lab completed

TEMA4/report.md

@@ -4,4 +4,319 @@
 
 ## Тема 4. Встроенные функции
 
-## 1.
+## 2. Стандартные функции.
+### 2.1. Функция округления числа с заданной точностью round().
+
+```py
+ help(round)
+
+    Help on built-in function round in module builtins:
+
+    round(number, ndigits=None)
+        Round a number to a given precision in decimal digits.
+
+        The return value is an integer if ndigits is omitted or None.  Otherwise
+        the return value has the same type as the number.  ndigits may be negative.
+
+ round(123.456,1)
+    123.5
+ round(123.456,0)
+    123.0
+ type(round(123.456,0))
+    <class 'float'>
+ type(round(123.456,1))
+    <class 'float'>
+ round(123.456)
+    123
+ type(round(123.456))
+    <class 'int'>
+```
+
+### 2.2. Функция создания последовательности целых чисел с заданным шагом range().
+
+```py
+ gg=range(76,123,9)
+ gg
+    range(76, 123, 9)
+ type(gg)
+    <class 'range'>
+ list(gg)
+    [76, 85, 94, 103, 112, 121]
+ range(23)
+    range(0, 23) 
+	#range(23) создает последовательность целых чисел от 0 до 22 с шагом 1
+ list(range(23))
+    [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22]
+```
+
+### 2.3.Функция создания общего объекта, элементами которого являются кортежи zip().
+
+```py
+qq = ["Коломейцев", "Степанов", "Дюрр", "Козловский"]
+ff = zip(gg,qq)
+ff
+<zip object at 0x00000000035B3BC0>
+tuple(ff)
+((76, 'Коломейцев'), (85, 'Степанов'), (94, 'Дюрр'), (103, 'Козловский'))
+ff[1]
+Traceback (most recent call last):
+  File "<pyshell#12>", line 1, in <module>
+    ff[1]
+TypeError: 'zip' object is not subscriptable
+
+```
+
+Длина результирующего объекта равна длине самого короткого объекта из списка аргументов, переданных функции.
+
+### 2.4. Функция вычисляющая значения выражения, корректно записанного на языке Python и представленного в виде символьной строки eval().
+
+```py
+fff=float(input('коэффициент усиления=')); dan=eval('5*fff-156')
+коэффициент усиления=52
+dan
+104.0
+```
+### 2.5. Похожая на eval() функция чтения и выполнения объекта-аргумента функции exec(). 
+```py
+exec(input('введите инструкции:'))
+   введите инструкции:perem=-123.456;gg=round(abs(perem)+98,3)
+gg
+   221.456
+type(gg)
+   <class 'float'>
+```
+### 2.6. Самостоятельное изучение математических функций
+```py
+abs(-52) # Получение модуля числа
+   52
+pow(52, 2) # Возведение числа в степень
+   2704
+max(-100, 5, 7.53, 52) # Максимальное числоиз последовательности
+   52
+min(-100, 5, 7.53, 52) # Минимальное числоиз последовательности
+   1
+sum([-100, 5, 7.53, 52]) # Суммирование элементов последовательности
+-35.47
+
+divmod(52, 4)
+(13, 0) # Получение кортежа с двумя элементами: результатом целочисленного деления и деления с остатком
+len([-100, 5, 7.53, 52]) # Длина
+4
+def power(x):
+    return x ** 5.2
+
+map(power, [-100, 5, 7.53, 52])
+<map object at 0x0000000003FDEB00>
+list(map(power, [-100, 5, 7.53, 52]))
+[(-20321588110.31095-14764497998.748983j), 4311.655192066298, 36252.159010564086, 837948613.8879423]
+```
+## 3. Изучение функций из стандартного модуля math.
+```py
+import math
+dir(math)
+   ['__doc__', '__loader__', '__name__','__package__', '__spec__', 'acos','acosh', 'asin', 'asinh', 'atan','atan2', 'atanh', 'cbrt', 'ceil', 'comb','copysign', 'cos', 'cosh', 'degrees','dist', 'e', 'erf', 'erfc', 'exp','exp2', 'expm1', 'fabs', 'factorial','floor', 'fmod', 'frexp', 'fsum','gamma', 'gcd', 'hypot', 'inf','isclose', 'isfinite', 'isinf', 'isnan','isqrt', 'lcm', 'ldexp', 'lgamma', 'log','log10', 'log1p', 'log2', 'modf', 'nan','nextafter', 'perm', 'pi', 'pow', 'prod','radians', 'remainder', 'sin', 'sinh','sqrt', 'tan', 'tanh', 'tau', 'trunc','ulp']
+help(math.factorial)
+   Help on built-in function factorial inmodule math:
+   factorial(n, /)
+       Find n!.
+   
+       Raise a ValueError if x is negativeor non-integral.
+math.factorial(5) # Расчет  факториала числа
+   120
+math.sin(math.pi / 6) # Расчет синуса числа
+   0.49999999999999994
+math.acos(0.5) * 180 / math.pi # Расчет арккосинуса числа
+   60.00000000000001
+math.degrees(math.pi / 6) # Перевод угла врадианах в градусы
+   29.999999999999996
+math.radians(60) # Перевод угла в градусах в радианы
+   1.0471975511965976
+math.exp(2) # Возведение e вопределенную степень
+   7.38905609893065
+math.log(8, 2) # Вычисление логарифма сопределенным основанием
+   3.0
+math.log10(1000) # Вычисление десятичногологарифма
+   3.0
+math.sqrt(52)
+7.211102550927978
+math.ceil(4.25) # Округление в большуюсторону
+   5
+math.floor(4.25) # Округление в меньшуюсторону
+   4
+```
+Вычислим значение функции с помощью библиотеки math:
+
+```py
+ math.sin(2 * math.pi / 7 + math.exp(0.23))
+    0.8334902641414562
+```
+
+## 4. Изучение функций из модуля cmath.
+
+```py
+ import cmath
+ dir(cmath)
+    ['__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'acos', 'acosh', 'asin', 'asinh', 'atan', 'atanh', 'cos', 'cosh', 'e', 'exp', 'inf', 'infj', 'isclose', 'isfinite', 'isinf', 'isnan', 'log', 'log10', 'nan', 'nanj', 'phase', 'pi', 'polar', 'rect', 'sin', 'sinh', 'sqrt', 'tan', 'tanh', 'tau']
+ cmath.sqrt(1.2 - 0.5j) # Вычисление квадратного корня из комплексного числа
+    (1.118033988749895-0.22360679774997896j)
+ cmath.phase(1 - 0.5j) # Вычисление фазы комплексного числа
+    -0.4636476090008061
+```
+## 5. Изучение стандартного модуля random.
+
+```py
+ import random
+ dir(random)
+['BPF', 'LOG4', 'NV_MAGICCONST', 'RECIP_BPF', 'Random', 'SG_MAGICCONST', 'SystemRandom', 'TWOPI', '_ONE', '_Sequence', '_Set', '__all__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', '_accumulate', '_acos', '_bisect', '_ceil', '_cos', '_e', '_exp', '_floor', '_index', '_inst', '_isfinite', '_log', '_os', '_pi', '_random', '_repeat', '_sha512', '_sin', '_sqrt', '_test', '_test_generator', '_urandom', '_warn', 'betavariate', 'choice', 'choices', 'expovariate', 'gammavariate', 'gauss', 'getrandbits', 'getstate', 'lognormvariate', 'normalvariate', 'paretovariate', 'randbytes', 'randint', 'random', 'randrange', 'sample', 'seed', 'setstate', 'shuffle', 'triangular', 'uniform', 'vonmisesvariate', 'weibullvariate']
+
+ help(random.seed)
+    Help on method seed in module random:
+
+    seed(a=None, version=2) method of random.Random instance
+        Initialize internal state from a seed.
+    
+        The only supported seed types are None, int, float,
+        str, bytes, and bytearray.
+    
+        None or no argument seeds from current time or from an operating
+        system specific randomness source if available.
+    
+        If *a* is an int, all bits are used.
+    
+        For version 2 (the default), all of the bits are used if *a* is a str,
+        bytes, or bytearray.  For version 1 (provided for reproducing random
+        sequences from older versions of Python), the algorithm for str and
+        bytes generates a narrower range of seeds.
+ random.seed() # Задает случайное начальное состояние для псевдослучайных чисел (как сид в майнкрафте)
+ random.random() # Равномерно распределенное случайное число
+    0.9783548583709967
+random.uniform(1,2) # Равномерно распределенное случайное число
+1.0545226550104574
+random.randint(1,10) # Случайное целое число
+9
+random.gauss(5,0.5)
+ # Нормально распределенное случайное число
+3.8139508431163205
+random.choice(["samsing","iphone","xiaomi"])
+'xiaomi'
+phones = ["samsing", "iphone", "xiaomi"]
+random.shuffle(phones)
+phones
+['iphone', 'xiaomi', 'samsing']
+random.sample(phones, 2)
+['samsing', 'xiaomi']
+random.betavariate(1, 2) # Случайное число сбета-распределением
+   0.5112342600587575
+random.gammavariate(1, 2) # Случайное числос гамма-распределением
+   0.2940579511803219
+```
+Создал список с 4 случайными значениями, подчиняющимися равномерному, нормальному, бета и гамма - рапределениям соответственно:
+```py
+[random.uniform(1, 5), random.gauss(2, 1), random.betavariate(1, 2), random.gammavariate(1, 2)]
+[2.751759380433057, 2.241357728072516, 0.2615781219761255, 1.9620856099384534]
+```
+## 6. Изучение функций из модуля time.
+```py
+ import time
+ dir(time)
+    ['_STRUCT_TM_ITEMS', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'altzone', 'asctime', 'ctime', 'daylight', 'get_clock_info', 'gmtime', 'localtime', 'mktime', 'monotonic', 'monotonic_ns', 'perf_counter', 'perf_counter_ns', 'process_time', 'process_time_ns', 'sleep', 'strftime', 'strptime', 'struct_time', 'thread_time', 'thread_time_ns', 'time', 'time_ns', 'timezone', 'tzname']
+c1 = time.time() # Время в секундах, прошедшеес  01.01.1970
+c1
+   1760875216.8018625
+c2 = time.time()-c1 # Получение времени соввода предыдущей команды
+c2
+    23.937947511672974
+dat = time.gmtime()
+dat
+time.struct_time(tm_year=2025, tm_mon=10, tm_mday=19, tm_hour=12, tm_min=0, tm_sec=57, tm_wday=6, tm_yday=292, tm_isdst=0)
+dat.tm_mon # Получение текущего месяца
+    10
+dat.tm_hour # Получение текущего часа
+    12
+datLocal = time.localtime() # Получение полной информации о текущем "местном" времени
+datLocal
+time.struct_time(tm_year=2025, tm_mon=10, tm_mday=19, tm_hour=15, tm_min=1, tm_sec=36, tm_wday=6, tm_yday=292, tm_isdst=0)
+
+ time.asctime(datLocal) # Преобразование представления времени из кортежа в строку
+    'Sun Oct 19 15:01:36 2025'
+ time.ctime(c1) # Преобразование времени в секундах, прошедшего с начала эпохи, в строку
+    'Sun Oct 19 15:00:16 2025'
+ time.sleep(10) # Прерывание работы программы на заданное количество секунд
+ time.mktime(datLocal) # Преобразование времени из кортежа или структуры в число секунд с начала эпохи
+    1760875296.0
+```
+## 7. Графические функции.
+```py
+ import pylab
+ x=list(range(-3,55,4))
+ t=list(range(15))
+ pylab.plot(t,x)  #Создание графика в оперативной памяти
+    [<matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001BA5FA0BFD0>]
+ pylab.title('Первый график') # Добавление названия графика
+    Text(0.5, 1.0, 'Первый график')
+ pylab.xlabel('время') # Добавление названия оси абсцисс
+    Text(0.5, 0, 'время')
+ pylab.ylabel('сигнал') # Добавление названия оси ординат
+    Text(0, 0.5, 'сигнал')
+ pylab.show() #Отображение графика на экране
+```
+
+![alt text](pictures/{39A2FC52-D033-47D6-AE7A-2C18DFB8849C}.png)
+
+На одном рисунке можно отобразить несколько графиков:
+
+```py
+X1=[12,6,8,10,7]
+
+X2=[5,7,9,11,13]
+
+pylab.plot(X1)
+pylab.plot(X2)
+pylab.show()
+
+```
+
+![alt text](pictures/{B16269AB-FF3F-4D96-AFB1-CF5AF8E3C145}.png)
+
+Также данный модуль дает возможность строить круговые и столбиковые диаграммы и гистограммы.
+```py
+ region=['Центр','Урал','Сибирь','Юг']  #Метки для диаграммы
+ naselen=[65,12,23,17]  # Значения для диаграммы
+ pylab.pie(naselen,labels=region) #Создание диаграммы в памяти
+    ([<matplotlib.patches.Wedge object at 0x000001BA60C673D0>, <matplotlib.patches.Wedge object at 0x000001BA60D255D0>, <matplotlib.patches.Wedge object at 0x000001BA60D40410>, <matplotlib.patches.Wedge object at 0x000001BA60D41950>], [Text(-0.191013134139045, 1.0832885038559115, 'Центр'), Text(-0.861328292412156, -0.6841882582231001, 'Урал'), Text(0.04429273995539947, -1.0991078896938387, 'Сибирь'), Text(0.9873750693480946, -0.48486129194837324, 'Юг')])
+ pylab.show()  #Отображение диаграммы
+```
+
+![alt text](pictures/{DE7F74DD-ADCD-4FD3-B072-0FE157B24F01}.png)
+
+```py
+pylab.hist([5, 7, 8, 5, 5, 6, 6, 7, 7, 8, 9, 5], bins=4)
+pylab.show()
+```
+
+![alt text](pictures/image.png)
+
+```py
+cities = ['Москва', 'СПб', 'Казань', 'Сочи']
+population = [12.5, 5.4, 1.3, 0.4]
+pylab.bar(cities, population)
+<BarContainer object of 4 artists>
+pylab.show()
+```
+![alt text](pictures/image-1.png)
+
+## 8. Статистические функции из модуля statistics.
+
+```py
+ import statistics
+ dir(statistics)
+    ['Counter', 'Decimal', 'Fraction', 'LinearRegression', 'NormalDist', 'StatisticsError', '_SQRT2', '__all__', '__annotations__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', '_coerce', '_convert', '_decimal_sqrt_of_frac', '_exact_ratio', '_fail_neg', '_float_sqrt_of_frac', '_integer_sqrt_of_frac_rto', '_isfinite', '_mean_stdev', '_normal_dist_inv_cdf', '_sqrt_bit_width', '_ss', '_sum', 'bisect_left', 'bisect_right', 'correlation', 'covariance', 'defaultdict', 'erf', 'exp', 'fabs', 'fmean', 'fsum', 'geometric_mean', 'groupby', 'harmonic_mean', 'hypot', 'linear_regression', 'log', 'math', 'mean', 'median', 'median_grouped', 'median_high', 'median_low', 'mode', 'mul', 'multimode', 'namedtuple', 'numbers', 'pstdev', 'pvariance', 'quantiles', 'random', 'reduce', 'repeat', 'sqrt', 'stdev', 'sys', 'tau', 'variance']
+ statistics.mean([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]) # Вычисление среднего
+    5
+ statistics.stdev([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]) # Вычисление среднеквадратичного отклонения
+    2.7386127875258306
+ statistics.median([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8])  # Вычисление медианы
+    4.5
+```
+## 9. Завершение работы со средой.
+Закончил сеанс работы с IDLE.