форкнуто от main/python-labs
Вы не можете выбрать более 25 тем
Темы должны начинаться с буквы или цифры, могут содержать дефисы(-) и должны содержать не более 35 символов.
465 строки
14 KiB
Markdown
465 строки
14 KiB
Markdown
# Отчёт по теме 7. Создание пользовательских функций
|
|
|
|
Выполнил Огарков Илья, А-03-23
|
|
|
|
## 1. Начало работы
|
|
|
|
Создание текстового файла `report.md`
|
|
```python
|
|
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**
|
|
```python
|
|
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**
|
|
```python
|
|
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**
|
|
```python
|
|
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**
|
|
```python
|
|
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 <module>
|
|
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 <module>
|
|
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.**
|
|
```python
|
|
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)
|
|
```
|
|
|
|
## 3. Функции как объекты.
|
|
**3.1. Получение списка атрибутов объекта-функции.**
|
|
```python
|
|
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**
|
|
```python
|
|
fnkt=sravnenie
|
|
v=16
|
|
fnkt(v,23)
|
|
16 меньше 23
|
|
```
|
|
|
|
**3.3. Возможность альтернативного определения функции в программе**
|
|
```python
|
|
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. Изучите возможность использования функции в качестве аргумента другой функции**
|
|
```python
|
|
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**
|
|
```python
|
|
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**
|
|
```python
|
|
logistfun(b=0.5,a=0.8)
|
|
0.34498724056380625
|
|
```
|
|
|
|
**4.4. Пример со значениями аргументов функции, содержащимися в списке или кортеже**
|
|
```python
|
|
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**
|
|
```python
|
|
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**
|
|
```python
|
|
e1=(-1,6);dd2={'a3':3,'a4':9}
|
|
qqqq=slozh(*e1,**dd2)
|
|
qqqq
|
|
17
|
|
```
|
|
|
|
**4.7. Переменное число аргументов у функции**
|
|
```python
|
|
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**
|
|
```python
|
|
def func4(a,b=7,*kort7):
|
|
"""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
|
|
```
|
|
|
|
**4.9. Изменение значений объектов, используемых в качестве аргументов функции**
|
|
```python
|
|
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]
|
|
```
|
|
|
|
## 5. Специальные типы пользовательских функций
|
|
**5.1. Анонимные функции**
|
|
```python
|
|
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**
|
|
```python
|
|
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 <module>
|
|
print(alp.__next__())
|
|
StopIteration
|
|
```
|
|
|
|
## 6. Локализация объектов в функциях
|
|
**6.1. Примеры на локализацию объектов**
|
|
```python
|
|
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 <module>
|
|
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**
|
|
```python
|
|
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**
|
|
```python
|
|
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__', '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.**
|
|
```python
|
|
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]
|
|
```
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|