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.
388 строки
15 KiB
Markdown
388 строки
15 KiB
Markdown
# Отчет по теме 8
|
|
|
|
Коломейцев Дмитрий, А-02-23
|
|
|
|
## Модули и структурирование программы
|
|
|
|
### 1. Установка рабочего каталога. Создание рабочего протокола.
|
|
|
|
В оболочке IDLE установил актуальный рабочий каталог, а затем в нём создал рабочий протокол.
|
|
|
|
|
|
|
|
### 2. Создание и использование модулей в среде Python.
|
|
|
|
Модулем в среде Python называется любая часть программного кода на этом языке, записанная в отдельном файле. В языке Python модули также являются объектами класса module.
|
|
|
|
Для дальнейшей работы с многомодульными программами были подключены ещё два важных модуля: sys и importlib. Также была проверена корректность установки рабочего каталога.
|
|
|
|
```py
|
|
>>> import sys, importlib
|
|
>>> os.getcwd()
|
|
'/home/s0ba4/mpei/python-labs/TEMA8'
|
|
```
|
|
|
|
#### 2.1. Запуск модуля на выполнение через __import__.
|
|
|
|
С помощью текстового редактора оболочки __IDLE__ в текущем рабочем каталоге был создан файл __Mod1.py__, содержимое которого представлено ниже.
|
|
|
|
|
|
|
|
Созданный модуль был запущен с помощью инструкции __import__:
|
|
|
|
```py
|
|
>>> import Mod1
|
|
Mod1: Введите значение = 5
|
|
Mod1: Значение perm1 = 5
|
|
>>> type(Mod1) # Определение класса модуля
|
|
<class 'module'>
|
|
>>> dir(Mod1) # Получение списка атрибутов модуля
|
|
['__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'perm1']
|
|
>>> Mod1.perm1 # Обращение к переменной perm из модуля Mod1
|
|
'5'
|
|
```
|
|
|
|
Повторный запуск модуля с помощью __import__ не происходит, однако при использовании функции __reload__ из импортированного ранее модуля __importlib__ всё работает как надо:
|
|
|
|
```py
|
|
>>> import Mod1 # Ничего не происходит
|
|
>>> importlib.reload(Mod1)
|
|
Mod1:Введите значение = 5
|
|
Mod1:Значение perm1= 5
|
|
<module 'Mod1' from '/home/s0ba4/mpei/python-labs/TEMA8/Mod1.py'>
|
|
>>> Mod1.perm1
|
|
'3'
|
|
```
|
|
|
|
#### 2.2. Обнаружение импортированных модулей.
|
|
|
|
Импортированные модули заносятся в словарь - значение атрибута __sys.modules__, поэтому их можно увидеть с помощью инструкции __keys()__.
|
|
```py
|
|
>>> print(sorted(sys.modules.keys()))
|
|
['Mod1', '__future__', '__main__', '_abc', '_ast', '_bisect', '_bz2', '_codecs', '_collections', '_collections_abc', ...., 'xml.parsers.expat.errors', 'xml.parsers.expat.model', 'zipimport', 'zlib']
|
|
```
|
|
|
|
Для обеспечения возможности повторного импорта модуля, его нужно удалить из словаря с помощью метода __pop()__:
|
|
|
|
```py
|
|
>>> sys.modules.pop("Mod1")
|
|
<module 'Mod1' from '/home/s0ba4/mpei/python-labs/TEMA8/Mod1.py'>
|
|
>>> print(sorted(sys.modules.keys()))
|
|
['__future__', '__main__', '_abc', '_ast', '_bisect', '_bz2', '_codecs', '_collections', '_collections_abc', ...., 'xml.parsers.expat.errors', 'xml.parsers.expat.model', 'zipimport', 'zlib']
|
|
>>> import Mod1
|
|
Mod1: Введите значение = 123
|
|
Mod1: Значение perm1 = 123
|
|
>>> sys.modules.pop("Mod1")
|
|
<module 'Mod1' from '/home/s0ba4/mpei/python-labs/TEMA8/Mod1.py'>
|
|
```
|
|
|
|
#### 2.3. Запуск модуля на выполнение с помощью __exec()__.
|
|
|
|
Запуск модуля на выполнение может проводиться и с помощью инструкции __exec()__, однако объект-модуль при этом не создается, а всё созданные при выполнении модуля объекты становятся объектами главной программы.
|
|
|
|
```py
|
|
exec(open("Mod1.py").read())
|
|
Mod1:Введите значение = 52
|
|
Mod1:Значение perm1= 52
|
|
perm1
|
|
'52'
|
|
exec(open("Mod1.py").read())
|
|
Mod1:Введите значение = 1337
|
|
Mod1:Значение perm1= 1337
|
|
perm1
|
|
'1337'
|
|
exec(open("Mod1.py").read())
|
|
Mod1:Введите значение = 3295297524.423452345234.523452345dffd
|
|
Mod1:Значение perm1= 3295297524.423452345234.523452345dffd
|
|
perm1
|
|
'3295297524.423452345234.523452345dffd'
|
|
```
|
|
|
|
#### 2.4. Использование инструкции __from ... import ...__.
|
|
|
|
В одном модуле может содержаться несколько программных единиц, поэтому иногда бывает целесообразней осуществлять не импорт модуля целиком, а только некоторой его части. Это можно сделать с помощью следующей конструкции: <br>
|
|
__from <Имя модуля> import <Имя объектов для импорта>__
|
|
|
|
```py
|
|
>>> from Mod1 import perm1
|
|
Mod1: Введите значение = 123
|
|
Mod1: Значение perm1 = 123
|
|
>>> dir()
|
|
['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', '__warningregistry__', 'importlib', 'os', 'perm1', 'sys']
|
|
>>> "Mod1" in dir() # Модуль Mod1 не появился в памяти
|
|
False
|
|
>>> perm1 # Переменная модуля стала переменной главной программы с введенным значением
|
|
'123'
|
|
```
|
|
|
|
Был создан еще один модуль __Mod2.py__:
|
|
|
|
|
|
|
|
С помощью изученного метода импортирования частей модуля, была импортирована функция __beta__ модуля __Mod2.py__, а затем проверено её наличие и наличие самого модуля в памяти.
|
|
|
|
```py
|
|
>>> from Mod2 import beta
|
|
>>> g = beta(2)
|
|
****BETA****
|
|
>>> g
|
|
535.4916555247646
|
|
>>> dir()
|
|
['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', '__warningregistry__', 'beta', 'g', 'importlib', 'os', 'perm1', 'sys']
|
|
>>> "Mod2" in dir()
|
|
False
|
|
>>> alpha() # Функци alpha не была импортирована, поэтому к ней нельзя обратиться
|
|
Traceback (most recent call last):
|
|
File "<pyshell#48>", line 1, in <module>
|
|
alpha()
|
|
NameError: name 'alpha' is not defined
|
|
```
|
|
|
|
Импортировать части модуля можно с заданными им псевдонимами, по которым можно в дальнейшем к ним обращаться:
|
|
|
|
```py
|
|
>>> from Mod2 import alpha as al
|
|
>>> al()
|
|
****ALPHA****
|
|
Значение t = 1000
|
|
'1000'
|
|
>>> del al, beta
|
|
>>> from Mod2 import alpha as al, beta as bt
|
|
>>> del al, bt
|
|
>>> from Mod2 import *
|
|
>>> tt = alpha()
|
|
****ALPHA****
|
|
Значение t = 0.12
|
|
>>> uu = beta(float(tt))
|
|
****BETA****
|
|
>>> uu
|
|
1.4578913609506803
|
|
```
|
|
|
|
### 3. Создание многомодульных программ.
|
|
|
|
#### 3.1. Пример простой многомодульной программы.
|
|
|
|
Создан еще один модуль __Mod0.py__, содержащий программу, вызывающую ранее созданные модули __Mod1.py__ и __Mod2.py__.
|
|
|
|
|
|
|
|
Теперь программа состоит из нескольких модулей, которые работают вместе:
|
|
|
|
```py
|
|
>>> sys.modules.pop("Mod1")
|
|
<module 'Mod1' from '/home/s0ba4/mpei/python-labs/TEMA8/Mod1.py'>
|
|
>>> sys.modules.pop("Mod2")
|
|
<module 'Mod2' from '/home/s0ba4/mpei/python-labs/TEMA8/Mod2.py'>
|
|
>>> import Mod0
|
|
perm1 = 5
|
|
****ALPHA****
|
|
Значение t = 52
|
|
tt = 52
|
|
****BETA****
|
|
qq = 8.862788791286627e+70
|
|
>>> Mod0.tt; Mod0.qq; Mod0.Mod1.perm1
|
|
'52'
|
|
8.862788791286627e+70
|
|
'5'
|
|
```
|
|
|
|
#### 3.2. Создание многомодульной программы на примере функций из Темы 7.
|
|
|
|
Еще одним примером многомодульной программы может послужить реализованная в Теме 7 модель системы, состоящей из реального двигателя, тахогенератора и звена типа "Зона нечувствительности".
|
|
|
|
Все функции, описывающие работу устройств определены в модуль __MM1.py__:
|
|
|
|
|
|
|
|
Функции, обеспечивающие ввод параметров, формирование входного сигнала и реализацию модели расчета выходного сигнала, записаны в модуль __MM2.py__:
|
|
|
|
|
|
|
|
Наконец, главная программа, запускающая на выполнение остальные модули и выводящая полученный результат, записана в модуль __MM0.py__:
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример работы такой многомодульной программы:
|
|
|
|
```py
|
|
>>> import MM0
|
|
k1, T, k2, Xm, A, F, N = 6, 5, 3, 6, 4, 52, 25
|
|
y = [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, -1.9291370981109637, 0.13848804176909013, 13.773276599801669, -20.0742209249815, -37.123925111537424, 87.28337537839631, 71.75055146715692, -291.6798616834719, -74.07241570986423, 865.8067910312374, -174.03948221659053, -2355.7884307777927, 1593.9444577623474, 5875.070618240176, -7209.234247700489, -13141.442258853853, 26326.31674573709, 24651.970202679335]
|
|
```
|
|
|
|
#### 3.3. Области действия объектов в модулях.
|
|
|
|
Объекты в модулях обладают определенными зонами действия, что будет рассматриваться в последующих примерах.
|
|
|
|
__Пример 1:__
|
|
|
|
Обращение изнутри одной функции к другой в рамках одного модуля:
|
|
|
|
```py
|
|
def alpha():
|
|
print("****ALPHA****")
|
|
print("Вызов функции beta из функции alpha:", beta(0))
|
|
t = input("Значение t = ")
|
|
return t
|
|
```
|
|
|
|
```py
|
|
>>> import Mod2
|
|
>>> Mod2.alpha()
|
|
****ALPHA****
|
|
****BETA****
|
|
Вызов функции beta из функции alpha: 1.0
|
|
Значение t = 123
|
|
'123'
|
|
```
|
|
|
|
Аналогичный пример для второй функции:
|
|
|
|
```py
|
|
def beta(q):
|
|
print("****BETA****")
|
|
print("Вызов функции alpha из функции beta:", alpha())
|
|
import math
|
|
expi = q * math.pi
|
|
return math.exp(expi)
|
|
```
|
|
|
|
```py
|
|
>>> import Mod2
|
|
>>> Mod2.beta(4)
|
|
****BETA****
|
|
****ALPHA****
|
|
Значение t = 5
|
|
Вызов функции alpha из функции beta: 5
|
|
286751.31313665316
|
|
```
|
|
|
|
__Пример 2:__
|
|
|
|
Отображение во внешнем модуле объектов внутреннего модуля:
|
|
|
|
```py
|
|
# 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)
|
|
print("t =", t)
|
|
print("expi =", expi)
|
|
```
|
|
|
|
```py
|
|
>>> import Mod0
|
|
Mod1: Введите значение = 1
|
|
Mod1: Значение perm1 = 1
|
|
perm1 = 1
|
|
****ALPHA****
|
|
Значение t = 2
|
|
tt = 2
|
|
****BETA****
|
|
qq = 535.4916555247646
|
|
Traceback (most recent call last):
|
|
File "<pyshell#106>", line 1, in <module>
|
|
import Mod0
|
|
File "/home/s0ba4/mpei/python-labs/TEMA8/Mod0.py", line 10, in <module>
|
|
print("t =", t, " expi =", expi)
|
|
NameError: name 't' is not defined. Did you mean: 'tt'?
|
|
```
|
|
|
|
При закомментировании обращения к переменной __t__, всё равно будет ошибка, так как переменная __expi__ также определена в другом модуле и напрямую доступа к ней нет.
|
|
|
|
```py
|
|
>>> import Mod0
|
|
Mod1: Введите значение = 1
|
|
Mod1: Значение perm1 = 1
|
|
perm1 = 1
|
|
****ALPHA****
|
|
Значение t = 2
|
|
tt = 2
|
|
****BETA****
|
|
qq = 535.4916555247646
|
|
Traceback (most recent call last):
|
|
File "<pyshell#111>", line 1, in <module>
|
|
import Mod0
|
|
File "/home/s0ba4/mpei/python-labs/TEMA8/Mod0.py", line 11, in <module>
|
|
print("expi =", expi)
|
|
NameError: name 'expi' is not defined
|
|
```
|
|
|
|
__Пример 3:__
|
|
|
|
Изменение значений объектов внутреннего модуля во внешнем модуле:
|
|
|
|
```py
|
|
# 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)
|
|
Mod1.perm1 *= 3
|
|
print("perm1 * 3 =", Mod1.perm1)
|
|
```
|
|
|
|
Данный код будет работать, так как обращение к перменной __perm1__ происходит не напрямую, а с указанием родительского модуля - __Mod1__.
|
|
|
|
```py
|
|
>>> import Mod0
|
|
Mod1: Введите значение = 1
|
|
Mod1: Значение perm1 = 1
|
|
perm1 = 1
|
|
****ALPHA****
|
|
Значение t = 2
|
|
tt = 2
|
|
****BETA****
|
|
qq = 535.4916555247646
|
|
perm1 * 3 = 111 #
|
|
```
|
|
|
|
__Пример 4:__
|
|
|
|
Изменение значений объектов модуля из командной строки:
|
|
|
|
```py
|
|
>>> import Mod0
|
|
Mod1: Введите значение = 3
|
|
Mod1: Значение perm1 = 3
|
|
perm1 = 3
|
|
****ALPHA****
|
|
Значение t = 2
|
|
tt = 2
|
|
****BETA****
|
|
qq = 535.4916555247646
|
|
>>> perm1 *= 2
|
|
Traceback (most recent call last):
|
|
File "<pyshell#121>", line 1, in <module>
|
|
perm1 *= 2
|
|
NameError: name 'perm1' is not defined
|
|
>>> tt *= 2
|
|
Traceback (most recent call last):
|
|
File "<pyshell#122>", line 1, in <module>
|
|
tt *= 2
|
|
NameError: name 'tt' is not defined
|
|
>>> qq *= 2
|
|
Traceback (most recent call last):
|
|
File "<pyshell#123>", line 1, in <module>
|
|
qq *= 2
|
|
NameError: name 'qq' is not defined
|
|
```
|
|
|
|
__Вывод:__
|
|
|
|
Объекты, определённые внутри модуля, принадлежат его внутренней области видимости, поэтому к ним можно обращаться напрямую только внутри самого модуля. Во внешних программах доступ к таким переменным возможен только через указание имени модуля, то есть родителя.
|
|
|
|
### 4. Завершение работы со средой.
|
|
|
|
Сохранил файлы отчета в своем рабочем каталоге и закончил сеанс работы с IDLE.
|