-632.453

z1.data='Новое значение атрибута у экз.1'

z1.otobrazh()
Новое значение атрибута у экз.1

2.2. Создание класса-наследника.

class Class2(Class1): #Class2 - наследник класса Class1
    def otobrazh(self): # Метод  класса Class2 – переопределяет метод родителя
        print('значение=',self.data) #Отображение данных экземпляра

z3=Class2()
dir(z3)
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__firstlineno__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__static_attributes__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'otobrazh', 'zad_zn']

z3.zad_zn('Совсем новое')

z3.otobrazh()
значение= Совсем новое
#сработал метод второго класса, потому что он переопределен.

z1.otobrazh()
Новое значение атрибута у экз.1
#значение не изменилось, потому что это экземпляр класса 1.

del z1,z2,z3

3. Использование классов, содержащихся в модулях.

Создание модуля Mod3:

class Class1: #Объявление класса Class1 в модуле
    def zad_zn(self,znach): # 1 Метод класса
        self.data=znach # self - ссылка на экземпляр класса Class1
    def otobrazh(self):     # 2 Метод класса
        print(self.data)#Отображение данных экземпляра
        
class Class2(Class1):  #Class2 - наследник класса Class1
    def otobrazh(self):     # Метод  класса Class2
        print('значение=',self.data)#Отображение данных экземпляра
def otobrazh(objekt):  #Объявление самостоятельной функции
    print('значение объекта=',objekt)

from Mod3 import Class1

z4=Class1()

z4.otobrazh()
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#31>", line 1, in <module>
    z4.otobrazh()
  File "C:\Users\filip\Desktop\python-labs\TEMA9\Mod3.py", line 5, in otobrazh
    print(self.data)#Отображение данных экземпляра
AttributeError: 'Class1' object has no attribute 'data'

Ошибка возникает из-за того что данные экземпляра не были определены.

from Mod3 import Class1

z4=Class1()

z4.data='значение данного data у экз.4'

z4.otobrazh()
значение данного data у экз.4

del z4

В этом варианте ошибки не было потому что задали значение экземпляра.

import Mod3 #Полный импорт содержимого модуля

z4=Mod3.Class2()

z4.zad_zn('Класс из модуля')

z4.otobrazh()
значение= Класс из модуля

Mod3.otobrazh('Объект')
значение объекта= Объект

Был импортирован весь модуль и из него с использованием разных методов был вызван otobrazh.

4. Использование специальных методов.

Имена специальных методов предваряются одним или двумя подчерками и имеют вид: <имя специального метода>

Пример класса с 2-мя специальными методами:

class Class3(Class2):  #Наследник класса Class2, а через него – и класса Class1
    def __init__(self,znach): #Конструктор-вызывается при создании нового экземпляра класса
        self.data=znach
    def __add__(self,drug_zn):  #Вызывается, когда экземпляр участвует в операции «+»
        return Class3(self.data+drug_zn)
    def zad_dr_zn(self,povtor):  #А это - обычный метод
        self.data*=povtor

Метод add - это один из методов, осуществляющих так называемую «перегрузку» операторов.

z5=Class3('abc') #При создании экземпляра срабатывает конструктор

z5.otobrazh()
значение= abc

z6=z5+'def'

z6.otobrazh()
значение= abcdef

z6.zad_dr_zn(3)

z6.otobrazh()
значение= abcdefabcdefabcdef

5. Присоединение атрибутов к классу.

Вновь выведите список атрибутов класса Class3. Появился ли атрибут rozden у класса?

Вывод список атрибутов класса Class3:

dir(Class3)
['__add__', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__firstlineno__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__static_attributes__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'otobrazh', 'zad_dr_zn', 'zad_zn']

Новый атрибут класса:

Class3.fio='Иванов И.И.'

dir(Class3)
['__add__', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__firstlineno__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__static_attributes__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'fio', 'otobrazh', 'zad_dr_zn', 'zad_zn']
#у класса появился новый атрибут fio.

z7=Class3(123) #новый экземпляр 

dir(z7)
['__add__', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__firstlineno__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__static_attributes__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'data', 'fio', 'otobrazh', 'zad_dr_zn', 'zad_zn']
#список атрибутов экземпляра не совпадает с атрибутами класса?

dir(z7)==dir(Class3)
False

z7.fio
'Иванов И.И.'

#новый атрибут
z7.rozden='1987'

dir(z7)
['__add__', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__firstlineno__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__static_attributes__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'data', 'fio', 'otobrazh', 'rozden', 'zad_dr_zn', 'zad_zn'] #появился новый атрибут rozden

dir(Class3)
['__add__', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__firstlineno__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__static_attributes__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'fio', 'otobrazh', 'zad_dr_zn', 'zad_zn'] #не появился новый атрибут rozden

6. Выявление родительских классов.

#для Class3 родительским является Class2
Class3.__bases__
(<class '__main__.Class2'>,)

#для Class2 родительским является Class1
Class2.__bases__
(<class '__main__.Class1'>,)

#Class1 унаследован от базового класса object.
Class1.__bases__
(<class 'object'>,)

#цепочка наследования классов 3,2,1
Class3.__mro__
(<class '__main__.Class3'>, <class '__main__.Class2'>, <class '__main__.Class1'>, <class 'object'>)

#цепочка наследования для встроенного класса ошибок «деление на ноль»
ZeroDivisionError.__mro__
(<class 'ZeroDivisionError'>, <class 'ArithmeticError'>, <class 'Exception'>, <class 'BaseException'>, <class 'object'>)

7. Создание свойства класса.

Свойство (property) класса – это особый атрибут класса, с которым можно производить операции чтения или задания его значения, а также удаление значения этого атрибута.

class Class4:
    def __init__(sam,znach):
        sam.__prm=znach
    def chten(sam):
        return sam.__prm
    def zapis(sam,znch):
        sam.__prm=znch
    def stiran(sam):
        del sam.__prm
    svojstvo=property(chten,zapis,stiran)

    
exempl=Class4(12)
exempl.svojstvo
12
exempl.svojstvo=45
print(exempl.svojstvo)
45
del exempl.svojstvo
exempl.svojstvo
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#101>", line 1, in <module>
    exempl.svojstvo
  File "<pyshell#95>", line 5, in chten
    return sam.__prm
AttributeError: 'Class4' object has no attribute '_Class4__prm'

В результате чтения после удаления выдана ошибку, так как атрибут был удален методом stiran.

8. Пример представления в виде класса модели САР, состоящей из последовательного усилителя и 2 инерционных звеньев, охваченных ООС с усилителем.

Создан модуль SAU.py с классом:

class SAU:
    def __init__(self,zn_param):
        self.param=zn_param
        self.ypr=[0,0]

    def zdn_zn(self,upr):
        self.x=upr

    def model(self):
        def inerz(x,T,yy):
            return (x+T*yy)/(T+1)
        y0=self.x-self.ypr[1]*self.param[3] #Обр.связь с усилителем 2
        y1=self.param[0]*y0 #Усилитель1
        y2=inerz(y1,self.param[1],self.ypr[0]) #Инерционное звено1
        y3=inerz(y2,self.param[2],self.ypr[1]) #Инерционное звено2
        self.ypr[0]=y2
        self.ypr[1]=y3

    def otobraz(self):
        print('y=',self.ypr[1])

Была создана основная программа для формирования САУ с помощью модуля SAU:

###main_SAU

prm=[2.5,4,1.3,0.8] #Параметры модели: коэф.усиления, 2 пост.времени, обратная связь
from SAU import *
xx=[0]+[1]*20 #Входной сигнал – «ступенька»
SAUe=SAU(prm) # Создаём экземпляр класса
yt=[]
for xt in xx: # Прохождение входного сигнала
    SAUe.zdn_zn(xt)
    SAUe.model()
    SAUe.otobraz()
    yt.append(SAUe.ypr[1])

import pylab
pylab.plot(yt)
pylab.show()

Был запущен модуль main_SAU

import main_SAU
y= 0.0
y= 0.2173913043478261
y= 0.4763705103969754
y= 0.686594887811293
y= 0.8199324616478645
y= 0.8837201137353929
y= 0.8994188484874774
y= 0.8892777072047301
y= 0.870097963179993
y= 0.8518346102696789
y= 0.8387499784485772
y= 0.8314204114211459
y= 0.8286051955249649
y= 0.8285656555914835
y= 0.8297915186846528
y= 0.8312697736438287
y= 0.8324765218921963
y= 0.8332456979978418
y= 0.8336163607592184
y= 0.8337101315489143
y= 0.833654237067147

9. Завершение работы.

Сеанс в IDLE был завершен.