# Отчёт по теме 9: Создание пользовательских классов и объектов
Филиппов Даниил Юрьевич, А-01-23

 # 1. Запуск интерактивной оболочки IDLE
```py
>>> import os
>>> os.chdir('C:\\Users\\danii\\Desktop\\FilippovDY\\python-labs\\TEMA9')
```

 # 2. Создание классов и их наследников
Класс - это элемент ПО, описывающий абстрактный тип данных и его частичную или полную реализацию. Он представляет 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
```py
>>> class Class1:               #Объявление класса
...     def zad_zn(self,znach): #Метод 1 класса1 – задание значения data
... 	    self.data=znach # self - ссылка на экземпляр класса
...     def otobrazh(self):     # Метод 2 класса1
... 	    print(self.data)#Отображение данных экземпляра класса
... 
```

У этого класса есть два метода: zad_zn (устанавливает значение свойства объекта) и otobrazh (выводит это значение на экран).
Еще у него есть один атрибут - data.
self — это обязательный первый параметр всех методов в классе, ссылающийся на конкретный
экземпляр класса и нужный для определения обращения к атрибутам и методам.

```py	    
>>> z1=Class1()   #Создаём 1-й экземпляр класса
>>> z2=Class1()   #Создаём 2-й экземпляр класса
>>> z1.zad_zn('экз.класса 1')  #Обращение к методу класса у 1-го экз.
>>> z2.zad_zn(-632.453)         #Обращение к методу класса у 2-го экз.
>>> z1.otobrazh()      # Обращение ко второму методу класса
экз.класса 1
>>> z2.otobrazh()
-632.453
>>> z1.data='Новое значение атрибута у экз.1'
>>> z1.otobrazh()
Новое значение атрибута у экз.1
```


 ## 2.2 Создание класса-наследника
```py
>>> 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']
```

Объекты с нижними подчеркиваниями - встроенные атрибуты и методы, которые есть у каждого класса. Кроме этого, есть унаследованные от родительского класса методы, один из которых переопределен.
При создании дочернего класса атрибуты и методы родительского класса переносятся дочернему. В дочернем классе методы могут быть переопределены. То есть метод с одинаковым именем в разных классах будет вести себя по-разному.

```py
>>> z3
<__main__.Class2 object at 0x000001FAB6A8E7B0>
>>> z3.zad_zn('Совсем новое')
>>> z3.otobrazh()
значение= Совсем новое
>>> z1.otobrazh()
Новое значение атрибута у экз.1
>>> del  z1,z2,z3
```


 # 3. Использование классов, содержащихся в модулях
Создадим модуль Mod3 со следующим содержанием:
```py
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)
```

```py
>>> from Mod3 import Class1 #Частичный импорт содержимого модуля
>>> z4=Class1()
>>> z4.otobrazh()
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#4>", line 1, in <module>
    z4.otobrazh()
  File "C:\Users\danii\Desktop\FilippovDY\python-labs\TEMA9\Mod3.py", line 5, in otobrazh
    print(self.data)#Отображение данных экземпляра
AttributeError: 'Class1' object has no attribute 'data'
```

Ошибка возникла потому, что otobrazh было вызвано раньше, чем метод, инициализирующий атрибут data, то есть мы пытаемся напечатать значение несуществующего объекта.

```py
>>> import sys
>>> sys.modules.pop('Mod3')
<module 'Mod3' from 'C:\\Users\\danii\\Desktop\\FilippovDY\\python-labs\\TEMA9\\Mod3.py'>
>>> from Mod3 import Class1
>>> z4=Class1()
>>> z4.data='значение данного data у экз.4'
>>> z4.otobrazh()
значение данного data у экз.4
```

Здесь otobrazh - это метод класса Class2 и соответствующего ему экземпляра класса z2. Этот метод не принимает значимых параметров, кроме формального self.

```py
>>> del z4
>>> 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
```

Здесь otobrazh - это уже просто функция, глобально определенная в модуле mod3. Она определена вне пользовательского класса, поэтому атрибута data в ее зоне доступа нет. Так что эта функция принимает один обязательный параметр - выводимую переменную.


 # 4. Использование специальных методов
Имена специальных методов предваряются одним или двумя подчерками и имеют вид: ```__<имя специального метода>__```
```py
>>> 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 создадим экземпляр класса Class3 и отобразим его.
```py
>>> z5=Class3('abc') #При создании экземпляра срабатывает конструктор
>>> z5.otobrazh() 
значение= abc
>>> z6=z5+'def'
>>> z6.otobrazh()
значение= abcdef
>>> z6.zad_dr_zn(3)
>>> z6.otobrazh()
значение= abcdefabcdefabcdef
```


 # 5. Присоединение атрибутов к классу
```py
>>> 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.'
>>> 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__', 'fio', 'otobrazh', 'zad_dr_zn', 'zad_zn']
z7=Class3(123)
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']
```

В dir(z7), по сравнению с dir(Class3), указаны также атрибуты, относящиеся непосредственно к экземпляру. dir(Class3) показывает атрибуты класса Class3. Это включает методы, свойства, и встроенные специальные методы класса, но не атрибуты конкретных объектов, созданных на основе этого класса.
dir(z7) показывает атрибуты объекта z7. 

```py
dir(z7)==dir(Class3)
False
z7.rozden='1987' # Добавим еще один атрибут
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', 'rozden', 'zad_dr_zn', 'zad_zn']
dir(Class3) # При этом у dir(Class3) его нет
['__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__', 'fio', 'otobrazh', 'zad_dr_zn', 'zad_zn']
```


 # 6. Выявление родительских классов
Такое выявление делается с помощью специального атрибута ```__bases__```.
```py
>>> Class3.__bases__
(<class '__main__.Class2'>,)
>>> Class2.__bases__
(<class 'Mod3.Class1'>,)
>>> Class1.__bases__
(<class 'object'>,)
>>> object.__bases__
()
```

Полный порядок наследования:
```py
>>> Class3.__mro__
(<class '__main__.Class3'>, <class '__main__.Class2'>, <class 'Mod3.Class1'>, <class 'object'>)
>>> 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. Свойства нужны для того, чтобы ограничить прямой доступ к изменению атрибута.
```py
>>> 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)
... 
... 	
>>> exempl=Class4(12)
>>> exempl.svojstvo
12
>>> exempl.svojstvo=45
>>> print(exempl.svojstvo)
45
>>> del exempl.svojstvo
>>> exempl.svojstvo
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#64>", line 1, in <module>
    exempl.svojstvo
  File "<pyshell#58>", line 5, in chten
    return sam.__prm
AttributeError: 'Class4' object has no attribute '_Class4__prm'
```

Такой вывод происходит, потому что этот атрибут уже удален.


 # 8. 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.
Создадим модуль SAU.py с классом:
```py
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])
```

Тестирование класса произведём с помощью следующей программы, которая находится в модуле main_Sau.py:
```py
###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()
```

Тестирование программы:
```py
>>> import main_SAU.py
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
```

![График](Figure_1.png)


 # 9. Завершение сеанса работы с IDLE