diff --git a/TEMA7/report.md b/TEMA7/report.md new file mode 100644 index 0000000..fc6d396 --- /dev/null +++ b/TEMA7/report.md @@ -0,0 +1,640 @@ +# Отчет по теме 7 + +Криви Анстасия, А-02-23 + +## Создание пользовательских функций + +## 1. Запуск интерактивной оболочки IDLE + +## 2. Создание пользовательской функции + +**Пользовательская функция** – это совокупность инструкций, которая выполняется при обращении к функции из любого места программы. Как и при использовании других языков программирования, в виде функции оформляются инструкции, которые могут многократно потребоваться при выполнении данной программы или могут быть использованы в других программах. + +Аргументы функции – это ссылки на объекты-источники данных, которые используются при её выполнении. + +Возвращаемые данные – это результаты вычисления функции, передаваемые в ту часть программы, из которой была вызвана функция. Функция является объектом класса function. + +-**Создание функции** предполагает выполнение трех операций: +- формирование функции; +- ее сохранение; +- использование. + +В общем виде функция в языке Python представляется так:
+def <Имя функции>([<Список аргументов >]):
+<отступы> """<Комментарий по назначению функции>"""
+<отступы> <Блок инструкций – тело функции>
+<отступы> return <Значение или вычисляемое выражение>
+ +- Именование функций должно производиться по тем же правилам задания +- совокупность латинских букв, цифр, знаков подчеркивания. + +Имя должно начинаться с буквы или знака подчеркивания и не должно совпадать с зарезервированными идентификаторами или ключевыми словами, а также не должно содержать пробелов. Желательно использовать **мнемонические имена**, отражающие назначение функции. Функция считается оконченной, если в очередной строке нет отступов или их число меньше, чем в отступах в функции. Если при выполнении функции будет выполнена инструкция return, то выполнение функции прекращается с возвратом значения, следующего за этой инструкцией. Однако наличие этой инструкции в функции является необязательным. + +### 2.1. Функция без аргументов. + +Функции могут быть без аргументов: + +```py +def uspeh(): + """Подтверждение успеха операции""" #описание работы функции + print('Выполнено успешно!') +uspeh() +Выполнено успешно! + +type(uspeh) #определение класса объекта, пользовательской функции + +``` +Появление имени функции в пространстве имён и вызов инструкции help. +```py +dir() +['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'uspeh'] + +help(uspeh) +Help on function uspeh in module __main__: + +uspeh() + Подтверждение успеха операции +``` +Исходя из вывода после функции help, ясно что комментарий в начале функции выступает в качестве описания её работы. Данная справочная информация о функции должна быть составлена так, чтобы было возможно понять как работать с функцией. + +### 2.2. Функция с аргументами. + +Пример функции и её применение. + +```py +def sravnenie(a,b): + """Сравнение a и b""" + if a>b: + print(a,' больше ',b) + elif a", line 1, in + slozh({"A" : 41, "B" : 542}, {"A" : 354, "D" : 4}, {"D" : 11, "A" : 546}, {"W" : 7, "G" : 809}) + File "", line 3, in slozh + return a1+a2+a3+a4 +TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'dict' and 'dict' + + +slozh({1, 2}, {3, 4}, {5, 6}, {7, 8}) # Сложение множеств +Traceback (most recent call last): + File "", line 1, in + slozh({1, 2}, {3, 4}, {5, 6}, {7, 8}) + File "", line 3, in slozh + return a1+a2+a3+a4 +TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'set' and 'set' +``` + +### 2.5. Функция, реализующая модель некоторого устройства. + +На вход этой функции в текущий момент поступает сигнал х, на выходе получается сигнал y. + +Функция реализует модель устройства, преобразующего вид входного сигнала. +```py +def inerz(x,T,ypred): + """ Модель устройства с памятью: +x- текущее значение вх.сигнала, + T -постоянная времени, + ypred - предыдущее значение выхода устройства""" + y=(x+T*ypred)/(T+1) + return y + + +sps=[0]+[1]*100 +spsy=[] +TT=20 +yy=0 +for xx in sps: + yy=inerz(xx,TT,yy) + spsy.append(yy) + + +yy +0.9923955100021263 +``` +Построение графика зависимости выходной величины от шага. + +```py +pylab.plot(spsy) +[] +pylab.xlabel('шаг') +Text(0.5, 0, 'шаг') +pylab.ylabel('yy - выходной сигнал') +Text(0, 0.5, 'yy - выходной сигнал') +pylab.show() +``` + +![График работы устройства](F1.png) + +## 3. Функции как объекты. + +### 3.1. Атрибуты объекта-функции. + + +```py +dir(inerz) +['__annotations__', '__builtins__', '__call__', '__class__', '__closure__', '__code__', '__defaults__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__get__', '__getattribute__', '__getstate__', '__globals__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__kwdefaults__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__name__', '__ne__', '__new__', '__qualname__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__type_params__'] +inerz.__doc__ # Использование атрибута объекта-функции +'Модель устройства с памятью:\n x - текущее значение вх. сигнала,\n T - постоянная времени,\n ypred - предыдущее значение выхода устройства' + +help(inerz) +Help on function inerz in module __main__: + +inerz(x, T, ypred) + Модель устройства с памятью: + x- текущее значение вх.сигнала, + T -постоянная времени, + ypred - предыдущее значение выхода устройства +``` + +### 3.2. Ссылка на объект-функцию. + +Ссылку на объект-функцию можно присваивать переменным, а затем обращаться к ним как к самой функции: + +```py +fnkt = sravnenie +v = 16 +fnkt(v, 23) +16 меньше 23 +``` + +### 3.3. Альтернативное определение функций. + +```py +typ_fun=8 +if typ_fun==1: + def func(): + print('Функция 1') +else: + def func(): + print('Функция 2') + +func() +Функция 2 +``` + +Определение функции выполняется во время выполнения кода. Так как условие if ложно, интерпретатор доходит только до блока else, и функция переопределяется именно в этой ветке. Исходное определение функции, если бы оно было в блоке if, игнорируется. + +## 4. Аргументы функции. + +### 4.1. Использование фунции в качестве аргумента. + +В качестве аргумента функции может выступать и другая функция: + +```py + def fun_arg(fff,a,b,c): + """fff-имя функции, используемой + в качестве аргумента функции fun_arg""" + return a+fff(c,b) + +zz = fun_arg(logistfun, -3, 1, 0.7) +zz +-2.3318122278318336 +``` + +### 4.2. Обязательные и необязательные аргументы. + +Аргументы функции могут иметь некоторое значение, заданное по умолчанию: + +```py +def logistfun(a,b=1): #Аргумент b – необязательный; значение по умолчанию=1 + """Вычисление логистической функции""" + import math + return b/(1+math.exp(-a)) + +logistfun(0.7) #Вычисление со значением b по умолчанию +0.6681877721681662 +logistfun(0.7,2) #Вычисление с заданным значением b +1.3363755443363323 + +``` + +#### 4.3. Расположение аргументов функции. + +К функции можно обращаться с произвольным расположением аргументов, при этом необходимо указать их имена: + +```py +logistfun(b = 0.5, a = 0.8) #Ссылки на аргументы поменялись местами +0.34498724056380625 + +logistfun(0.8, 0.5) +0.34498724056380625 +``` + +### 4.4. Аргументы функции, содержащиеся в списке или кортеже. + +Аргументы функции могут содержаться в списке или кортеже, в таком случае при их передаче в функцию необходима распаковка с помощью оператора " __*__ ". + +```py +b1234 = [b1, b2, b3, b4] #Список списков из п.2.4 +qq=slozh(*b1234); qq #Перед ссылкой на список или кортеж надо ставить звездочку + [1, 2, -1, -2, 0, 2, -1, -1] +slozh(b1, b2, b3, b4) #аналогично + [1, 2, -1, -2, 0, 2, -1, -1] +``` + +### 4.5. Аргументы функции, содержащиеся в словаре. + +Имена ключей словаря с аргументами не должны совпадать с именами остальных переданных аргументов, иначе произойдет ошибка. + +```py +dic4 = {"a1" : 1, "a2" : 2, "a3" : 3, "a4" : 4} +slozh(**dic4) #Перед ссылкой на словарь надо ставить две звездочки +10 +``` + +### 4.6. Смешанные ссылки. + +Данные способы передачи аргументов в функцию можно комбинировать: + +```py +e1=(-1,6);dd2={'a3':3,'a4':9} +qqqq=slozh(*e1,**dd2); qqqq +12 +``` + +### 4.7. Переменное число аргументов у функции. + +```py +def func4(*kort7): + """Произвольное число аргументов в составе кортежа""" + smm=0 + for elt in kort7: + smm+=elt + return smm + +func4(-1,2) #Обращение к функции с 2 аргументами +1 +func4(-1,2,0,3,6) #Обращение к функции с 5 аргументами +10 +``` +### 4.8. Комбинация аргументов. + +Данные способы передачи аргументов также можно комбинировать: + +```py +def func4(a,b=7,*kort7): #Аргументы: a-позиционный, b- по умолчанию + кортеж + """Кортеж - сборка аргументов - должен быть последним!""" + smm=0 + for elt in kort7: + smm+=elt + return a*smm+b + +func4(-1,2,0,3,6) +-7 +``` +Пример реализации аналогичной функции для произвольного количества аргументов, переданного в виде словаря: + +```py +def func4(a,b=7,*kort7): #Аргументы: a-позиционный, b- по умолчанию + кортеж + """Кортеж - сборка аргументов - должен быть последним!""" + smm=0 + for elt in kort7: + smm+=elt + return a*smm+b +func4(-1, 2, **{"a1" : 0, "a2" : 3, "a3" : 6}) +-7 +``` + +### 4.9. Изменение значений объектов с помощью функций. + +С помощью функций можно изменять значения переменных - объектов изменяемого типа: + +```py +a=90 # Числовой объект – не изменяемый тип +def func3(b): + b=5*b+67 + +func3(a) +a # Числовой объект является неизменяемым +90 + + +sps1 = [1, 2, 3, 4] +def func2(sps): + sps[1] = 99 +func2(sps1) +sps1 # Список - изменяемый объект +[1, 99, 3, 4] + + +kort = (1, 2, 3, 4) +func2(kort) # Кортеж также является неизменяемым + Traceback (most recent call last): + File "", line 1, in + func2(kort) + File "", line 2, in func2 + sps[1] = 99 + TypeError: 'tuple' object does not support item assignment +``` + +## 5. Специальные типы пользовательских функций. + +### 5.1. Анонимные функции. + +Это лямбда-функция - это функции без имени, определяемые по следующей схеме:
+__lambda [<Список аргументов >]: <Возвращаемое значение или выражение>__
+Анонимная функция возвращает ссылку на объект-функцию, которую можно присвоить другому объекту. + +```py +anfun1 = lambda: 1.5 + math.log10(12.23) #Анонимная функция без аргументов +anfun1() +2.5874264570362855 + +anfun2 = lambda a, b: a + math.log10(b) #Анонимная функция с 2 аргументами +anfun2(17, 234) +19.369215857410143 + +anfun3 = lambda a, b = 234: a + math.log10(b) #Функция с необязательным вторым аргументом +anfun3(100) +102.36921585741014 +``` +### 5.2. Функции-генераторы. + +Это функции, использующиеся в итерационных процессах, позволяющие на каждой из итераций получать значение с помощью инструкции yield, приостанавливающей выполнение функции. + +```py +def func5(diap,shag): + """ Итератор, возвращающий значения + из диапазона от 1 до diap с шагом shag""" + for j in range(1,diap+1,shag): + yield j + +for mm in func5(7,3): + print(mm) +1 +4 +7 +``` +При каждом обращении к функции будет генерироваться только одно очередное значение. + +При работе с такими функциями часто используют метод next, активирующий очередную итерацию выполнения функции: + +```py +alp = func5(7, 3) +print(alp.__next__()) +1 +print(alp.__next__()) +4 +print(alp.__next__()) +7 +print(alp.__next__()) # При отсутствии следующих итераций будет ошибка + Traceback (most recent call last): + File "", line 1, in + print(alp.__next__()) + StopIteration +``` + +## 6. Локализация объектов. + +По отношению к функции все объекты подразделяются на локальные и глобальные. Локальными являются объекты, которые создаются в функциях присваиванием им некоторых значений. Они записываются в пространство имен, создаваемое в функции. Глобальные – это те объекты, значения которых заданы вне функции. Они определены в пространствах имен вне функции. + +### 6.1. Примеры на локализацию объектов в функциях. + +Локальный и глобальный объекты могут иметь одинаковое имя: + +```py +glb=10 +def func7(arg): + loc1=15 + glb=8 + return loc1*arg + +res=func7(glb); res +150 +glb # Значение не изменилось, т.к. операции проводились над локальной переменной +10 +``` +При использовании локального объекта до его определения будет ошибка: + +```py +def func8(arg): + loc1 = 15 + print(glb) + glb = 8 + return loc1 * arg + +func8(glb) + Traceback (most recent call last): + File "", line 1, in + func8(glb) + File "", line 3, in func8 + print(glb) + UnboundLocalError: cannot access local variable 'glb' where it is not associated with a value +``` + +Локализацию объекта можно переопределить с помощью дескриптора __global__: + +```py +glb = 11 +def func7(arg): + loc1 = 15 + global glb + print(glb) + glb = 8 + return loc1 * arg +func7(glb) +11 +165 +glb # Значение изменилось +8 +``` +### 6.2. Выявление локализации объекта с помощью функций locals() и globals() из builtins. + +Эти функции возвращают словари, ключами в которых будут имена объектов, являющихся, соответственно, локальными или глобальными на уровне вызова этих функций. + +```py +globals().keys() +dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__annotations__', '__builtins__', 'func4', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'func8']) + +locals().keys() +dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__annotations__', '__builtins__', 'func4', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'func8']) +``` +globals().keys() и locals().keys() возвращают одинаковые перечни, поскольку ссылаются на один и тот же словарь пространства имен. + +Пример просмотра локальных и глобальных объектов изнутри функциии: + +```py +glb=10 +def func8(arg): + loc1=15 + glb=8 + print(globals().keys()) #Перечень глобальных объектов «изнутри» функции + print(locals().keys()) #Перечень локальных объектов «изнутри» функции + return loc1*arg + +func8(glb) +dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__annotations__', '__builtins__', 'func4', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'func8']) +dict_keys(['arg', 'loc1', 'glb']) +150 + +"glb" in globals().keys() #проверка наличия объекта в перечне глобальных +True +``` + +### 6.3. Локализация объектов во вложенных функциях. + +Локальные переменные будут различаться на разных уровнях вложенных функций: + +```py +def func9(arg2,arg3): + def func9_1(arg1): + loc1=15 + glb1=8 + print('glob_func9_1:',globals().keys()) + print('locl_func9_1:',locals().keys()) + return loc1*arg1 + loc1=5 + glb=func9_1(loc1) #вызов вложенной функции func9_1. glb=15*5=75 + print('loc_func9:',locals().keys()) + print('glob_func9:',globals().keys()) + return arg2+arg3*glb + +kk=func9(10, 1);kk + +glob_func9_1: dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__annotations__', '__builtins__', 'func4', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'func8', 'func9']) #перечень глобальных объектов +locl_func9_1: dict_keys(['arg1', 'loc1', 'glb1']) #перечень локальных объектов в функции func9_1 +loc_func9: dict_keys(['arg2', 'arg3', 'func9_1', 'loc1', 'glb']) #перечень локальных объектов в функции func9 +glob_func9: dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__annotations__', '__builtins__', 'uspeh', 'sravnenie', 'n', 'm', 'logistfun', 'v', 'w', 'slozh', 'inerz', 'sps', 'spsy', 'TT', 'yy', 'xx', 'pylab', 'fun_arg', 'zz', 'func8', 'glb', 'func9']) #перечень глобальных объектов (не изменился) +85 +``` + +### 6.4. Моделирование системы + +Моделирование системы, состоящей из последовательного соединения реального двигателя, охваченного отрицательной обратной связью с тахогенератором в ней, и нелинейного звена типа "зона нечувствительности", при подаче на нее синусоидального входного сигнала. + +```py +znach = input("k1, T, k2, Xm, A, F, N = ").split(",") #запрос параметров задачи +k1, T, k2, Xm, A, F, N = 7, 4, 2, 5, 2, 0.01, 100 #ввод значений +``` +Распаковка введенного списка по значениям-парметрам задачи +```py +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]) +``` + +Реализация входного сигнала +```py +import math +vhod=[] + for i in range(N): + vhod.append(A*math.sin((2*i*math.pi)/F)) + +vhod +[0.0, 7.857546894913888e-15, 1.5715093789827776e-14, -2.038010347584904e-13, 3.143018757965555e-14, -6.428332918551267e-13, -4.076020695169808e-13, -1.081865548951763e-12, ..., -7.666359036382766e-12, -6.521633112271693e-12, -5.376907188160619e-12, -1.8784096492416397e-11, -3.0874553399384703e-12] +``` + +Создание функций, реализующих компоненты системы +```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): + #зона нечувствит + if xtt(-gran): + ytt=0 + elif xtt>=gran: + ytt=xtt-gran + elif xtt<=(-gran): + ytt=xtt+gran + return ytt +``` + +Соединение компонент в соответствии с заданием и получение выходного сигнала: + +```py +yi1=0;yin1=0;yi2=0 +vyhod=[] +for xt in vhod: + xt1=xt-yi2 #отрицательная обратная связь + [yi1,yin1]=realdvig(xt1,k1,T,yi1,yin1) + yi2=tahogen(yin1,k2,yi2) + yt=nechus(yin1,Xm) + vyhod.append(yt) + +print('y=',vyhod) +y = [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2.0750309723388316, 0, -12.800524758874488, 11.328734010636943, 37.9986846091337, -51.695128234754044, -93.73359277523646, 176.80628109766909, 206.3512386278131, -546.6832050741272, -399.06819555417735, 1598.4573240949626, 604.2307443815814, -4487.243599090263, -296.234076116122, 12162.217953139934, -2805.586281370296, -31870.75393905672, 17036.29869407474, 80623.4912164512, -69802.97975583967, -195996.03820751337, 245998.54033834403, 453751.31553486304, -796405.0354457049, -982958.5881199688, 2433666.144586724, 1918572.300755354, -7113910.846421458, -3041359.0662945407, 20031038.041300073, 2216408.8952286365, -54513798.16041583, 10262153.3054456, 143509014.33326405] +``` +### 7. Завершение работы со средой. + diff --git a/TEMA7/task.md b/TEMA7/task.md new file mode 100644 index 0000000..f9e29b7 --- /dev/null +++ b/TEMA7/task.md @@ -0,0 +1,76 @@ +# Общее контрольное задание по теме 7 + +Криви Анастасия, А-02-23 + +## Задание + +1. Разработайте и проверьте функцию, реализующую для момента времени t расчет выхода y(t) для устройства задержки: на вход поступает сигнал, а на выходе повторяется этот сигнал с задержкой на заданное время Т. +2. Разработайте и проверьте функцию, реализующую расчет гистограммы по выборке случайной величины с каким-то распределением. Гистограмма при выводе на экран представляется в виде таблицы: границы интервала, число элементов выборки в интервале. Аргументы функции: выборка, число интервалов разбиения диапазона изменения случайной величины. Возвращаемый результат функции: список с числами элементов выборки в интервалах разбиения. +3. Разработайте и проверьте анонимную функцию, вычисляющую значение оценки отклика Y линейной регрессии при значении переменной Х +Y=b1+b2*X +и имеющую аргументы b1, b2 и X. + + +## Решение + +Функция, осуществляющая расчет выходного сигнала - входной с учетой задержки. + +```py +def func_zad(x, T): + """Функция, реализующая для момента времени расчет выхода (выходного сигнала) для устройства задержки, где + x - входной сигнал, введенный списком + T - задержка""" + for i in range(len(x)): + x[i] += T + return x + +func_zad([5,19,33,40], 10) +[15, 29, 43, 50] +``` +Функция, осуществляющая расчет гистограммы по выборке случайных величин с каким-то распределением. +```py +def histogram(vbor, ch): + """ + Расчет гистограммы для выборки данных + vbor - список значений + ch - количество интервалов + Возвращает список количеств элементов в каждом интервале + """ + min_v = min(vbor) + max_v = max(vbor) + width = (max_v - min_v) / ch + + # Инициализация счетчиков + counts = [0] * ch + + for i in vbor: # подсчет элементов в каждом интервале + if i == max_v: # для максимального значения + ind = ch - 1 + else: + ind = int((i - min_v) / width) + counts[ind] += 1 + + # Вывод таблицы + print("Гистограмма:") + print("Интервал Количество") + + for i in range(ch): + lg = min_v + i * width + rg = min_v + (i + 1) * width + print(f"[",lg,";",rg,"]","|",counts[i]) + print(f"Список с числами элементов выборки в интервалах разбиения") + return counts + +import random +histogram([random.randint(0, 100) for _ in range(10)], 4) + +Гистограмма: +Интервал Количество +[ 29.0 ; 45.75 ] | 3 +[ 45.75 ; 62.5 ] | 2 +[ 62.5 ; 79.25 ] | 1 +[ 79.25 ; 96.0 ] | 4 +Список с числами элементов выборки в интервалах разбиения +[3, 2, 1, 4] + +``` \ No newline at end of file diff --git a/TEMA8/report.md b/TEMA8/report.md new file mode 100644 index 0000000..e5f57a5 --- /dev/null +++ b/TEMA8/report.md @@ -0,0 +1,331 @@ +# Отчет по теме 8 + +Криви Анастасия, А-02-23 + +## 1. Настроили рабочий каталог и импортировали важные модули + +```py +import os +os.chdir(''C:\\Users\\Сергей\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python313'') +os.getcwd() +'C:\\Users\\Сергей\\AppData\\Local\\Programs\\Python\\Python313' +import os,sys,importlib +``` + +## 2. Создание и использование модулей в среде Python. +### 2.1. Запуск модуля на выполнение путем его импорта. + +Файл Mod1.py +```py +perm1 = input('Mod1: Введите значение = ') +print('Mod1: Значение perm1 = ', perm1) +``` +```py +import mod1 # Вызов файла +Mod1: Введите значение = 5 +Mod1: Значение perm1 = 5 +Mod1.perm1 # Обращение к перменной из модуля +'5' +import Mod1 +import Mod1 + +import importlib # повторный запуск модуля +importlib.reload(Mod1) +Mod1:Введите значение = 3 +Mod1:Значение perm1= 3 + +Mod1.perm1 +'3' +``` + +### 2.2. Словарь 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'] + +sys.modules.pop('Mod1') # удаление из словаря + + +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'] + +``` +Принципиальное отличие importlib.reload() от sys.modules.pop() заключается в следующем: importlib.reload() перезагружает модуль, выполняя его код заново, но не удаляет модуль из кэша. Он имеет тот же адрес в памяти и все зависимости от него остаются в силе. sys.modules.pop() убирает модуль из кэша, при повторном импорте он уже будет иметь другой адрес, а старые зависимости ссылаются на пустой объект. + +```py +import Mod1 +Mod1:Введите значение = 9 +Mod1:Значение perm1= 9 +Mod1.perm1 +'9' + +sys.modules.pop('Mod1') + +``` + +### 2.3. Запуск модуля на выполнение с помощью функции exec(). + +Объект-модуль при этом не создается, а всё созданные при выполнении модуля объекты становятся объектами главной программы +```py +exec(open('Mod1.py', encoding='utf-8').read()) +Mod1: Введите значение = 7 +Mod1: Значение perm1 = 7 +Mod1.perm1 +'9' +perm1 +'7' +exec(open('Mod1.py', encoding='utf-8').read()) +Mod1: Введите значение = 8 +Mod1: Значение perm1 = 8 +perm1 +'8' +exec(open('Mod1.py', encoding='utf-8').read()) +Mod1: Введите значение = 10 +Mod1: Значение perm1 = 10 +perm1 +'10' +``` + +### 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: from <Имя модуля> import <Имя объектов для импорта> +Пример 1. +```py +from Mod1 import perm1 +Mod1:Введите значение = 10 +Mod1:Значение perm1= 10 + +perm1 +'100' # Измененный объект доступен из глобальной области видимости. Как видно, объект mod1 всё же появился в sys.modules.keys(). Аналогично обычному import, при первом импорте команда инициализирует ввод, но при последующих ничего не делает. +``` +Пример 2. +```py +from Mod2 import beta +g = beta(2) +g +535.4916555247646 + +print(sorted(sys.modules.keys())) +['Mod1', 'Mod2', '__future__', '__main__', ... # Объект Mod2 появился в списке всех модулей. + +alpha() +Traceback (most recent call last): + File "", line 1, in + alpha() +NameError: name 'alpha' is not defined #v Так происходит потому, что на этапе преобразования программы в байт-код python связывает модуль, найденный в рабочей директории, с именем al. Модуль становится объектом в пространстве имен, создаётся ссылка на объект модуля alpha и ему присваивается имя al. Но имя alpha ему НЕ присваивается, поэтому обратиться к методам и атрибутам по имени alpha нельзя. + +from Mod2 import alpha as al +al() +****ALPHA**** +Значение t=5 +'5' +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. + +```py +# Создадим файл Mod0.py/. Удалим имена модулей из словоря + +sys.modules.pop('Mod1') + +sys.modules.pop('Mod2') + + +import Mod0 +Mod1:Введите значение = 8 +Mod1:Значение perm1= 8 +perm1= 8 +****ALPHA**** +Значение t=2 +tt= 2 +****BETA**** +qq= 535.4916555247646 + +Mod0.tt; Mod0.qq; Mod0.Mod1.perm1 +'2' +535.4916555247646 +'8' +``` + +### 3.2. Пример + +```py +# 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 + +# 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 #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) + +# MM0.py +import MM2 +print('y=',MM2.vyhod) + +import MM0 +k1,T,k2,Xm,A,F,N=10, 5, 1000, 5, 12, 10, 55 +y= [0, 6.755705045849462, -19547.26848683914, 32531679.702139076, -54127249249.99543, 90058634784633.7, -1.4984241414273363e+17, 2.493125631963529e+20, -4.1481415341004534e+23, 6.901809506237099e+26, -1.1483449653005795e+30, 1.9106527906044007e+33, -3.1790047386055634e+36, 5.289328954885494e+39, -8.800553347165468e+42, 1.4642639903265762e+46, -2.436288888650032e+49, 4.0535747571281913e+52, -6.744466302077864e+55, 1.1221657037377626e+59, -1.8670949045402017e+62, 3.1065317456668895e+65, -5.168746089643875e+68, 8.599923749845232e+71, -1.430882601320581e+75, 2.3807478744201644e+78, -3.9611638553191535e+81, 6.590710111421783e+84, -1.0965832608633041e+88, 1.824530024346934e+91, -3.035710947404653e+94, 5.050912198329557e+97, -8.403867982571026e+100, 1.3982622206705469e+104, -2.326473050039974e+107, 3.8708596803585995e+110, -6.440459159743297e+113, 1.071584030772168e+117, -1.7829355120880777e+120, 2.96650467810176e+123, -4.935764611527293e+126, 8.212281773981242e+129, -1.366385499376474e+133, 2.2734355496927698e+136, -3.7826142043847984e+139, 6.29363353676212e+142, -1.0471547177383632e+146, 1.7422892459128525e+149, -2.8988761307209507e+152, 4.823242088520591e+155, -8.025063229828587e+158, 1.3352354839501832e+162, -2.221607165626982e+165, 3.6963804944456478e+168, -6.1501551539433455e+171] +``` + +### 3.3. Области действия объектов в модулях + +```py +for Mod2 import alpha +# 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) + +Тестирование: +Mod1: Введите значение = 8 +Mod1: Значение perm1 = 8 +perm1 = 8 +****ALPHA**** +Значение t=5 +tt = 5 +qq = 6635623.99934113 + +# Обращение в функции beta к функции alpha +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=5 +tt = 5 +****ALPHA**** +Значение t=5 +qq = 6635623.99934113 + +# Ввод запускается два раза - первый от самой функции alpha, а второй - от той, которая упоминалась в beta. + +# 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('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 "D:\STUDY\POAS\Тема8\progs\mod0.py", line 10, in + print(f't = {al.t}, expi = {beta.expi}') + ^^^^ +AttributeError: 'function' object has no attribute 't' + +Traceback (most recent call last): + File "D:\STUDY\POAS\Тема8\progs\mod0.py", line 10, in + print(f't = {al}, expi = {beta.expi}') + ^^^^^^^^^ +AttributeError: 'function' object has no attribute 'expi' +``` +так как переменная expi также определена в другом модуле и напрямую доступа к ней нет. Не получится вызвать эти переменные по их непосредственному имени (t и expi), упоминая объекты, атрибутами которых они являются, без изменения кода (например, объявления t в alpha как глобальную переменную, или задание его как метода. Но, так как мы знаем, что alpha возвращает t, то узнать t можем по имени al. С expi и beta так не получится: + +В модуле Mod0 увеличить в 3 раза значение объекта perm1 и отобразить его после этого на экране. +```py +## Так как perm1 имеет тип str, то умножение напрямую без преобразования будет выглядеть так: +... +print('perm1 = ', mod1.perm1) +print('Умножено:' , mod1.perm1 * 3) +... +Mod1: Введите значение = 9 +Mod1: Значение perm1 = 9 +perm1 = 9 +Умножено: 999 + +... +print('Умножено:' , int(mod1.perm1) * 3) # Преобразование типа perm1, можно получить классическое умножение: +... +Mod1: Введите значение = 9 +Mod1: Значение perm1 = 9 +perm1 = 9 +Умножено: 27 + +# В командной строке (в главном модуле) увеличить в 2 раза значения объектов perm1, tt, qq + +mod0.mod1.perm1 * 2 +'99' +mod0.tt * 2 +'77' +mod0.qq * 2 +7106642561.694082 + +# perm1 и tt, как упоминалось ранее, имеют строковый тип, так что умножение дублирует содержимое строки. +``` + +## 4. Завершили саеанс работы со средой \ No newline at end of file diff --git a/TEMA8/task.md b/TEMA8/task.md new file mode 100644 index 0000000..4a22bf0 --- /dev/null +++ b/TEMA8/task.md @@ -0,0 +1,88 @@ +# Общее контрольное задание по теме 8 + +Криви Анастасия, А-02-23 + +## Разработайте программу, состоящую из трех модулей + +### Модуль 1 + +Cодержит функцию считывания числового списка из текстового файла с заданным именем (аргумент функции – имя файла). Элементы в файле могут располагаться по несколько на строке с разделением пробелом. Числа элементов в строках могут быть разными. Полученный список должен возвращаться в вызывающую программу. + +```py +Task1.py + +def reading (file): + nums = [] + with open(file, 'r') as file: + for line in file: + nums.extend(map(float, line.split())) + return nums +``` + +### Модуль 2 + +Cодержит функцию расчета коэффициента корреляции по двум числовым спискам (аргументы функции – имена двух списков). Числа элементов в списках могут различаться. Значение коэффициента должно возвращаться в вызывающую программу. + +```py +Task2.py + +import math +def correlation(l1, l2): + n = min(len(l1), len(l2)) + sum1 = sum(l1) + sum2 = sum(l2) + sum1sq = sum(now ** 2 for now in l1) + sum2sq = sum(now ** 2 for now in l2) + sum12 = sum(x * y for x, y in zip(l1, l2)) + + part1 = n * sum12 - sum1 * sum2 + part2 = math.sqrt((n * sum1sq - sum1 ** 2) * (n * sum2sq - sum2 ** 2)) + + try: + corr = part1 / part2 + return corr + except ZeroDivisionError: + print("Ошибка деления на ноль!") + return +``` + +### Модуль 3 + +3апрашивает у пользователя и вводит имена двух файлов с исходными данными, дважды вызывает функцию из модуля 1 +и считывает два списка из двух текстовых файлов. За-тем вызывает функцию расчета коэффициента корреляции с помощью функции +из модуля 2 и отображает рассчитанное значение на экране с округлением до трех цифр после точки. + +```py +Task3.py + +from Task1 import reading +from Task2 import correlation + +file1 = input("Введите имя первого файла: ") +file2 = input("Введите имя второго файла: ") + +arr1 = reading(file1) +arr2 = reading(file2) + +if arr1 is None or arr2 is None: + print("Не удалось считать данные из файлов.") +else: + corr = correlation(arr1, arr2) + if corr is not None: + print(f"Коэффициент корреляции: {corr:.2f}") + +# Два текстовых файла с числовыми данными: + +# data1.txt: +1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 +6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 + +# data2.txt: +10.0 9.0 9.5 8.0 7.0 +5.0 4.0 2.0 1.0 7.5 + +import Task3 +Введите имя первого файла: data1.txt +Введите имя второго файла: data2.txt +Коэффициент корреляции: -0.76 +```