python-labs

17 KiB

Исходник Вина История

# Отчет по теме 7

Мамакин Ярослав, А-02-23

## 1 Начало работы

Запустил среду IDLE, установил рабочую папку.

## 2 Создание пользовательской функции

## 2.1 Функция без аргументов


>>> def uspeh():

... 	"""Подтверждение успеха операции"""

... 	print('Выполнено успешно!')

... 

>>> uspeh()

Выполнено успешно!

>>> type(uspeh)

<class 'function'>

>>> dir()

\['\_\_annotations\_\_', '\_\_builtins\_\_', '\_\_doc\_\_', '\_\_loader\_\_', '\_\_name\_\_', '\_\_package\_\_', '\_\_spec\_\_', 'os', 'uspeh']

>>> help(uspeh)

Help on function uspeh in module \_\_main\_\_:



uspeh()

&nbsp;   Подтверждение успеха операции

## 2.2 Функция с аргументами

>>> def sravnenie(a,b):

... 	"""Сравнение a и b"""

... 	if a>b:

... 		print(a,' больше ',b)

... 	elif a<b:

... 		print(a, ' меньше ',b)

... 	else:

... 		print(a, ' равно ',b)

... 

>>> n,m=16,5;sravnenie(n,m)

16  больше  5

>>> n,m='16','5';sravnenie(n,m)

16  меньше  5

## 2.3 Функция с return


>>> def logistfun(b,a):

... 	"""Вычисление логистической функции"""

... 	import math

... 	return a/(1+math.exp(-b))

... 

... 

>>> v,w=1,0.7;z=logistfun(w,v)

>>> z

0.6681877721681662

## 2.4 Сложение для разных типов аргументов

>>> def slozh(a1,a2,a3,a4):

... 	""" Сложение значений четырех аргументов"""

... 	return a1+a2+a3+a4

... 

>>> slozh(1,2,3,4)

10

>>> slozh('1','2','3','4')

'1234'

>>> b1=\[1,2];b2=\[-1,-2];b3=\[0,2];b4=\[-1,-1]

>>> q=slozh(b1,b2,b3,b4)

>>> q

\[1, 2, -1, -2, 0, 2, -1, -1]

>>> b1=(1,2);b2=(-1,-2);b3=(0,2);b4=(-1,-1)

>>> slozh(b1,b2,b3,b4)

(1, 2, -1, -2, 0, 2, -1, -1)

>>> b1={'a':1};b2={'b':2};b3={'c':3};b4={'d':4}

>>> slozh(b1,b2,b3,b4)

Traceback (most recent call last):

&nbsp; File "<pyshell#23>", line 1, in <module>

&nbsp;   slozh(b1,b2,b3,b4)

&nbsp; File "<pyshell#13>", line 3, in slozh

&nbsp;   return a1+a2+a3+a4

TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'dict' and 'dict'

>>> b1={'a',1};b2={'b',2};b3={'c',3};b4={'d',4}

>>> slozh(b1,b2,b3,b4)

Traceback (most recent call last):

&nbsp; File "<pyshell#25>", line 1, in <module>

&nbsp;   slozh(b1,b2,b3,b4)

&nbsp; File "<pyshell#13>", line 3, in slozh

&nbsp;   return a1+a2+a3+a4

TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'set' and 'set'

## 2.5 Модель устройства

>>> 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)

... 

>>> import matplotlib.pyplot as plt

>>> plt.plot(spsy)

\[<matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001FD865211D0>]

>>> plt.title('Сигнал на выходе устройства')

Text(0.5, 1.0, 'Сигнал на выходе устройства')

![График](Figure_1.png)

## 3 Функции как объекты

## 3.1 Список атрибутов


>>> 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\_\_

'Модель устройства с памятью:\\nx- 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)

&nbsp;   Модель устройства с памятью:

&nbsp;   x- текущее значение вх.сигнала,

&nbsp;           T -постоянная времени,

&nbsp;           ypred - предыдущее значение выхода устройства

## 3.2 Сохранение ссылки на объект-функцию в другой переменной

>>> fnkt = sravnenie

>>> v=16

>>> fnkt(v,23)

16  меньше  23

## 3.3 Возможность альтернативного определения функции в программе

>>> typ\_fun=8

>>> if typ\_fun==1:

... 	def func():

... 		print('Функция 1')

... else:

... 	def func():

... 		print('Функция 2')

... 

>>> func()

Функция 2

## 4 Аргументы функции

## 4.1 Использование функции в качестве аргумента другой функции


>>> 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

>>> 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)

0.6681877721681662

>>> logistfun(0.7,2)

1.3363755443363323

## 4.3 Обращение к функции с произвольным (непозиционным) расположением аргументов

logistfun(b=0.5,a=0.8)

0.34498724056380625

## 4.4 Значения аргументов функции, содержащиеся в списке или кортеже

>>> b1=\[1,2];b2=\[-1,-2];b3=\[0,2];b4=\[-1,-1]

>>> b1234=\[b1,b2,b3,b4]

>>> qq=slozh(\*b1234)

>>> qq

\[1, 2, -1, -2, 0, 2, -1, -1]

## 4.5 Значения аргументов функции, содержащиеся в словаре

>>> dic4={"a1":1,"a2":2,"a3":3,"a4":4}

>>> qqq=slozh(\*\*dic4)

>>> qqq

10

## 4.6 Смешанные ссылки

>>> e1=(-1,6);dd2={'a3':3,'a4':9}

>>> qqqq=slozh(\*e1,\*\*dd2)

>>> qqqq

17

## 4.7 Переменное число аргументов у функции

>>> def func4(\*kort7):

... 	"""Произвольное число аргументов в составе кортежа"""

... 	smm=0

... 	for elt in kort7:

... 		smm+=elt

... 	return smm

... 

>>> func4(-1,2)

1

>>> func4(-1,2,0,3,6)

10

## 4.8 Комбинация аргументов

def func4(a,b=7,\*kort7): #Аргументы: a-позиционный, b- по умолчанию + кортеж

&nbsp;	"""Кортеж - сборка аргументов - должен быть последним!"""

&nbsp;	smm=0

&nbsp;	for elt in kort7:

&nbsp;		smm+=elt

&nbsp;	return a\*smm+b



func4(-1,2,0,3,6)

-7

## 4.9 Изменение значений объектов, используемых в качестве аргументов функции

>>> a=90

>>> def func3(b):

... 	b=5\*b+67

... 

>>> func3(a)

>>> a

90

>>> sps1=\[1,2,3,4]

>>> def func2(sps):

... 	sps\[1]=99

... 

>>> func2(sps1)

>>> print(sps1)

\[1, 99, 3, 4]

>>> kort=(1,2,3,4)

>>> func2(kort)

Traceback (most recent call last):

&nbsp; File "<pyshell#95>", line 1, in <module>

&nbsp;   func2(kort)

&nbsp; File "<pyshell#91>", line 2, in func2

&nbsp;   sps\[1]=99

TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

## 5 Специальные типы пользовательских функций

## 5.1 Анонимные функции


>>> import math

>>> anfun1=lambda: 1.5+math.log10(17.23)

>>> anfun1()

2.7362852774480286

>>> anfun2=lambda a,b : a+math.log10(b)

>>> anfun2(17,234)

19.369215857410143

>>> anfun3=lambda a,b=234: a+math.log10(b)

>>> anfun3(100)

102.36921585741014

## 5.2 Функции-генераторы

>>> 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

>>> alp=func5(7,3)

>>> print(alp.\_\_next\_\_())

1

>>> print(alp.\_\_next\_\_())

4

>>> print(alp.\_\_next\_\_())

7

## 6 Локализация объектов в функциях

## 6.1 Примеры локализации


>>> glb = 10

>>> def func7(arg):

... 	loc1=15

... 	glb=8

... 	return loc1\*arg

... 

>>> res=func7(glb)

>>> glb

10

>>> def func8(arg):

... 	loc1=15

... 	print(glb)  

... 	glb=8

... 	return loc1\*arg

... 

>>> res=func8(glb)

Traceback (most recent call last):

&nbsp; File "<pyshell#116>", line 1, in <module>

&nbsp;   res=func8(glb)

&nbsp; File "<pyshell#115>", line 3, in func8

&nbsp;   print(glb)

UnboundLocalError: cannot access local variable 'glb' where it is not associated with a value

\# Переменная glb не объявлена внутри функции

>>> glb=11

>>> def func7(arg):

... 	loc1=15

... 	global glb

... 	print(glb)

... 	glb=8

... 	return loc1\*arg

... 

>>> res=func7(glb)

11

>>> glb

8

## 6.2 Выявление локализации объекта с помощью функций locals() и globals() из builtins

>>> globals().keys()

dict\_keys(\['\_\_name\_\_', '\_\_doc\_\_', '\_\_package\_\_', '\_\_loader\_\_', '\_\_spec\_\_', '\_\_annotations\_\_', '\_\_builtins\_\_', 'os', 'uspeh', 'sravnenie', 'n', 'm', 'logistfun', 'v', 'w', 'z', 'slozh', 'b1', 'b2', 'b3', 'b4', 'q', 'inerz', 'sps', 'spsy', 'TT', 'yy', 'xx', 'plt', 'fnkt', 'typ\_fun', 'func', 'fun\_arg', 'zz', 'b1234', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8'])

>>> locals().keys()

dict\_keys(\['\_\_name\_\_', '\_\_doc\_\_', '\_\_package\_\_', '\_\_loader\_\_', '\_\_spec\_\_', '\_\_annotations\_\_', '\_\_builtins\_\_', 'os', 'uspeh', 'sravnenie', 'n', 'm', 'logistfun', 'v', 'w', 'z', 'slozh', 'b1', 'b2', 'b3', 'b4', 'q', 'inerz', 'sps', 'spsy', 'TT', 'yy', 'xx', 'plt', 'fnkt', 'typ\_fun', 'func', 'fun\_arg', 'zz', 'b1234', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8'])

>>> # Текущая область - глобальная

>>> 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

... 

>>> hh = func8(glb)

dict\_keys(\['\_\_name\_\_', '\_\_doc\_\_', '\_\_package\_\_', '\_\_loader\_\_', '\_\_spec\_\_', '\_\_annotations\_\_', '\_\_builtins\_\_', 'os', 'uspeh', 'sravnenie', 'n', 'm', 'logistfun', 'v', 'w', 'z', 'slozh', 'b1', 'b2', 'b3', 'b4', 'q', 'inerz', 'sps', 'spsy', 'TT', 'yy', 'xx', 'plt', 'fnkt', 'typ\_fun', 'func', 'fun\_arg', 'zz', 'b1234', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8'])

dict\_keys(\['arg', 'loc1', 'glb'])

>>> # Во втором списке - локальные объекты, использующиеся при работе функции func8

>>> 'glb' in globals().keys()

True

## 6.3 Локализация объектов при использовании вложенных функций

>>> 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)

... 	print('loc\_func9:',locals().keys())

... 	print('glob\_func9:',globals().keys())

... 	return arg2+arg3\*glb

... 

>>> kk=func9(10,1)

glob\_func9\_1: dict\_keys(\['\_\_name\_\_', '\_\_doc\_\_', '\_\_package\_\_', '\_\_loader\_\_', '\_\_spec\_\_', '\_\_annotations\_\_', '\_\_builtins\_\_', 'os', 'uspeh', 'sravnenie', 'n', 'm', 'logistfun', 'v', 'w', 'z', 'slozh', 'b1', 'b2', 'b3', 'b4', 'q', 'inerz', 'sps', 'spsy', 'TT', 'yy', 'xx', 'plt', 'fnkt', 'typ\_fun', 'func', 'fun\_arg', 'zz', 'b1234', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8', 'hh', 'func9'])

locl\_func9\_1: dict\_keys(\['arg1', 'loc1', 'glb1'])

loc\_func9: dict\_keys(\['arg2', 'arg3', 'func9\_1', 'loc1', 'glb'])

glob\_func9: dict\_keys(\['\_\_name\_\_', '\_\_doc\_\_', '\_\_package\_\_', '\_\_loader\_\_', '\_\_spec\_\_', '\_\_annotations\_\_', '\_\_builtins\_\_', 'os', 'uspeh', 'sravnenie', 'n', 'm', 'logistfun', 'v', 'w', 'z', 'slozh', 'b1', 'b2', 'b3', 'b4', 'q', 'inerz', 'sps', 'spsy', 'TT', 'yy', 'xx', 'plt', 'fnkt', 'typ\_fun', 'func', 'fun\_arg', 'zz', 'b1234', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8', 'hh', 'func9'])

>>> # Списки глобальных объектов совпадают, локальные объекты доступны только внутри соответствующих функций

## 6.4 Пример моделирования системы


>>> import math

>>> znach=input('k1,T,k2,Xm,A,F,N=').split(',')

k1,T,k2,Xm,A,F,N=2,10,3,1,5,0.025,30

>>> 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])

>>> vhod=\[]

>>> for i in range(N):

...     vhod.append(A\*math.sin((2\*i\*math.pi)\*F))

... 

>>> vhod

\[0.0, 0.7821723252011543, 1.545084971874737, 2.2699524986977337, 2.938926261462366, 3.5355339059327378, 4.045084971874737, 4.455032620941839, 4.755282581475767, 4.938441702975689, 5.0, 4.938441702975689, 4.755282581475768, 4.4550326209418385, 4.045084971874737, 3.5355339059327378, 2.9389262614623664, 2.2699524986977324, 1.5450849718747375, 0.7821723252011549, 6.123233995736766e-16, -0.7821723252011559, -1.5450849718747364, -2.2699524986977333, -2.938926261462365, -3.5355339059327386, -4.04508497187474, -4.455032620941839, -4.755282581475767, -4.938441702975688]

>>> 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 and xtt>(-gran):

...         ytt=0

...     elif xtt>=gran:

...         ytt=xtt-gran

...     elif xtt<=(-gran):

...         ytt=xtt+gran

...     return ytt

... 

>>> 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, -1.299465163446989, -1.3579959054305797, 0, 3.7144096317728987, 7.811411673609909, 6.5646766889828605, -1.7207792337901524, -18.81372872718616, -31.38046599103643, -22.278866622819873, 17.097152611947436, 77.81058529582174, 112.97718138176809, 62.60779574768801, -98.35894773519156, -309.62984734263415, -395.51094806311954, -151.2442551724449, 474.0906424325323, 1190.4363664389593, 1337.7521059074418, 237.48484712636358, -2125.064719245332]

>>> import matplotlib.pyplot as plt

>>> plt.plot(vyhod)

\[<matplotlib.lines.Line2D object at 0x000002E752D89090>]

![График2](Figure_2.png)

17 KiB Исходник Вина История

17 KiB

Исходник Вина История