python-labs/TEMA8/report.md

Тема 8. Модули и структурирование программы

Выполнил: Корнеев М.А.

1. Импорт библиотек

>>> import os
>>> os.chdir("/Users/maksimkorneev/desktop/Лабы/ПОАС/python-labs/Tema8")
>>> import sys, importlib

2. Создание и использование модулей в среде Python.

2.1. Запуск модуля на выполнение путем его импорта.

Файл mod1.py содержит команды:

perm1 = input('Mod1: Введите значение = ')
print('Mod1: Значение perm1 = ', perm1)

Вызов файла как импортируемого модуля:

>>> import mod1
Mod1: Введите значение = 5
Mod1: Значение perm1 = 5
>>> mod1.perm1
'5'
>>> import mod1
>>> import mod1

>>> importlib.reload(mod1)
Mod1: Введите значение = 6
Mod1: Значение perm1 =  6
>>> mod1.perm1
'6'

2.2. Словарь импортированных модулей

>>> print(sorted(sys.modules.keys()))
['__future__', '__main__', '_abc', '_ast', '_bisect', '_bz2', '_codecs', '_collections', '_collections_abc', '_colorize', '_compat_pickle', '_compression', '_datetime', '_frozen_importlib', '_frozen_importlib_external', '_functools', '_heapq', '_imp', '_io', '_lzma', '_opcode', '_opcode_metadata', '_operator', '_pickle', '_pyrepl', '_pyrepl.pager', '_queue', '_random', '_signal', '_sitebuiltins', '_socket', '_sre', '_stat', '_string', '_struct', '_sysconfig', '_thread', '_tkinter', '_tokenize', '_typing', '_warnings', '_weakref', '_weakrefset', '_winapi', '_wmi', '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', 'ipaddress', 'itertools', 'keyword', 'linecache', 'lzma', 'marshal', 'math', 'mod1', 'nt', 'ntpath', 'opcode', 'operator', 'os', 'os.path', 'pickle', 'pkgutil', 'platform', 'plistlib', 'posixpath', 'pydoc', 'pyexpat', 'pyexpat.errors', 'pyexpat.model', 'queue', 'random', 're', 're._casefix', 're._compiler', 're._constants', 're._parser', 'reprlib', 'select', 'selectors', 'shlex', 'shutil', 'site', 'socket', 'socketserver', 'stat', 'string', 'struct', 'sys', 'sysconfig', 'tempfile', 'textwrap', 'threading', 'time', 'tkinter', 'tkinter.constants', 'token', 'tokenize', 'traceback', 'types', 'typing', 'urllib', 'urllib.parse', 'warnings', 'weakref', 'winreg', 'xml', 'xml.parsers', 'xml.parsers.expat', 'xml.parsers.expat.errors', 'xml.parsers.expat.model', 'zipimport', 'zlib']

>>> sys.modules.pop('mod1')

>>> print(sorted(sys.modules.keys()))
['__future__', '__main__', '_abc', '_ast', '_bisect', '_bz2', '_codecs', '_collections', '_collections_abc', '_colorize', '_compat_pickle', '_compression', '_datetime', '_frozen_importlib', '_frozen_importlib_external', '_functools', '_heapq', '_imp', '_io', '_lzma', '_opcode', '_opcode_metadata', '_operator', '_pickle', '_pyrepl', '_pyrepl.pager', '_queue', '_random', '_signal', '_sitebuiltins', '_socket', '_sre', '_stat', '_string', '_struct', '_sysconfig', '_thread', '_tkinter', '_tokenize', '_typing', '_warnings', '_weakref', '_weakrefset', '_winapi', '_wmi', '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', 'ipaddress', 'itertools', 'keyword', 'linecache', 'lzma', 'marshal', 'math', 'nt', 'ntpath', 'opcode', 'operator', 'os', 'os.path', 'pickle', 'pkgutil', 'platform', 'plistlib', 'posixpath', 'pydoc', 'pyexpat', 'pyexpat.errors', 'pyexpat.model', 'queue', 'random', 're', 're._casefix', 're._compiler', 're._constants', 're._parser', 'reprlib', 'select', 'selectors', 'shlex', 'shutil', 'site', 'socket', 'socketserver', 'stat', 'string', 'struct', 'sys', 'sysconfig', 'tempfile', 'textwrap', 'threading', 'time', 'tkinter', 'tkinter.constants', 'token', 'tokenize', 'traceback', 'types', 'typing', '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 = 9
Mod1: Значение perm1 = 9
>>> mod1.perm1
'9'

2.3. Запуск модуля на выполнение с помощью функции exec().

>>> exec(open('mod1.py').read())
Mod1: Введите значение = 7
Mod1: Значение perm1 = 7
>>> perm1
'7'
>>> exec(open('mod1.py').read())
Mod1: Введите значение = 99
Mod1: Значение perm1 =  99
>>> perm1
'99'
>>> exec(open('mod1.py').read())
Mod1: Введите значение = 40
Mod1: Значение perm1 =  40
>>> perm1
'40'

2.4. Использование инструкции from … import …

Пример 1.

>>> sys.modules.pop('mod1')
>>> print(sorted(sys.modules.keys()))
['__future__', '__main__', '_abc', '_ast', '_bisect', '_bz2', '_codecs', '_collections', '_collections_abc', '_colorize', '_compat_pickle', '_compression', '_datetime', '_frozen_importlib', '_frozen_importlib_external', '_functools', '_heapq', '_imp', '_io', '_lzma', '_opcode', '_opcode_metadata', '_operator', '_pickle', '_pyrepl', '_pyrepl.pager', '_queue', '_random', '_signal', '_sitebuiltins', '_socket', '_sre', '_stat', '_string', '_struct', '_sysconfig', '_thread', '_tkinter', '_tokenize', '_typing', '_warnings', '_weakref', '_weakrefset', '_winapi', '_wmi', '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', 'ipaddress', 'itertools', 'keyword', 'linecache', 'lzma', 'marshal', 'math', 'nt', 'ntpath', 'opcode', 'operator', 'os', 'os.path', 'pickle', 'pkgutil', 'platform', 'plistlib', 'posixpath', 'pydoc', 'pyexpat', 'pyexpat.errors', 'pyexpat.model', 'queue', 'random', 're', 're._casefix', 're._compiler', 're._constants', 're._parser', 'reprlib', 'select', 'selectors', 'shlex', 'shutil', 'site', 'socket', 'socketserver', 'stat', 'string', 'struct', 'sys', 'sysconfig', 'tempfile', 'textwrap', 'threading', 'time', 'tkinter', 'tkinter.constants', 'token', 'tokenize', 'traceback', 'types', 'typing', 'urllib', 'urllib.parse', 'warnings', 'weakref', 'winreg', 'xml', 'xml.parsers', 'xml.parsers.expat', 'xml.parsers.expat.errors', 'xml.parsers.expat.model', 'zipimport', 'zlib']

>>> from mod1 import perm1
Mod1: Введите значение = 89
Mod1: Значение perm1 =  89

>>> print(sorted(sys.modules.keys()))
['__future__', '__main__', '_abc', '_ast', '_bisect', '_bz2', '_codecs', '_collections', '_collections_abc', '_colorize', '_compat_pickle', '_compression', '_datetime', '_frozen_importlib', '_frozen_importlib_external', '_functools', '_heapq', '_imp', '_io', '_lzma', '_opcode', '_opcode_metadata', '_operator', '_pickle', '_pyrepl', '_pyrepl.pager', '_queue', '_random', '_signal', '_sitebuiltins', '_socket', '_sre', '_stat', '_string', '_struct', '_sysconfig', '_thread', '_tkinter', '_tokenize', '_typing', '_warnings', '_weakref', '_weakrefset', '_winapi', '_wmi', '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', 'ipaddress', 'itertools', 'keyword', 'linecache', 'lzma', 'marshal', 'math', 'mod1', 'nt', 'ntpath', 'opcode', 'operator', 'os', 'os.path', 'pickle', 'pkgutil', 'platform', 'plistlib', 'posixpath', 'pydoc', 'pyexpat', 'pyexpat.errors', 'pyexpat.model', 'queue', 'random', 're', 're._casefix', 're._compiler', 're._constants', 're._parser', 'reprlib', 'select', 'selectors', 'shlex', 'shutil', 'site', 'socket', 'socketserver', 'stat', 'string', 'struct', 'sys', 'sysconfig', 'tempfile', 'textwrap', 'threading', 'time', 'tkinter', 'tkinter.constants', 'token', 'tokenize', 'traceback', 'types', 'typing', 'urllib', 'urllib.parse', 'warnings', 'weakref', 'winreg', 'xml', 'xml.parsers', 'xml.parsers.expat', 'xml.parsers.expat.errors', 'xml.parsers.expat.model', 'zipimport', 'zlib']

>>> perm1
'89' 

Пример 2.

>>> from mod2 import beta
>>> g = beta(2)
>>> g
535.4916555247646

>>> print(sorted(sys.modules.keys()))
['__future__', '__main__', '_abc', '_ast', '_bisect', '_bz2', '_codecs', '_collections', '_collections_abc', '_colorize', '_compat_pickle', '_compression', '_datetime', '_frozen_importlib', '_frozen_importlib_external', '_functools', '_heapq', '_imp', '_io', '_lzma', '_opcode', '_opcode_metadata', '_operator', '_pickle', '_pyrepl', '_pyrepl.pager', '_queue', '_random', '_signal', '_sitebuiltins', '_socket', '_sre', '_stat', '_string', '_struct', '_sysconfig', '_thread', '_tkinter', '_tokenize', '_typing', '_warnings', '_weakref', '_weakrefset', '_winapi', '_wmi', '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', 'ipaddress', 'itertools', 'keyword', 'linecache', 'lzma', 'marshal', 'math', 'mod1', 'mod2', 'nt', 'ntpath', 'opcode', 'operator', 'os', 'os.path', 'pickle', 'pkgutil', 'platform', 'plistlib', 'posixpath', 'pydoc', 'pyexpat', 'pyexpat.errors', 'pyexpat.model', 'queue', 'random', 're', 're._casefix', 're._compiler', 're._constants', 're._parser', 'reprlib', 'select', 'selectors', 'shlex', 'shutil', 'site', 'socket', 'socketserver', 'stat', 'string', 'struct', 'sys', 'sysconfig', 'tempfile', 'textwrap', 'threading', 'time', 'tkinter', 'tkinter.constants', 'token', 'tokenize', 'traceback', 'types', 'typing', 'urllib', 'urllib.parse', 'warnings', 'weakref', 'winreg', 'xml', 'xml.parsers', 'xml.parsers.expat', 'xml.parsers.expat.errors', 'xml.parsers.expat.model', 'zipimport', 'zlib']

>>> from mod2 import alpha as al
>>> al()
****ALPHA****
Значение t=90
'90'
>>> alpha()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'alpha' is not defined

>>> del al, beta
>>> from mod2 import alpha as al, beta as bt

>>> sys.modules.pop('mod2')
>>> sys.modules.pop('mod1')
>>> from mod2 import *
>>> tt = alpha()
****ALPHA****
Значение t=0.13
>>> uu = beta(float(tt))
>>> uu
1.5044194029024176

3. Создание многомодульных программ.

3.1. Пример простой многомодульной программы.

Модуль 0:

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)

>>> import mod0
Mod1: Введите значение = 8
Mod1: Значение perm1 = 8
perm1 =  8
****ALPHA****
Значение t=2
tt =  2
qq =  535.4916555247646

>>> mod0.tt
'2'
>>> mod0.qq
535.4916555247646
>>> mod0.mod1.perm1
'8' 

3.2.

Файл mm0.py:

import mm2
print('y =', mm2.vyhod)

Файл mm1.py:

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):
    if (xtt < gran) and (xtt > (-gran)):
        ytt = 0
    elif xtt >= gran:
        ytt = xtt - gran
    elif xtt <= (-gran):
        ytt = xtt + gran
    return ytt

Файл mm2.py:

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  
	[yi1,yin1] = mod.realdvig(xt1,k1,T,yi1,yin1)
	yi2 = mod.tahogen(yin1,k2,yi2)
	yt = mod.nechus(yin1,Xm)
	vyhod.append(yt)

k1,T,k2,Xm,A,F,N=9,6,4,11,3,0.5,1500
y = [0, 0, ... 0, -70.20177063675057, 0, 257.73311334096866, -677.4095530135962, ... -6.270038281034423e+306, -1.198995988522659e+307]

3.3. Области действия объектов в модулях:

Обращение в функции alpha к функции beta:

def alpha():
    print('****ALPHA****')
    t=input('Значение t=')
    beta(int(t))
    return t

def beta(q):
    import math
    expi=q*math.pi
    return math.exp(expi)

Mod1: Введите значение = 8
Mod1: Значение perm1 =  8
perm1 =  8
****ALPHA****
Значение t=4
tt =  4
qq =  286751.31313665316

def alpha():
    print('****ALPHA****')
    t=input('Значение t=')
    return t

def beta(q):
    import math
    expi = int(alpha())*math.pi
    return math.exp(expi)

Mod1: Введите значение = 8
Mod1: Значение perm1 =  8
perm1 =  8
****ALPHA****
Значение t=4
tt =  4
****ALPHA****
Значение t=4
qq =  286751.31313665316

#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(f't = {al.t}, expi = {beta.expi}')

Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\mapon\OneDrive\Рабочий стол\ПО АС\ТЕМА8\mod0.py", line 9, in <module>
    print(f't = {al.t}, expi = {beta.expi}')
AttributeError: 'function' object has no attribute 't'
Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\mapon\OneDrive\Рабочий стол\ПО АС\ТЕМА8\mod0.py", line 10, in <module>
    print(f't = {al}, expi = {beta.expi}')
                              ^^^^^^^^^
AttributeError: 'function' object has no attribute 'expi'

...
print('Умножено:' , int(mod1.perm1) * 3)
...
Mod1: Введите значение = 4
Mod1: Значение perm1 =  4
perm1 =  4
Умножено: 12

>>> mod1.perm1 * 2
'55'
>>> mod0.tt * 2
'44'
>>> mod0.qq * 2
573502.6262733063