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.
18 KiB
18 KiB
Отчёт по теме 8
Киреев Юрий А-02-23
1. Запуск оболочки IDLE
>>> import os,sys,importlib
>>> os.chdir("C:\\Users\\user\\Desktop\\ПОАС\\python-labs\\TEMA8")
>>> os.getcwd()
'C:\\Users\\user\\Desktop\\ПОАС\\python-labs\\TEMA8'
2. Создание и использование модулей
2.1 Запуск модуля на выполнение путем его импорта
С помощью текстового редактора оболочки IDLE создал в своем текущем каталоге файл с именем Mod1.py и записал в него программу со следующим содержанием:
>>> perm1=input('Mod1:Введите значение = ')
>>> print('Mod1:Значение perm1=',perm1)
Запустим модуль из командной строки оболочки IDLE:
>>> import Mod1
Mod1:Введите значение = 8
Mod1:Значение perm1= 8
>>> type(Mod1)
<class 'module'>
>>> dir(Mod1)
['__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'perm1']
>>> Mod1.perm1 #получили доступ к значению созданного в модуле объекта
'8'
Попробуем повторно выполнить модуль с помощью инструкции импорта:
>>> import Mod1 #ничего не проиходит
>>> importlib.reload(Mod1) #импорт модуля с помощью функции reload
Mod1:Введите значение = 3
Mod1:Значение perm1= 3
<module 'Mod1' from 'C:\\Users\\user\\Desktop\\ПОАС\\python-labs\\TEMA8\\Mod1.py'>
>>> Mod1.perm1
'3'
2.2. Проверка модулей в словарях
Импортированные модули заносятся в словарь – значение атрибута sys.modules. Их можно увидеть по инструкции:
>>> print(sorted(sys.modules.keys()))
['Mod1', '__main__', '_abc', '_ast', '_bisect', '_bz2', '_codecs', '_collections', '_collections_abc', '_compat_pickle', '_compression', '_datetime', '_distutils_hack', '_frozen_importlib', '_frozen_importlib_external', '_functools', '_heapq', '_imp', '_io', '_locale', '_lzma', '_opcode', '_operator', '_pickle', '_queue', '_random', '_sha512', '_signal', '_sitebuiltins', '_socket', '_sre', '_stat', '_string', '_struct', '_thread', '_tkinter', '_warnings', '_weakref', '_weakrefset', '_winapi', 'abc', 'ast', 'bdb', 'binascii', 'bisect', 'builtins', 'bz2', 'codecs', 'collections', 'collections.abc', 'configparser', 'contextlib', 'copyreg', 'datetime', 'dis', 'encodings', 'encodings.aliases', 'encodings.cp1251', 'encodings.utf_8', 'enum', 'errno', 'fnmatch', 'functools', 'genericpath', 'heapq', 'idlelib', 'idlelib.autocomplete', 'idlelib.autocomplete_w', 'idlelib.calltip', 'idlelib.calltip_w', 'idlelib.config', 'idlelib.debugger', 'idlelib.debugger_r', 'idlelib.debugobj', 'idlelib.debugobj_r', 'idlelib.hyperparser', 'idlelib.iomenu', 'idlelib.macosx', 'idlelib.multicall', 'idlelib.pyparse', 'idlelib.rpc', 'idlelib.run', 'idlelib.scrolledlist', 'idlelib.stackviewer', 'idlelib.tooltip', 'idlelib.tree', 'idlelib.util', 'idlelib.window', 'idlelib.zoomheight', 'importlib', 'importlib._abc', 'importlib._bootstrap', 'importlib._bootstrap_external', 'importlib.machinery', 'importlib.util', 'inspect', 'io', 'itertools', 'keyword', 'linecache', 'lzma', 'marshal', 'math', 'msvcrt', 'nt', 'ntpath', 'opcode', 'operator', 'os', 'os.path', 'pickle', 'pkgutil', 'platform', 'plistlib', 'posixpath', 'pydoc', 'pyexpat', 'pyexpat.errors', 'pyexpat.model', 'queue', 'random', 're', 'reprlib', 'select', 'selectors', 'shlex', 'shutil', 'signal', 'site', 'socket', 'socketserver', 'sre_compile', 'sre_constants', 'sre_parse', 'stat', 'string', 'struct', 'subprocess', 'sys', 'sysconfig', 'tempfile', 'textwrap', 'threading', 'time', 'tkinter', 'tkinter.constants', 'token', 'tokenize', 'traceback', 'types', 'urllib', 'urllib.parse', 'warnings', 'weakref', 'winreg', 'xml', 'xml.parsers', 'xml.parsers.expat', 'xml.parsers.expat.errors', 'xml.parsers.expat.model', 'zipimport', 'zlib']
Для обеспечения возможности повторного импорта и, следовательно, выполнения программы из модуля, его надо удалить из этого словаря:
>>> sys.modules.pop('Mod1')
<module 'Mod1' from 'C:\\Users\\user\\Desktop\\ПОАС\\python-labs\\TEMA8\\Mod1.py'>
Еще раз отобразим словарь, убедитесь, что модуль Mod1 из него исчез:
>>> print(sorted(sys.modules.keys()))
['__main__', '_abc', '_ast', '_bisect', '_bz2', '_codecs', '_collections', '_collections_abc', '_compat_pickle', '_compression', '_datetime', '_distutils_hack', '_frozen_importlib', '_frozen_importlib_external', '_functools', '_heapq', '_imp', '_io', '_locale', '_lzma', '_opcode', '_operator', '_pickle', '_queue', '_random', '_sha512', '_signal', '_sitebuiltins', '_socket', '_sre', '_stat', '_string', '_struct', '_thread', '_tkinter', '_warnings', '_weakref', '_weakrefset', '_winapi', 'abc', 'ast', 'bdb', 'binascii', 'bisect', 'builtins', 'bz2', 'codecs', 'collections', 'collections.abc', 'configparser', 'contextlib', 'copyreg', 'datetime', 'dis', 'encodings', 'encodings.aliases', 'encodings.cp1251', 'encodings.utf_8', 'enum', 'errno', 'fnmatch', 'functools', 'genericpath', 'heapq', 'idlelib', 'idlelib.autocomplete', 'idlelib.autocomplete_w', 'idlelib.calltip', 'idlelib.calltip_w', 'idlelib.config', 'idlelib.debugger', 'idlelib.debugger_r', 'idlelib.debugobj', 'idlelib.debugobj_r', 'idlelib.hyperparser', 'idlelib.iomenu', 'idlelib.macosx', 'idlelib.multicall', 'idlelib.pyparse', 'idlelib.rpc', 'idlelib.run', 'idlelib.scrolledlist', 'idlelib.stackviewer', 'idlelib.tooltip', 'idlelib.tree', 'idlelib.util', 'idlelib.window', 'idlelib.zoomheight', 'importlib', 'importlib._abc', 'importlib._bootstrap', 'importlib._bootstrap_external', 'importlib.machinery', 'importlib.util', 'inspect', 'io', 'itertools', 'keyword', 'linecache', 'lzma', 'marshal', 'math', 'msvcrt', 'nt', 'ntpath', 'opcode', 'operator', 'os', 'os.path', 'pickle', 'pkgutil', 'platform', 'plistlib', 'posixpath', 'pydoc', 'pyexpat', 'pyexpat.errors', 'pyexpat.model', 'queue', 'random', 're', 'reprlib', 'select', 'selectors', 'shlex', 'shutil', 'signal', 'site', 'socket', 'socketserver', 'sre_compile', 'sre_constants', 'sre_parse', 'stat', 'string', 'struct', 'subprocess', 'sys', 'sysconfig', 'tempfile', 'textwrap', 'threading', 'time', 'tkinter', 'tkinter.constants', 'token', 'tokenize', 'traceback', 'types', 'urllib', 'urllib.parse', 'warnings', 'weakref', 'winreg', 'xml', 'xml.parsers', 'xml.parsers.expat', 'xml.parsers.expat.errors', 'xml.parsers.expat.model', 'zipimport', 'zlib']
>>> import Mod1
Mod1:Введите значение = 4
Mod1:Значение perm1= 4
>>> sys.modules.pop('Mod1')
<module 'Mod1' from 'C:\\Users\\user\\Desktop\\ПОАС\\python-labs\\TEMA8\\Mod1.py'>
2.3. Запуск модуля на выполнение с помощью функции exec()
Пример
exec(open('Mod1.py').read())
Mod1:Введите значение = 6
Mod1:Значение perm1= 6
При использовании import Python по умолчанию считает, что файл имеет кодировку UTF-8, а также учитывает псевдокомментарии. При использовании open() Python считает, что у файла «системная» кодировка, которая в Linux обычно UTF-8, а в Windows — UTF-16. Передадим open() доп. аргумент.
>>> exec(open("Mod1.py", encoding = "utf-8").read())
Mod1:Введите значение = 7
Mod1:Значение perm1= 7
>>> Mod1.perm1
`4`
perm1
'7'
>>> exec(open("Mod1.py", encoding = "utf-8").read())
Mod1:Введите значение = 8
Mod1:Значение perm1= 8
>>> Mod1.perm1
'4'
perm1
'8'
>>> exec(open("Mod1.py", encoding = "utf-8").read())
Mod1:Введите значение = 4674
Mod1:Значение perm1= 4674
>>> Mod1.perm1
'4'
perm1
'4674'
2.4. Использование инструкции from … import …
В одном модуле может содержаться несколько программных единиц (например, функций или пользовательских объектов). Тогда можно осуществлять импорт модуля не целиком, а только часть содержащихся в нем объектов. Пример 1.
>>> from Mod1 import perm1
Mod1:Введите значение = 666
Mod1:Значение perm1= 666
>>> dir()
['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', '__warningregistry__', 'importlib', 'os', 'perm1', 'sys'] #модуль Mod1 не появился в памяти
>>> perm1
'666'
Пример 2. С помощью текстового редактора создал еще один модуль Mod2, содержащий две функции.
>>> def alpha():
>>> print('****ALPHA****')
>>> t=input('Значение t=')
>>> return t
>>> def beta(q):
>>> print('****BETA****')
>>> import math
>>> expi=q*math.pi
>>> return math.exp(expi)
Импортируем из этого модуля только функцию beta:
>>> from Mod2 import beta
>>> g=beta(2)
****BETA****
>>> g
535.4916555247646
>>> dir()
['Mod1', '__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', '__warningregistry__', 'beta', 'g', 'importlib', 'os', 'perm1', 'sys']
>>> alpha() #функция alpha не была импортирована
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#51>", line 1, in <module>
alpha()
NameError: name 'alpha' is not defined
Теперь импортируем функцию alpha из Mod2:
>>> from Mod2 import alpha as al
>>> al()
****ALPHA****
Значение t=1
'1'
>>> del al,beta
Повторим импорт двух функций одной инструкцией:
>>> from Mod2 import alpha as al, beta as bt
>>> del al, bt
>>> from Mod2 import *
>>> tt=alpha() #На запрос введите значение 0.12
****ALPHA****
Значение t=0.12
>>> uu=beta(float(tt))
****BETA****
>>> uu
1.4578913609506803
3. Создание многомодульных программ.
3.1. Пример простой многомодульной программы.
С помощью редактора создадим ещё один модуль:
#Модуль Mod0
import Mod1
print('perm1=',Mod1.perm1)
from Mod2 import alpha as al
tt=al()
print('tt=',tt)
from Mod2 import beta
qq=beta(float(tt))
print('qq=',qq)
Теперь наша программа будет состоять из 5 частей: главная программа, которой является команд-ная строка IDLE и из которой будет вызываться модуль Mod0, и 3 модуля, вызываемых из модуля Mod0. Проверим нашу программу:
>>> sys.modules.pop("Mod1")
<module 'Mod1' from 'C:\\Users\\user\\Desktop\\ПОАС\\python-labs\\TEMA8\\Mod1.py'>
>>> sys.modules.pop("Mod2")
<module 'Mod2' from 'C:\\Users\\user\\Desktop\\ПОАС\\python-labs\\TEMA8\\Mod2.py'>
>>> import Mod0
Mod1:Введите значение = 55
Mod1:Значение perm1= 55
perm1= 55
****ALPHA****
Значение t=52
tt= 52
****BETA****
qq= 8.862788791286627e+70
>>> Mod0.tt;Mod0.qq;Mod0.Mod1.perm1
'52'
8.862788791286627e+70
'55'
3.2. Еще пример создания многомодульной программы
Создадим модуль MM1, включив в него разработанные при выполнении предыдущей темы функции, реализующие усилитель, реальный двигатель, тахогенератор и нелинейное звено типа «зона нечувствительности». Затем создадим модуль ММ2, включив в него инструкции, обеспечивающие ввод параметров задачи, формирование входного сигнала, импорт модуля ММ1 и реализацию модели при расчете выходного сигнала: MM1:
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 nechus(xtt,gran):
#зона нечувствит
if xtt<gran and xtt>(-gran):
ytt=0
elif xtt>=gran:
ytt=xtt-gran
elif xtt<=(-gran):
ytt=xtt+gran
return ytt
MM2
znach=input('k1,T,k2,Xm,A,F,N=').split(',')
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])
import math
vhod=[]
for i in range(N):
vhod.append(A*math.sin((2*i*math.pi)/F))
import MM1 as mod
yi1=0;yin1=0;yi2=0
vyhod=[]
for xt in vhod:
xt1=xt-yi2 #отрицательная обратная связь
[yi1,yin1]=mod.realdvig(xt1,k1,T,yi1,yin1)
yi2=mod.tahogen(yin1,k2,yi2)
yt=mod.nechus(yin1,Xm)
vyhod.append(yt)
Наконец, создадим главную программу – модуль ММ0, запускающую на выполнение модуль ММ2 и выводящую полученный выходной сигнал:
import MM2
print('y=',MM2.vyhod)
Пример работы этой программы:
>>> import MM0
k1,T,k2,Xm,A,F,N=10,5,2,2,2,40,20
>>> y= [0, 0, 0, 0, 0, 0.9866886115016662, -1.9732935348876697, -3.091965522675575, 13.830506004312246, 0.4743498602389664, -45.654123345832254, 28.379844851189542, 111.82759196582377, -175.83865168130015, -187.57768045826674, 661.5418706401588, 23.17293107123487, -1938.4588367997728, 1453.5699160588447, 4465.240774231551]
3.3. Области действия объектов в модулях.
Попробуем вставить в функции alpha обращение к функции beta и, наоборот, из beta – к alpha.
>>> def alpha():
>>> print("****ALPHA****")
>>> print("Вызов функции beta:", beta(5))
>>> t = input("Значение t = ")
>>> return t
>>> import Mod2
>>> Mod2.alpha()
****ALPHA****
****BETA****
Вызов функции beta: 6635623.99934113
Значение t = 6
'6'
Теперь из beta - к alpha:
>>> def beta(q):
>>> print('****BETA****')
>>> import math
>>> expi=q*math.pi
>>> print('обращение к alpha:', alpha())
>>> return math.exp(expi)
>>> importlib.reload(Mod2)
<module 'Mod2' from 'C:\\Users\\user\\Desktop\\ПОАС\\python-labs\\TEMA8\\Mod2.py'>
>>> Mod2.beta(52)
****BETA****
****ALPHA****
Значение t = 16
обращение к alpha: 16
8.862788791286627e+70
Попробуем отобразить на экране в модуле Mod0 значения объектов t и expi:
#Модуль Mod0
>>> import Mod1
>>> print('perm1=',Mod1.perm1)
>>> from Mod2 import alpha as al
>>> tt=al()
>>> print
>>> print('tt=',tt)
>>> from Mod2 import beta
>>> qq=beta(float(tt))
>>> print('qq=',qq)
>>> print("t =", t)
>>> print("expi =", expi)
>>> import Mod0
Mod1:Введите значение = 16
Mod1:Значение perm1= 16
perm1= 16
****ALPHA****
Значение t = 52
tt= 52
****BETA****
qq= 8.862788791286627e+70
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#31>", line 1, in <module>
import Mod0
File "C:\Users\user\Desktop\ПОАС\python-labs\TEMA8\Mod0.py", line 11, in <module>
print("t =", t)
NameError: name 't' is not defined. Did you mean: 'tt'?
Т.к. переменные определены в другом модуле, доступа напрямую к ним нет. Попробуем в модуле Mod0 увеличить в 3 раза значение объекта perm1 и отобразить его после этого на экране.
#Модуль Mod0
>>> import Mod1
>>> print('perm1=',Mod1.perm1)
>>> Mod1.perm1 = str(int(Mod1.perm1) * 3) #изменение переменной Mod1.perm1
>>> print ('обновленная переменная:', Mod1.perm1)
>>> from Mod2 import alpha as al
>>> tt=al()
>>> print('tt=',tt)
>>> from Mod2 import beta
>>> qq=beta(float(tt))
>>> print('qq=',qq)
>>> import Mod0
Mod1:Введите значение = 10
Mod1:Значение perm1= 10
perm1= 10
обновленная переменная: 30
****ALPHA****
Значение t = 52
tt= 52
****BETA****
qq= 8.862788791286627e+70
Попробуем в командной строке (в главном модуле) увеличить в 2 раза значения объектов perm1, tt, qq.
>>> import Mod0
Mod1:Введите значение = 10
Mod1:Значение perm1= 10
perm1= 10
****ALPHA****
Значение t = 5
tt= 5
****BETA****
qq= 6635623.99934113
>>> import Mod1
>>> Mod1.perm1 = str(int(Mod1.perm1) * 2) #увеличили Mod1.perm1 в 2 раза
>>> print(Mod1.perm1)
20
>>> Mod0.tt = float(Mod0.tt) * 2
>>> print(Mod0.tt)
10.0
>>> Mod0.qq = Mod0.qq * 2
>>> print(Mod0.qq)
13271247.99868226
Если обращаться к переменным напрямую, без указания модуля, в котором они определены - будет ошибка.