# Отчёт по теме 7

Капитонов Михаил, А-02-23

## 1 Начало работы

Запустил среду IDLE, установил рабочую папку.

## 2 Создание пользовательской функции

## 2.1 Функция без аргументов

```py
>>> def uspeh():
... 	"""Подтверждение успеха операции"""
... 	print('Выполнено успешно!')
... 
>>> uspeh()
Выполнено успешно!
>>> type(uspeh)
<class 'function'>
>>> 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<b:
... 		print(a, 'меньше',b)
... 	else:
... 		print(a, 'равно',b)
... 
>>> n,m=16,5;sravnenie(n,m)
x
16 больше 5
>>> n,m='16','5';sravnenie(n,m)
16 меньше 5
```

## 2.3 Функция с 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)
10
>>> slozh('1','2','3','4')
'1234'
>>> b1=[1,2];b2=[-1,-2];b3=[0,2];b4=[-1,-1]
>>> q=slozh(b1,b2,b3,b4)
>>> q
[1, 2, -1, -2, 0, 2, -1, -1]
>>> b1=(1,2);b2=(-1,-2);b3=(0,2);b4=(-1,-1)
>>> slozh(b1,b2,b3,b4)
(1, 2, -1, -2, 0, 2, -1, -1)
>>> b1={'a':1};b2={'b':2};b3={'c':3};b4={'d':4}
>>> slozh(b1,b2,b3,b4)
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#23>", line 1, in <module>
slozh(b1,b2,b3,b4)
File "<pyshell#13>", line 3, in slozh
return a1+a2+a3+a4
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'dict' and 'dict'
>>> b1={'a',1};b2={'b',2};b3={'c',3};b4={'d',4}
>>> slozh(b1,b2,b3,b4)
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#25>", line 1, in <module>
slozh(b1,b2,b3,b4)
File "<pyshell#13>", line 3, in slozh
return a1+a2+a3+a4
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'set' and 'set'
```

## 2.5 Модель 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=[]
>>> TT=20
>>> yy=0
>>> for xx in sps:
... 	yy=inerz(xx,TT,yy)
... 	spsy.append(yy)
... 
>>> import matplotlib.pyplot as plt
>>> plt.plot(spsy)
[<matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001FD865211D0>]
>>> plt.title('Сигнал на выходе устройства')
Text(0.5, 1.0, 'Сигнал на выходе устройства')
```
![График](pic1.png)

## 3 Функции как объекты

## 3.1 Список атрибутов

```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__
'Модель устройства с памятью:
x- текущее значение вх.сигнала,
T -постоянная времени,
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)
0.6681877721681662
>>> logistfun(0.7,2)
1.3363755443363323
```

## 4.3 Обращение к функции с произвольным (непозиционным) расположением аргументов

```py
>>> logistfun(b=0.5,a=0.8)
0.34498724056380625
```

## 4.4 Значения аргументов функции, содержащиеся в списке или кортеже

```py
>>> b1=[1,2];b2=[-1,-2];b3=[0,2];b4=[-1,-1]
>>> b1234=[b1,b2,b3,b4]
>>> qq=slozh(*b1234)
>>> 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)
>>> 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)
1
>>> func4(-1,2,0,3,6)
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
```

## 4.9 Изменение значений объектов, используемых в качестве аргументов функции

```py
>>> a=90
>>> def func3(b):
... 	b=5*b+67
... 
>>> func3(a)
>>> a
90
>>> sps1=[1,2,3,4]
>>> def func2(sps):
... 	sps[1]=99
... 
>>> func2(sps1)
>>> print(sps1)
[1, 99, 3, 4]
>>> kort=(1,2,3,4)
>>> func2(kort)
Traceback (most recent call last):
 File "<pyshell#95>", line 1, in <module>
   func2(kort)
 File "<pyshell#91>", line 2, in func2
   sps\[1]=99
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
```

## 5 Специальные типы пользовательских функций

## 5.1 Анонимные функции

```py
>>> import math
>>> anfun1=lambda: 1.5+math.log10(17.23)
>>> anfun1()
2.7362852774480286
>>> anfun2=lambda a,b : a+math.log10(b)
>>> anfun2(17,234)
19.369215857410143
>>> anfun3=lambda a,b=234: a+math.log10(b)
>>> anfun3(100)
102.36921585741014
```

## 5.2 Функции-генераторы

```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
```

## 6 Локализация объектов в функциях

## 6.1 Примеры локализации

```py
>>> glb = 10
>>> def func7(arg):
... 	loc1=15
... 	glb=8
... 	return loc1*arg
... 
>>> res=func7(glb)
>>> glb
10
>>> def func8(arg):
... 	loc1=15
... 	print(glb)  
... 	glb=8
... 	return loc1*arg
... 
>>> res=func8(glb)
Traceback (most recent call last):
 File "<pyshell#116>", line 1, in <module>
   res=func8(glb)
 File "<pyshell#115>", line 3, in func8
   print(glb)
UnboundLocalError: cannot access local variable 'glb' where it is not associated with a value

# Переменная glb не объявлена внутри функции

>>> glb=11
>>> def func7(arg):
... 	loc1=15
... 	global glb
... 	print(glb)
... 	glb=8
... 	return loc1\*arg
... 
>>> res=func7(glb)
11
>>> glb
8
```

## 6.2 Выявление локализации объекта с помощью функций locals() и globals() из builtins

```py
>>> globals().keys()
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', 'plt', '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'])
>>> locals().keys()
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', 'plt', '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'])
>>> # Текущая область - глобальная
>>> 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', 'plt', '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'])
>>> # Во втором списке - локальные объекты, использующиеся при работе функции func8
>>> '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', 'plt', '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', 'plt', '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'])
>>> # Списки глобальных объектов совпадают, локальные объекты доступны только внутри соответствующих функций
```

## 6.4 Пример моделирования системы

```py
>>> import math
>>> znach=input('k1,T,k2,Xm,A,F,N=').split(',')
k1,T,k2,Xm,A,F,N=2,10,3,1,5,0.025,30
>>> 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])
>>> vhod=[]
>>> for i in range(N):
...     vhod.append(A*math.sin((2*i*math.pi)*F))
... 
>>> vhod
[0.0, 0.7821723252011543, 1.545084971874737, 2.2699524986977337, 2.938926261462366, 3.5355339059327378, 4.045084971874737, 4.455032620941839, 4.755282581475767, 4.938441702975689, 5.0, 4.938441702975689, 4.755282581475768, 4.4550326209418385, 4.045084971874737, 3.5355339059327378, 2.9389262614623664, 2.2699524986977324, 1.5450849718747375, 0.7821723252011549, 6.123233995736766e-16, -0.7821723252011559, -1.5450849718747364, -2.2699524986977333, -2.938926261462365, -3.5355339059327386, -4.04508497187474, -4.455032620941839, -4.755282581475767, -4.938441702975688]
>>> 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 nechuvst(xtt,gran):
...     #зона нечувствительности
...     if xtt<gran and xtt>(-gran):
...         ytt=0
...     elif xtt>=gran:
...         ytt=xtt-gran
...     elif xtt<=(-gran):
...         ytt=xtt+gran
...     return ytt
... 
>>> 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, -1.299465163446989, -1.3579959054305797, 0, 3.7144096317728987, 7.811411673609909, 6.5646766889828605, -1.7207792337901524, -18.81372872718616, -31.38046599103643, -22.278866622819873, 17.097152611947436, 77.81058529582174, 112.97718138176809, 62.60779574768801, -98.35894773519156, -309.62984734263415, -395.51094806311954, -151.2442551724449, 474.0906424325323, 1190.4363664389593, 1337.7521059074418, 237.48484712636358, -2125.064719245332]
>>> import matplotlib.pyplot as plt
>>> plt.plot(vyhod)
[<matplotlib.lines.Line2D object at 0x000002E752D89090>]
```
![График2](pic2.png)