# 1. Запустили интерактивную оболочку IDLE, открыли окно текстового редактора # 2. Создание классов и их наследников ## 2.1. Создание автономного класса ### Создам класс с именем Class1, содержащий 2 функции, реализующие его методы ```py 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): # Метод 2 класса1 print(self.data)#Отображение данных экземпляра класса ``` ### Создам 2 экземпляра этого класса ```py z1=Class1() #Создаём 1-й экземпляр класса z2=Class1() #Создаём 2-й экземпляр класса ``` ### С помощью первого метода задам разные значения атрибута у двух экземпляров ```py 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. ``` ### Для контроля отображу его значения с помощью второго метода ```py z1.otobrazh() # Обращение ко второму методу класса экз.класса 1 z2.otobrazh() -632.453 ``` ### Изменю значение атрибута у первого экземпляра и отображу его ```py z1.data='Новое значение атрибута у экз.1' z1.otobrazh() Новое значение атрибута у экз.1 ``` ## 2.2. Создание класса-наследника ### В объявлении класса после его имени в скобках перечисляются его «родительские классы» ```py class Class2(Class1): #Class2 - наследник класса Class1 def otobrazh(self): # Метод класса Class2 – переопределяет метод родителя print('значение=',self.data)#Отображение данных экземпляра ``` ### Метод класса имеет то же имя, что и второй метод у родительского класса ### Создам экземпляр второго класса ```py z3=Class2() ``` ### Посмотрю список его атрибутов ```py 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'] ``` ### Задам у него значение данного data (унаследовано от Class1) ```py z3.zad_zn('Совсем новое') ``` ### Отображу его для контроля ```py z3.otobrazh() значение= Совсем новое ``` #### Поскольку метод otobrazh есть и у класса Class2, и у его родительского класса Class1, проанализирую, метод какого класса сработал при выводе этого значения. #### Сработал метод класса Class2. Это демонстрация переопределения методов в наследовании. Когда дочерний класс определяет метод с тем же именем, что и родительский класс, метод дочернего класса "перекрывает" родительский метод ### Для проверки отображу значение данного data у первого экземпляра первого класса ```py z1.otobrazh() Новое значение атрибута у экз.1 ``` #### Значение не изменилось. Это подтвержает, что каждый экземпляр класса имеет свои собственные атрибуты, изменение атрибута data у экземпляра z3 (класса Class2) никак не влияет на атрибут data у экземпляра z1 (класса Class1), экземпляры классов являются независимыми объектами в памяти ### Удалю экземпляры классов инструкцией ```py del z1,z2,z3 ``` # 3. Использование классов, содержащихся в модулях ### Создам модуль с именем Mod3 ![alt text]({DFE74D24-705A-48FA-89A3-A1BC3278CEEB}.png) ### Импортирую первый класс из модуля ```py from Mod3 import Class1 #Частичный импорт содержимого модуля ``` ```py z4=Class1() z4.otobrazh() Traceback (most recent call last): File "", line 1, in z4.otobrazh() File "C:\Users\User-PC\python-labs\TEMA9\Mod3.py", line 5, in otobrazh print(self.data)#Отображение данных экземпляра AttributeError: 'Class1' object has no attribute 'data' ``` #### Ошибка возникла потому, что у экземпляра z4 не был определен атрибут data. При запуске происходит следующее: создается экземпляр z4 класса Class1; вызывается метод otobrazh(), который пытается выполнить print(self.data); но атрибут data еще не был создан, так как метод zad_zn() никогда не вызывался #### Решение: нужно сначала установить значение через метод zad_zn() или напрямую присвоить атрибут data ### Попробую иначе ```py from Mod3 import Class1 z4=Class1() z4.data='значение данного data у экз.4' z4.otobrazh() значение данного data у экз.4 ``` ### Удалю экземпляр z4 и после этого импортирую модуль целиком ```py del z4 import Mod3 #Полный импорт содержимого модуля ``` ### Создам экземпляр класса теперь инструкцией ```py 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 ``` #### Ключевые различия: метод класса работает с атрибутами экземпляра (self.data), самостоятельная функция работает с переданным ей аргументом (objekt), класс Class2 переопределил метод otobrazh, добавив префикс "значение=", разные способы импорта (from Mod3 import Class1 vs import Mod3) влияют на пространство имен # 4. Использование специальных методов #### Имена специальных методов предваряются одним или двумя подчерками и имеют вид: __<имя специального метода>__ #### Специальные методы (dunder methods - double underscore) нужны для реализации определенного поведения объектов в Python. Их особенности: автоматический вызов - вызываются интерпретатором в определенных ситуациях; перегрузка операторов - позволяют определить поведение объектов при использовании операторов (+, -, *, / и т.д.); эмуляция встроенных типов - позволяют создаваемым классам вести себя как встроенные типы Python; контроль жизненного цикла - управление созданием, инициализацией и удалением объектов; синтаксический сахар - делают код более читаемым и интуитивно понятным ### Cоздам класс, содержащий два специальных метода ```py 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 ``` ### Для иллюстрации работы этих методов создам экземпляр класса Class3 и отображу его ```py z5=Class3('abc') #При создании экземпляра срабатывает конструктор z5.otobrazh() значение= abc ``` ### Теперь выполню операцию «+» (должен сработать специальный метод __add__) ```py z6=z5+'def' z6.otobrazh() значение= abcdef ``` ### Обращусь к обычному методу класса ```py z6.zad_dr_zn(3) z6.otobrazh() значение= abcdefabcdefabcdef ``` # 5. Присоединение атрибутов к классу ### Выведу список атрибутов класса Class3 ```py 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'] ``` ### Создам новый атрибут класса простым присваиванием ```py Class3.fio='Иванов И.И.' ``` ### Вновь выведу список атрибутов и увижу, что у класса появился новый атрибут fio ```py 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'] ``` ### Создам экземпляр ```py z7=Class3(123) ``` ### Выведу список атрибутов экземпляра. Сделаю формальную проверку, чтобы понять совпадает ли он с атрибутами класса ```py 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'] dir(z7)==dir(Class3) False ``` #### Различия: dir(Class3) показывает атрибуты класса (методы, классовые атрибуты); dir(z7) показывает атрибуты экземпляра (данные экземпляра + атрибуты класса); у экземпляра появляются атрибуты data, rozden, которых нет в списке атрибутов класса ### Отображу значение атрибута fio у экземпляра z7 ```py print(z7.fio) Иванов И.И. ``` #### Полученное значение совпадает со значением атрибута класса. Поскольку fio был добавлен к классу Class3, а у экземпляра z7 такого атрибута нет, Python находит его на уровне класса ### Объявлю новый атрибут у созданного экземпляра. После выведу список атрибутов экземпляра z7 и увижу, что в нем появился атрибут rozden ```py 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'] ``` ### Вновь выведу список атрибутов класса Class3. Увижу появился ли атрибут rozden у класса ```py 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'] ``` #### Этот атрибут не появился. Атрибут rozden был добавлен только к экземпляру z7, но не к классу Class3. Изменения на уровне экземпляра не влияют на класс # 6. Выявление родительских классов ### Такое выявление делается с помощью специального атрибута __bases__ ### Выведу родительский класс для созданного класса Class3 ```py Class3.__bases__ (,) ``` ### Выведу родительский класс для созданного класса Class2 ```py Class2.__bases__ (,) ``` ### Выведу родительский класс для созданного класса Class1 ```py Class1.__bases__ (,) ``` ### Для получения всей цепочки наследования использую атрибут __mro__ ```py Class3.__mro__ (, , , ) ``` ### Получу всю цепочку наследования для встроенного класса ошибок «деление на ноль» ```py ZeroDivisionError.__mro__ (, , , , ) ``` # 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 ### Создам новый класс с определенным в нем свойством. Здесь имеется 3 метода: chten, zapis, stiran, которые обслуживают созданное свойство, реализуя операции, соответственно, чтения, записи или удаления значений свойства ```py 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) ``` ### Попробуем некоторые операции с этим свойством ```py exempl=Class4(12) exempl.svojstvo # Чтение 12 exempl.svojstvo=45 # Запись нового значения print(exempl.svojstvo) 45 del exempl.svojstvo # Удаление атрибута exempl.svojstvo # Попытка чтения после удаления Traceback (most recent call last): File "", line 1, in exempl.svojstvo File "", line 5, in chten return sam.__prm AttributeError: 'Class4' object has no attribute '_Class4__prm' ``` #### Полученный результат и объяснение: после выполнения del exempl.svojstvo происходит следующее: вызывается метод stiran, который выполняет del sam.__prm; удаляется приватный атрибут __prm у экземпляра; при последующей попытке чтения exempl.svojstvo: вызывается метод chten; метод пытается вернуть sam.__prm; но атрибут __prm уже удален; возникает ошибка AttributeError # 8. Рассмотрите пример представления в виде класса модели системы автоматического регулирования (САР), состоящей из последовательного соединения усилителя и двух инерционных звеньев, охваченных отрицательной обратной связью с усилителем. ### Создам модуль SAU.py с классом ![alt text]({320D0C4C-177D-4114-B480-E6A8F4141636}.png) ### Тестирование класса произведу с помощью следующей программы: ![alt text]({BD93CF54-770D-474A-A8B8-265F568781FF}.png) ### Запущу программу на выполнение и изучу вид выходного сигнала при разных значениях параметров САР ```py 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 ``` ### Построился график переходного процесса системы ![alt text]({82D74A71-F422-40D3-B0B4-C48328364C87}.png)