14 KiB
Отчёт по теме 7. Создание пользовательских функций
Выполнил Огарков Илья, А-03-23
1. Начало работы
Создание текстового файла report.md
import os os.getcwd() 'C:\Users\Ilya\AppData\Local\Programs\Python\Python313' os.chdir('C:\Users\Ilya\Desktop\python-labs\TEMA7') os.getcwd() 'C:\Users\Ilya\Desktop\python-labs\TEMA7'
2. Создание пользовательской функции
2.1. Первый пример: функция – без аргументов
def uspeh(): """Подтверждение успеха операции""" print('Выполнено успешно!')
uspeh() Выполнено успешно! type(uspeh) <class 'function'> dir(uspeh) ['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']
help(uspeh) Help on function uspeh in module main:
uspeh() Подтверждение успеха операции
2.2. Пример функции 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 = 'sasa','ss'; sravnenie(n,m) sasa меньше ss
2.3. Пример функции, содержащей 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] t1=(1,2);t2=(3,4);t3=(5,6);t4=(7,8) slozh(t1,t2,t3,t4) (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) d1={'a':1};d2={'b':2};d3={'c':3};d4={'d':4} slozh(d1,d2,d3,d4) Traceback (most recent call last): File "<pyshell#54>", line 1, in slozh(d1,d2,d3,d4) File "<pyshell#44>", line 3, in slozh return a1+a2+a3+a4 TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'dict' and 'dict' s1={1,2};s2={3,4};s3={5,6};s4={7,8} slozh(s1,s2,s3,s4) Traceback (most recent call last): File "<pyshell#57>", line 1, in slozh(s1,s2,s3,s4) File "<pyshell#44>", line 3, in slozh return a1+a2+a3+a4 TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'set' and 'set'
2.5.
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;sps [0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1] spsy=[] TT=20 yy=0 for xx in sps: yy=inerz(xx,TT,yy) spsy.append(yy)
- Функции как объекты. 3.1. Получение списка атрибутов объекта-функции.
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 #doc - атрибут, который выводит документационную строку (docstring) функции 'Модель устройства с памятью:\nx- текущее значение вх.сигнала,\nT -постоянная времени,\nypred - 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. 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
- Аргументы функции 4.1. Изучите возможность использования 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): """Вычисление логистической функции""" import math return b/(1+math.exp(-a)) logistfun(0.7) 0.6681877721681662 logistfun(0.7,2) 1.3363755443363323
4.3. Изучите возможность обращения к функции с произвольным (непозиционным) расположением аргументов
logistfun(b=0.5,a=0.8) 0.34498724056380625
4.4. Пример со значениями аргументов функции, содержащимися в списке или кортеже
b1234=[b1,b2,b3,b4] qq=slozh(*b1234) ;qq # Оператор * распаковывает элементы [1, 2, -1, -2, 0, 2, -1, -1] uslovniy_list = [1,2,3,4] slozh(*uslovniy_list) 10
4.5. Пример со значениями аргументов функции, содержащимися в словаре
dic4={"a1":1,"a2":2,"a3":3,"a4":4} qqq=slozh(**dic4);qqq # Распаковываем значения словаря 10 qqq_usl=slozh(*dic4);qqq_usl # Распаковываем ключи словаря 'a1a2a3a4'
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): """Кортеж - сборка аргументов - должен быть последним!""" smm=0 for elt in kort7: smm+=elt return asmm+b
func4(-1,2,0,3,6) -7
4.9. Изменение значений объектов, используемых в качестве аргументов функции
a=90 def func3(b): a=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]
- Специальные типы пользовательских функций 5.1. Анонимные функции.
anfun1=lambda: 1.5+math.log10(17.23) anfun1() 2.7362852774480286 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 print(alp.next()) Traceback (most recent call last): File "<pyshell#26>", line 1, in print(alp.next()) StopIteration
- Локализация объектов в функциях 6.1. Примеры на локализацию объектов
glb=10 def func7(arg): loc1=15 glb=8 return loc1*arg
res=func7(glb);res 150
def func8(arg): loc1=15 print(glb) glb=8 return loc1*arg
res=func8(glb);res Traceback (most recent call last): File "<pyshell#40>", line 1, in res=func8(glb);res File "<pyshell#39>", line 3, in func8 print(glb) UnboundLocalError: cannot access local variable 'glb' where it is not associated with a value
glb=11 def func7(arg): loc1=15 global glb print(glb) glb=8 return loc1*arg res=func7(glb);res 11 165
6.2. Выявление локализации объекта с помощью функций locals() и globals() из builtins
globals().keys() dict_keys(['name', 'doc', 'package', 'loader', 'spec', 'annotations', 'builtins', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8']) locals().keys() dict_keys(['name', 'doc', 'package', 'loader', 'spec', 'annotations', 'builtins', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8'])
def func8(arg): loc1=15 glb=8 print(globals().keys()) print(locals().keys()) return loc1*arg
hh=func8(glb) dict_keys(['name', 'doc', 'package', 'loader', 'spec', 'annotations', 'builtins', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8']) dict_keys(['arg', 'loc1', 'glb']) hh 120 '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 loc1arg1 loc1=5 glb=func9_1(loc1) print('loc_func9:',locals().keys()) print('glob_func9:',globals().keys()) return arg2+arg3glb
kk=func9(10,1) glob_func9_1: dict_keys(['name', 'doc', 'package', 'loader', 'spec', 'annotations', 'builtins', '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', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8', 'hh', 'func9'])
6.4.
import math
Ввод параметров
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])
print(f"Параметры системы: k1={k1}, T={T}, k2={k2}, Xm={Xm}") print(f"Входной сигнал: A={A}, F={F}, N={N}")
Создание входного сигнала (синусоида)
vhod = [] for i in range(N): vhod.append(A * math.sin((2 * i * math.pi) / F))
print("Входной сигнал:", vhod[:10]) # Покажем первые 10 значений
Функции компонентов системы
def realdvig(xtt, kk1, TT, yti1, ytin1): """Модель реального двигателя""" yp = kk1 * xtt # усилитель yti1 = yp + yti1 # Интегратор ytin1 = (yti1 + TT * ytin1) / (TT + 1) # Инерционное звено 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 нечувствительности""" if xtt < gran and xtt > (-gran): ytt = 0 elif xtt >= gran: ytt = xtt - gran elif xtt <= (-gran): ytt = xtt + gran return ytt
Моделирование системы
yi1 = 0 # состояние интегратора двигателя yin1 = 0 # состояние инерционного звена yi2 = 0 # состояние интегратора тахогенератора
vyhod = [] # выход системы
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('Выход системы y=', vyhod) k1,T,k2,Xm,A,F,N=1,2,3,4,5,6,7 Параметры системы: k1=1.0, T=2.0, k2=3.0, Xm=4.0 Входной сигнал: A=5.0, F=6.0, N=7 Входной сигнал: [0.0, 4.330127018922193, 4.330127018922194, 6.123233995736766e-16, -4.330127018922193, -4.330127018922193, -1.2246467991473533e-15] Выход системы y= [0, 0, 0, 0, -3.430711797903516, -4.909726376383112, 0]