# Тема 8 Лазарев Данил А-01-23 # 1 Запуск интерактивной оболочки IDLE ``` import os os.chdir("C:\\Users\\Dannyan\\OneDrive\\Рабочий стол\\python-labs\\TEMA9") os.getcwd() >> 'C:\\Users\\Dannyan\\OneDrive\\Рабочий стол\\python-labs\\TEMA9' ``` # 2 Создание классов и их наследников Класс в Python, как и в других языках программирования, - это элемент ПО, описывающий абстрактный тип данных и его частичную или полную реализацию. Классы – это основные инструменты объектно-ориентированного программирования (ООП) в языке Python. Они представляют собой шаблоны, образцы, по которым может быть создано множество объектов-экземпляров класса. У каждого класса есть уникальное имя и некоторый набор специфических для него атрибутов: полей (данных) и методов (функций), которые могут использоваться при работе с экземплярами класса. ## 2.1. Создание автономного класса Создадим класс с именем Class1, содержащий 2 функции, реализующие его методы. ``` class Class1: # Объявление класса def zad_zn(self, znach): # Метод класса для задания значения поля data self.data = znach def otobrazh(self): # Метод класса для отображения значения поля data print(self.data) z1 = Class1() # Создание 1-го экземпляра класса z2 = Class1() # Создание 2-го экземпляра класса z1.zad_zn("Экземпляр класса 1") z2.zad_zn(-632.453) z1.otobrazh() >> Экземпляр класса 1 z2.otobrazh() >> -632.453 z1.data = "Новое значение атрибута у экземпляра 1" z1.otobrazh() >> Новое значение атрибута у экземпляра 1 ``` ## 2.2. Создание класса-наследника Также классы могут наследоваться от других классов, т.е. иметь такие же поля данных как и класс-родитель и имплементировать его методы, которые можно переопределять. Следует отметить,что метод класса имеет то же имя, что и второй метод у родительского класса ``` class Class2(Class1): #Class2 - наследник класса Class1 def otobrazh(self): # Метод класса Class2 – переопределяет метод родителя print('значение=',self.data)#Отображение данных экземпляра z3=Class2() dir(z3) >> ['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__firstlineno__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__static_attributes__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'otobrazh', 'zad_zn'] z3.zad_zn('Совсем новое') z3.otobrazh() >> значение= Совсем новое #Сработал переопределенный метод otobrazh класса Class2 z1.otobrazh() >> Новое значение атрибута у экземпляра 1 # Значение поля data класса Class1 не изменилось del z1,z2,z3 ``` Объекты с нижними подчеркиваниями - встроенные атрибуты и методы # 3 Использование классов, содержащихся в модулях Классы могут быть описаны в модулях, которые потом должны быть подключены к основной программе, чтобы реализовать объекты соответствующего класса. Так, например, в модуле "Mod3.py" описано обявление класса Class1 Создание модуля ``` class Class1: #Объявление класса Class1 в модуле def zad_zn(self,znach): # 1 Метод класса self.data=znach # self - ссылка на экземпляр класса Class1 def otobrazh(self): # 2 Метод класса print(self.data)#Отображение данных экземпляра class Class2(Class1): #Class2 - наследник класса Class1 def otobrazh(self): # Метод класса Class2 print('значение=',self.data)#Отображение данных экземпляра def otobrazh(objekt): #Объявление самостоятельной функции print('значение объекта=',objekt) ``` Импортирование класса из модуля с помощью обычной инструкции ``` from Mod3 import Class1 z4=Class1() z4.otobrazh() >> Traceback (most recent call last): File "", line 1, in z4.otobrazh() File "C:\Users\Dannyan\OneDrive\Рабочий стол\python-labs\TEMA9\Mod3.py", line 5, in otobrazh print(self.data)#Отображение данных экземпляра AttributeError: 'Class1' object has no attribute 'data' ``` Поле data класса не было инициализировано, поэтому его еще нет в классе ``` from Mod3 import Class1 z4=Class1() z4.data='значение данного data у экз.4' z4.otobrazh() >> значение данного data у экз.4 import Mod3 #Полный импорт содержимого модуля z4=Mod3.Class2() z4.zad_zn('Класс из модуля') z4.otobrazh() >> значение= Класс из модуля Mod3.otobrazh('Объект') >> значение объекта= Объект ``` Использован метод для отображения значения поля, описанный в Class2 # 4 Использование специальных методов Имена специальных методов предваряются одним или двумя подчерками и имеют вид: __<имя специального метода>__ Для примера создайте класс, содержащий два специальных метода ``` class Class3(Class2): #Наследник класса Class2, а через него – и класса Class1 def __init__(self,znach): #Конструктор-вызывается при создании нового экземпляра класса self.data=znach def __add__(self,drug_zn): #Вызывается, когда экземпляр участвует в операции «+» return Class3(self.data+drug_zn) def zad_dr_zn(self,povtor): #А это - обычный метод self.data*=povtor ``` Метод __add__ - это один из методов, осуществляющих так называемую «перегрузку» операторов. Для иллюстрации работы этих методов создайте экземпляр класса Class3 и отобразите его ``` z5=Class3('abc') #При создании экземпляра срабатывает конструктор z5.otobrazh() >> значение= abc ``` А теперь выполните операцию «+» (должен сработать специальный метод __add__) ``` z6=z5+'def' z6.otobrazh() >> значение= abcdef ``` Ну и наконец, обратитесь к обычному методу класса: ``` z6.zad_dr_zn(3) z6.otobrazh() >> значение= abcdefabcdefabcdef ``` # 5 Присоединение атрибутов к классу Каждый класс обладает определенными атрибутами, список которых можно получить с помощью ранее изученной команды dir(). ``` dir(Class3) >> ['__add__', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__firstlineno__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__static_attributes__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'otobrazh', 'zad_dr_zn', 'zad_zn'] Class3.fio='Иванов И.И.' z7=Class3(123) dir(z7)==dir(Class3) >> False dir(z7) >> ['__add__', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__firstlineno__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__static_attributes__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'data', 'fio', 'otobrazh', 'zad_dr_zn', 'zad_zn'] z7.fio >> 'Иванов И.И.' Class3.fio >> 'Иванов И.И.' z7.rozden = "1987" "rozden" in dir(z7) # Проверка того, что поле rozden появилось в объекте класса >> True "rozden" in dir(Class3) # Проверка того, что поле rozden не появилось в самом классе >> False ``` # 6 Выявление родительских классов Такое выявление делается с помощью специального атрибута __bases__, например, выведите родительский класс для созданного класса Class3: ``` Class3.__bases__ >> (,) Class2.__bases__ >> (,) Class1.__bases__ >> (,) ``` Для получения всей цепочки наследования используйте атрибут __mro__: ``` Class3.__mro__ >> (, , , ) ZeroDivisionError.__mro__ >> (, , , , ) ``` # 7 Создание свойства класса Свойство (property) класса – это особый атрибут класса, с которым можно производить операции чтения или задания его значения, а также удаление значения этого атрибута. Создадим, например, новый класс с определенным в нем свойством ``` class Class4: def __init__(sam,znach): sam.__prm=znach def chten(sam): return sam.__prm def zapis(sam,znch): sam.__prm=znch def stiran(sam): del sam.__prm svojstvo=property(chten,zapis,stiran) ``` Здесь имеется 3 метода: chten, zapis, stiran, которые обслуживают созданное свойство, реализуя операции, соответственно, чтения, записи или удаления значений свойства. Теперь попробуйте некоторые операции с этим свойством ``` exempl=Class4(12) exempl.svojstvo >> 12 exempl.svojstvo=45 print(exempl.svojstvo) >> 45 del exempl.svojstvo exempl.svojstvo >> Traceback (most recent call last): File "", line 1, in exempl.svojstvo File "", line 5, in chten return sam.__prm AttributeError: 'Class4' object has no attribute '_Class4__prm' ``` Отображение отсутствующего в объектке класса свойства вызывает ошибку # 8 Рассмотрите пример представления в виде класса модели системы автоматического регулирования (САР), состоящей из последовательного соединения усилителя и двух инерционных звеньев, охваченных отрицательной обратной связью с усилителем. Создайте модуль SAU.py с классом: ``` class SAU: def __init__(self,zn_param): self.param=zn_param self.ypr=[0,0] def zdn_zn(self,upr): self.x=upr def model(self): def inerz(x,T,yy): return (x+T*yy)/(T+1) y0=self.x-self.ypr[1]*self.param[3] #Обр.связь с усилителем 2 y1=self.param[0]*y0 #Усилитель1 y2=inerz(y1,self.param[1],self.ypr[0]) #Инерционное звено1 y3=inerz(y2,self.param[2],self.ypr[1]) #Инерционное звено2 self.ypr[0]=y2 self.ypr[1]=y3 def otobraz(self): print('y=',self.ypr[1]) ``` Также создадим и выполним программу main_SAU ``` prm=[2.5,4,1.3,0.8] #Параметры модели: коэф.усиления, 2 пост.времени, обратная связь from SAU import * xx=[0]+[1]*20 #Входной сигнал – «ступенька» SAUe=SAU(prm) # Создаём экземпляр класса yt=[] for xt in xx: # Прохождение входного сигнала SAUe.zdn_zn(xt) SAUe.model() SAUe.otobraz() yt.append(SAUe.ypr[1]) import pylab pylab.plot(yt) pylab.show() >> y= 0.0 y= 0.2173913043478261 y= 0.4763705103969754 y= 0.686594887811293 y= 0.8199324616478645 y= 0.8837201137353929 y= 0.8994188484874774 y= 0.8892777072047301 y= 0.870097963179993 y= 0.8518346102696789 y= 0.8387499784485772 y= 0.8314204114211459 y= 0.8286051955249649 y= 0.8285656555914835 y= 0.8297915186846528 y= 0.8312697736438287 y= 0.8324765218921963 y= 0.8332456979978418 y= 0.8336163607592184 y= 0.8337101315489143 y= 0.833654237067147 ``` ![](Ris1.png)