форкнуто от main/python-labs
Вы не можете выбрать более 25 тем
Темы должны начинаться с буквы или цифры, могут содержать дефисы(-) и должны содержать не более 35 символов.
16 KiB
16 KiB
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
>>> 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
>>> 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
>>> 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
>>> 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
>>> 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')
3 Функции как объекты
3.1 Список атрибутов
>>> 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
>>> fnkt = sravnenie
>>> v=16
>>> fnkt(v,23)
16 меньше 23
3.3 Возможность альтернативного определения функции в программе
>>> 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
>>> 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
>>> 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
>>> logistfun(b=0.5,a=0.8)
0.34498724056380625
4.4 Значения аргументов функции, содержащиеся в списке или кортеже
>>> 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
>>> dic4={"a1":1,"a2":2,"a3":3,"a4":4}
>>> qqq=slozh(**dic4)
>>> qqq
10
4.6 Смешанные ссылки
>>> e1=(-1,6);dd2={'a3':3,'a4':9}
>>> qqqq=slozh(*e1,**dd2)
>>> qqqq
17
4.7 Переменное число аргументов у функции
>>> 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
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
>>> 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
>>> 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
>>> 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
>>> 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
>>> 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
>>> 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
>>> 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>]
