python-labs/TEMA5/report.md

# Отчет по теме 5

Голощапов Дмитрий, А-01-23

# 1 Подготовка к началу работы

Запуск оболочки IDLE и установка рабочего каталога

	>>>import os
	>>>os.chdir('C:\\Users\\Дмитрий\\OneDrive\\Рабочий стол\\Goloshchapov\\python-labs\\TEMA5')

Управляющие инструкции, как и в других языках программирования, используются в Python для разветвления линий потока. Их применение имеет как сходство, так и заметные отличия по сравнению с другими языками программирования. В программах на Python они применяются по следующей общей схеме: <Управляющая инструкция>: <отступы><Блок инструкций>

Здесь управляющая инструкция начинается зарезервированными словами, такими как if, while, for… и дополняется логическим выражением, со значением True или False. Блок инструкций – это совокупность инструкций на языке Python, возможно, включающая вложенные управляющие инструкции. Относительно управляющей инструкции блок инструкций сдвигается вправо с использованием одинаковых отступов, задаваемых либо некоторым числом пробелов, либо одной или несколькими табуляциями.

# 2 Изучение блока ЕСЛИ

Были изучены и применены различные конструкции блоков с использованием условия if. Рассмотрены также elif и else. Изучены блоки условий, записываемые в одну строку.

Общее правило написания: if <условие>: <отступы><Блок инструкций, выполняемый, если условие истинно> [elif <условие2>: <отступы><Блок инструкций2, выполняемый, если условие2 истинно> ] [else: < отступы><Блок инструкций3, выполняемый, если условие ложно> ]

Условие задается в виде логического выражения, которое может принимать значение True или False. Блок инструкций может располагаться на нескольких строках. Отступы во всех строках блока должны быть одинаковыми по отношению к первому символу управляющей инструкции. Если имеется вложенная управляющая инструкция, то она вводится с таким же отступом, а все строки ее блоков – отступают по отношению к ее первому символу. Признак конца блока – отсутствие отступов в очередной строке или ввод пустой строки. Если в Блоке инструкций только одна инструкция, её можно записывать без отступов сразу за знаком «:».

	>>> porog = 35
	>>> rashod1 = 21
	>>> rashod2 = 15
	>>> if rashod1>=porog:
	...     dohod=12
	... elif rashod2==porog:
	...     dohod=0
	... else:
	...     dohod=-8
	... 
	...     
	>>> dohod
	-8


	>>> if rashod1>=3 and rashod2==4:
	... 		dohod=rashod1
	... 		if rashod2==porog or rashod1<rashod2:
	... 			dohod=porog
	... 
	>>> dohod
	-8

В конструкции if-elif-else всегда выполняется только одна ветвь. Даже если условие в elif также истинно, оно не будет проверено и, соответственно, не выполнится, если до этого уже выполнился блок if. Это связано с тем, что после выполнения любого блока инструкции (будь то if, elif или else) остальные части конструкции игнорируются.

	>>> if porog==3:
	... 		dohod=1
	... elif porog==4:
	... 		dohod=2
	... elif porog==5:
	... 		dohod=3
	... else:
	... 		dohod=0
	... 
	>>> dohod
	0

Условные инструкции могут записываться также в одну строку в операторе присваивания по следующей схеме: <Объект>=<значение 1> if <условие> else <значение 2> или ещё: if <условие>: <инструкция1>[;<инструкция2>….]

	>>> dohod=2 if porog>=4 else 0
	>>> dohod
	2
	>>> if porog>=5 : rashod1=6; rashod2=0
	... 
	>>> rashod1;rashod2
	6
	0

# 3 Изучение блока For

Был изучен и применен блок for, разобрана простая конструкция и несколько сложных.

Общее правило написания: for <Объект-переменная цикла> in <объект>: <отступы><Блок инструкций 1 – тело цикла> [else: < отступы ><Блок инструкций 2 – если в цикле не сработал break>]

Здесь <объект> - любой определенный до начала цикла объект из классов строка, список, кортеж, множество, словарь. <Объект-переменная цикла> - объект, в качестве значений которого поочередно будут задаваться элементы объекта, которые могут быть объектами любого типа. <Блок инструкций 1 – тело цикла> - совокупность инструкций, которая может содержать или не содержать инструкцию break, вызывающую досрочное завершение цикла при некоторых условиях. Блок инструкций 1 обычно выполняется многократно по мере того, как объект-переменная цикла принимает значения из сложного объекта. Если в цикле имеется необязательная часть: else и Блок инструкций 2, то он будет выполняться перед завершением цикла только в том случае, если при выполнении цикла не было его прерывания по инструкции break. Если в Блоке инструкций 1 или в Блоке инструкций 2 только одна инструкция, то её можно записывать без отступов сразу за двоеточием.

# 3.1 Изучение простого цикла for

Был применен простой цикл for, который перебирает числа из сгенерированной последовательности и каждый раз увеличивает заданное значение на это число.

	>>> temperatura=5
	>>> for i in range(3,18,3):
	... 	temperatura+=i
	... 
	... 	
	>>> temperatura
	50

# 3.2 Изучение первого сложного цикла for

Был применен цикл for, который приписывает к списку первый его элемент каждую итерацию, до тех пор, пока длина списка не будет равна или больше 10. Испробованы два способа передачи списка - как изменяемый список и как неизменяемую копию.

	>>> sps=[2,15,14,8]
	>>> for k in sps:
	... 	if len(sps)<=10:sps.append(sps[0]) #В данном варианте итерации проходят по изменяющемуся списку. Каждый раз список растет на единицу и его длина увеличивается. Каждую новую итерацию у списка новая длина.
	... 	else:break
	... 
	>>> sps
	[2, 15, 14, 8, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2]

Как видно, в конец цикла добавляется двойка до тех пор, пока длина не превысит 10. sps - это объект, по которому проходит k, и объект, изменяющийся внутри цикла. Если список изменяется во время цикла, это влияет на последующие итерации. (При этом else в данном случае относится к if, а не к for)

	>>> sps=[2,15,14,8]
	>>> for k in sps[:]:
	... 	if len(sps)<=10:sps.append(sps[0]) #В этом варианте список итерируется по копии, то есть исходному списку, чья длина всегда равна 4. Цикл выполняется 4 раза, так как список имеет 4 элемента.
	... 	else:break
	... 
	>>> sps
	[2, 15, 14, 8, 2, 2, 2, 2]

# 3.3 Изучение второго сложного цикла for

Был приненен цикл for, в котором при каждой итерации для i от 0 до 9, созданный пустой список пополняется значением от 1 до 100 и подсчитывается сумма чисел в списке. При достижении суммы числа более 500, итерация прерывается. Если же итерации успевают закончиться естественным образом и сумма получается значением менее 500, по сумма печатается на экран.

	>>> import random as rn
	>>> sps5=[]
	>>> for i in range(10):
	... 	sps5.append(rn.randint(1,100))
	... 	ss=sum(sps5)
	... 	if ss>500: break
	... else:
	... 	print(ss)
	... 
	>>> ss # Значение не было выведено автоматически из-за того что значение превышает 500
	545

Повтор операций:

	>>> ss=0
	>>> sps5=[]
	>>> for i in range(10):
	... 	sps5.append(rn.randint(1,100))
	... 	ss=sum(sps5)
	... 	if ss>500: break
	... else:
	... 	print(ss)
	... 
	... 	
	458 # В данном случае сумма не превышает 500, поэтому она вывелась автоматически

# 3.4 Изучение цикла с символьной строкой

Был применен цикл, который перебирает каждый символ из stroka и дополняет им ранее созданную пустую строку stroka1.

	>>> stroka='Это – автоматизированная система'
	>>> stroka1=""
	>>> for ss in stroka:
	... 	stroka1+=" "+ss
	... 
	... 	
	>>> stroka1
	' Э т о   –   а в т о м а т и з и р о в а н н а я   с и с т е м а'
	>>> ss
	'а'

Переменная ss проходит по всему строковому объекту, на каждой итерации принимая значение одного знака. Этот знак с предшествующим пробелом дописывается в конец другой, изначально пустой строки. Цикл закончится, когда закончится исходная строка.

# 3.5 Изучение записи цикла в строке

Был использован цикл для создания сигналов (цикл создает список из чисел, вычесленных по определенному выражению, в которое входит i, изменяемое в ходе итераций от 0 до 99). А также построоен график отображения сигналов. 

	>>> import math
	>>> sps2=[math.sin(i*math.pi/5+2) for i in range(100)]
	>>> import pylab
	>>> pylab.plot(range(100), sps2)
	[<matplotlib.lines.Line2D object at 0x00000272256E6490>]
	>>> pylab.title("Сигналы")
	Text(0.5, 1.0, 'Сигналы')
	>>> pylab.show()

Здесь используется конструкция list comprehention (генератор списков). В общем виде она выглядит так: <итоговый список> = [<выражение> for <элемент> in <исходный объект> if <условие>]

![](Ris1.png)

# 4 Изучение цикла While

Были изучены и применены различные варианты циклов с использованием блоков while.

Общее правило написания: while <Условие>: <отступы><Блок инструкций 1 – тело цикла> [else: <отступы><Блок инструкций 2 – если в цикле не сработал break>] Здесь <Условие> - некоторое логическое выражение. Если на очередном витке цикла оно принимает значение True (или не равно 0), то выполняется Блок инструкций 1. При этом, если в этом блоке присутствует инструкция break и она будет выполнена, то цикл завершается, иначе – переходит к новому витку цикла. В блоке инструкций 1 могут быть изменены значения объектов, входящих в Условие и его значение тоже может измениться. Если же его значением останется True, то вновь выполняется Блок инструкций 1 и т.д. Если в цикле присутствует Блок инструкций 2, то он будет выполнен, если завершение цикла произошло не по инструкции break, а по значению False (или значению =0) условия.

# 4.1 Изучение цикла while со счетчиком 

Был применен цикл while, который уменьшает значение rashod на 50 единиц. Здесь rashod = True до тех пор пока его значение положительное. Когда rashod становится равным 0, цикл прерывается. На каждой итерации печатается значение rashod.

	>>> rashod=300
	>>> while rashod:
	... 	print("Расход=",rashod)
	... 	rashod-=50
	... 
	Расход= 300
	Расход= 250
	Расход= 200
	Расход= 150
	Расход= 100
	Расход= 50

# 4.2 Изучение цикла while с символьной строкой

Был применен цикл while, который для каждой i, что изменяется от 0 до длины строки stroka, вычисляет значение r, используя выражение, в которое входит i, и формирует из этих значений список. Далее по значениям из списка был построен график.

	>>>import math
	>>> stroka='Расчет процесса в объекте регулирования'
	>>> i=0
	>>> sps2=[]
	>>> while i<len(stroka):
	... 	r=1-2/(1+math.exp(0.1*i))
	... 	sps2.append(r)
	... 	print('Значение в момент',i,"=",r)
	... 	i+=1
	... 
	Значение в момент 0 = 0.0
	Значение в момент 1 = 0.049958374957880025
	Значение в момент 2 = 0.09966799462495568
	Значение в момент 3 = 0.14888503362331795
	Значение в момент 4 = 0.197375320224904
	Значение в момент 5 = 0.2449186624037092
	Значение в момент 6 = 0.2913126124515909
	Значение в момент 7 = 0.3363755443363322
	Значение в момент 8 = 0.3799489622552249
	Значение в момент 9 = 0.421899005250008
	Значение в момент 10 = 0.4621171572600098
	Значение в момент 11 = 0.5005202111902354
	Значение в момент 12 = 0.5370495669980353
	Значение в момент 13 = 0.5716699660851172
	Значение в момент 14 = 0.6043677771171636
	Значение в момент 15 = 0.6351489523872873
	Значение в момент 16 = 0.6640367702678489
	Значение в момент 17 = 0.6910694698329307
	Значение в момент 18 = 0.7162978701990245
	Значение в момент 19 = 0.7397830512740043
	Значение в момент 20 = 0.7615941559557649
	Значение в момент 21 = 0.7818063576087741
	Значение в момент 22 = 0.8004990217606297
	Значение в момент 23 = 0.8177540779702878
	Значение в момент 24 = 0.8336546070121553
	Значение в момент 25 = 0.8482836399575129
	Значение в момент 26 = 0.8617231593133063
	Значение в момент 27 = 0.874053287886007
	Значение в момент 28 = 0.8853516482022625
	Значение в момент 29 = 0.8956928738431645
	Значение в момент 30 = 0.9051482536448664
	Значение в момент 31 = 0.9137854901178277
	Значение в момент 32 = 0.9216685544064713
	Значение в момент 33 = 0.9288576214547277
	Значение в момент 34 = 0.935409070603099
	Значение в момент 35 = 0.9413755384972874
	Значение в момент 36 = 0.9468060128462683
	Значение в момент 37 = 0.9517459571646616
	Значение в момент 38 = 0.9562374581277391
	>>> pylab.plot(range(len(stroka)), sps2)
	[<matplotlib.lines.Line2D object at 0x00000272272AB610>]
	>>> pylab.title("процесс регульрования")
	Text(0.5, 1.0, 'процесс регульрования')
	>>> pylab.show()

![](Ris2.png)

# 4.3 Изучения блока while для проверки числа на свойство простого числа

Был применен цикл while, который проверяет остаток от деления заданного числа, на все числа начиная от половины собственного значения до 2, при этом если хоть раз этот остаток равен 0, то выводится надпись о том, что число имеет множитель и цикл прерывается. Если же остаток никогда не равен 0, то цикл выполняется до тех пор, пока делитель не будет равен единице и после этого будет выведена надпись, что число является простым.

	>>> chislo=267 #Проверяемое число
	>>> kandidat =chislo // 2 		# Для значений chislo > 1
	>>> while kandidat > 1:
	... 	if chislo%kandidat == 0: 	# Остаток от деления
	... 		print(chislo, ' имеет множитель ', kandidat)
	... 		break 		# else выполняться не будет
	... 	kandidat -= 1
	... else: 			# При завершении цикла без break
	... 	print(chislo, ' является простым!')
	... 
	... 	
	267  имеет множитель  89

Также предыдущий код был изменен таким образом, что был добавлен цикл for, который еще перебирает числа от 250 до 300 включительно и выполняет вышеописанные операции с каждым числом.

	>>> for chislo in range(250, 301):  # Проходим по диапазону чисел
	...     kandidat = chislo // 2  # Для значений chislo > 1
	...     while kandidat > 1:
	...         if chislo % kandidat == 0:  # Остаток от деления
	...             print(chislo, ' имеет множитель ', kandidat)
	...             break  # else выполняться не будет
	...         kandidat -= 1
	...     else:  # При завершении цикла while без break
	...         print(chislo, ' является простым!')
	... 
	...         
	250  имеет множитель  125
	251  является простым!
	252  имеет множитель  126
	253  имеет множитель  23
	254  имеет множитель  127
	255  имеет множитель  85
	256  имеет множитель  128
	257  является простым!
	258  имеет множитель  129
	259  имеет множитель  37
	260  имеет множитель  130
	261  имеет множитель  87
	262  имеет множитель  131
	263  является простым!
	264  имеет множитель  132
	265  имеет множитель  53
	266  имеет множитель  133
	267  имеет множитель  89
	268  имеет множитель  134
	269  является простым!
	270  имеет множитель  135
	271  является простым!
	272  имеет множитель  136
	273  имеет множитель  91
	274  имеет множитель  137
	275  имеет множитель  55
	276  имеет множитель  138
	277  является простым!
	278  имеет множитель  139
	279  имеет множитель  93
	280  имеет множитель  140
	281  является простым!
	282  имеет множитель  141
	283  является простым!
	284  имеет множитель  142
	285  имеет множитель  95
	286  имеет множитель  143
	287  имеет множитель  41
	288  имеет множитель  144
	289  имеет множитель  17
	290  имеет множитель  145
	291  имеет множитель  97
	292  имеет множитель  146
	293  является простым!
	294  имеет множитель  147
	295  имеет множитель  59
	296  имеет множитель  148
	297  имеет множитель  99
	298  имеет множитель  149
	299  имеет множитель  23
	300  имеет множитель  150

# 5 Завершение работы в IDLE

Был завершен сеанс в среде IDLE.