# Отчет по теме 7 Снегура Дана, А-02-23 ## 1 Запуск интерактивной оболочки IDLE Была запущена интерактивная оболочка IDLE. ## 2 Изучение создания простых функций Было изучено создание различных функций. ## 2.1 Изучение создания функции без аргументов Была создана и потом применена функция, которая печатает определенный текст. Был определен класс функции и просмотрено пространство имен, в котором появилось название созданной функции. Просмотрена помощь по функции, в которой был выведен комментарий, созданный при создании функции. Можно сделать вывод, что в описании к функции нужно описать ее концепцию, что делает функция и какие аргументы нужно указывать. ```py >>>def uspeh(): """Подтверждение успеха операции""" print('Выполнено успешно!') >>>uspeh() Выполнено успешно! >>>type(uspeh) >>>dir() ['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'os', 'uspeh'] >>>help(uspeh) Help on function uspeh in module __main__: uspeh() Подтверждение успеха операции ``` ## 2.2 Изучение создания функции с двумя аргументами Была создана и применена функция сравнения двух чисел. При передаче в аргументы переменных класса чисел, функция сравнила числа, а при передачи чисел типа строка, функция сравнила переменные посимвольно, то есть первую цифру числа. ```py >>>def sravnenie(a,b): """Сравнение a и b""" if a>b: print(a,' больше ',b) elif a>>n,m=16,5;sravnenie(n,m) 16 больше 5 >>>n,m="16","5";sravnenie(n,m) 16 меньше 5 ``` ## 2.3 Изучение создания функции с применением return Была создана и применена функция, которая возвращает результат вычисления математического выражения. ```py >>>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 Изучение создания функции сложения обьектов различных типов Была создана и применена функция сложения различных обьектов. При сложении чисел, фунцкия вернула сумму, при сложении строк, списков и кортежей, функция обьединила их в один обьект, а при передаче в виде аргументов словарей и множеств произошла ошибка. ```py >>>def slozh(a1,a2,a3,a4): """ Сложение значений четырех аргументов""" return a1+a2+a3+a4 >>>slozh(1,2,3,4) # Сложение чисел 10 >>>slozh('1','2','3','4') # Сложение строк '1234' >>>b1=[1,2];b2=[-1,-2];b3=[0,2];b4=[-1,-1] >>>q=slozh(b1,b2,b3,b4) #Сложение списков >>>kor1 = ("s", 1, "n") >>>kor2 = ("e", 2, "g") >>>kor3 = ("u", 3, "r") >>>kor4= ("a" , 4, "d") >>>k=slozh(kor, kor2, kor3, kor4) >>>k ('s', 1, 'n', 'e', 2, 'g', 'u', 3, 'r', 'a', 4, 'd') >>>sl1 = {"A": 1, "B": 2} >>>sl2 = {"D": 5, "E": 6} >>>sl4 = {"F": 7, "H": 8} >>>sl=slozh(sl1, sl2, sl3, sl4) Traceback (most recent call last): File "", line 1, in sl=slozh(sl1, sl2, sl3, sl4) File "", line 3, in slozh return a1+a2+a3+a4 TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'dict' and 'dict' >>>mn1 = {"A", "B"} >>>mn2 = {"C", "D"} >>>mn3 = {"E", "F"} >>>mn4 = {"H", "J"} >>>mn=slozh(mn1, mn2, mn3, mn4) Traceback (most recent call last): File "", line 1, in mn=slozh(mn1, mn2, mn3, mn4) File "", line 3, in slozh return a1+a2+a3+a4 TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'set' and 'set' ``` ## 2.5 Изучение создания функции, которая создает список со значениями вычисленных сигналов Была создана функция, которая вычисляет значение по определенной формуле, далее реализован цикл, в котором созданный ранее список пополняется новыми значениями выходного сигнала, которые зависят от предыдущего значения выходного сигнала. По данным выходного сигнала был построен график. ```py >>>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=[] #Заготовили список для значений выхода >>>TT=20 #Постоянная времени >>>yy=0 #Нулевое начальное условие >>>for xx in sps: yy=inerz(xx,TT,yy) spsy.append(yy) >>>import pylab >>>spsm = list(range(101)) >>>pylab.plot(spsm, spsy) [] >>>pylab.show() ``` ![](Figure_1.png) ## 3 Изучение действий с функциями как с обьектами ## 3.1 Изучение вывода подсказок по функции Были выведены атрибуты созданной функции и применен один из них, который показал описание функции, которое также было выведено с помощью функции help. ```py >>>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:\n x- 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 Изучение создания ссылки на обьект Была создана ссылка на функцию и уже по этой ссылке вызвана функция, которая сравнила два числа по величине. ```py >>>fnkt=sravnenie >>>v=16 >>>fnkt(v,23) 16 меньше 23 ``` ## 3.3 Изучение применения условия if для применения разных функций Был создан цикл-условия, в котором при однос условии функция определяется одними инструкциями, а при другом условии - другими. И была вызвана эта функция. ```py >>>typ_fun=8 >>>if typ_fun==1: def func(): print('Функция 1') else: def func(): print('Функция 2') >>>func() Функция 2 ``` ## 4 Изучение работы с аргументами функции Были рассмотрены различные варианты передачи аргументов функции и работы с ними. ## 4.1 Изучение функции как аргумента другой функции Была создана функция, а потом вызвана с передачей в виде первого аргумента - другой функции. ```py 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 Изучение функции, в которой присутствует предопределенный аргумент Была создана функция, в которой один аргумент уже предопределен, а при вызове функции передается всего один аргумент из двух. ```py >>>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) #Вычисление со значением b по умолчанию 0.6681877721681662 >>>logistfun(0.7,2) #Вычисление с заданным значением b logistfun(b=0.5,a=0.8) # Ссылки на аргументы поменялись местами ``` ## 4.3 Изучение передачи аргументов функции в произвольном порядке Функция была вызвана с передачей аргументов не по порядку, а по названию аргументов. ```py >>>logistfun(b=0.5,a=0.8) # Ссылки на аргументы поменялись местами 0.34498724056380625 ``` ## 4.4 Изучение передачи аргумента в виде ссылки на список Была вызвана функция, которой в качестве аргументов была передана ссылка на список. ```py >>>b1234=[b1,b2,b3,b4] # Список списков из п.2.4 >>>qq=slozh(*b1234) #Перед ссылкой на список или кортеж надо ставить звездочку >>>qq [1, 2, -1, -2, 0, 2, -1, -1] ``` ## 4.5 Изучение передачи аргумента в виде ссылки на словарь Была вызвана функция, которой в качестве аргументов была передана ссылка на словарь. В результате функция взяла в качестве аргументов значения из словаря. ```py qqq=slozh(**dic4) #Перед ссылкой на словарь надо ставить две звездочки qqq 10 ``` ## 4.6 Изучение передачи аргументов в виде ссылки на список и словарь Была вызвана функция, которой в качестве аргументов была передана ссылка на список и словарь. ```py >>>e1=(-1,6);dd2={'a3':3,'a4':9} >>>qqqq=slozh(*e1,**dd2) >>>qqqq 17 ``` ## 4.7 Изучение функции, в которой в качестве аргумента присутствует кортеж неопределенного размера Была создана функция, где изначально не определено количество аргументов. Все переданные переменные в функцию, собираются в кортеж, доступный внутри функции. ```py >>>def func4(*kort7): """Произвольное число аргументов в составе кортежа""" smm=0 for elt in kort7: smm+=elt return smm >>>func4(-1,2) #Обращение к функции с 2 аргументами 1 >>>func4(-1,2,0,3,6) #Обращение к функции с 5 аргументами 10 ``` ## 4.8 Изучение функции, с неопределенным количеством аргументов Была создана функция где изначально есть два аргумента, а далее не определено количество аргументов. Все переданные переменные в функцию, собираются в кортеж, доступный внутри функции. Также была создана функция, где переданные аргументы собираются в словарь. ```py >>>def func4(a,b=7,*kort7): #Аргументы: a-позиционный, b- по умолчанию + кортеж """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 >>>def func5(**slovar): print(slovar) >>>func5(a=5, n=8, m=30) {'a': 5, 'n': 8, 'm': 30} ``` ## 4.9 Изучение изменения обьектов внутри функции Были созданы функции, внутри которых передаваемый аргумент как-либо был изменен, и после применения функции, просмотрено значение переменных. Числовая переменная осталась такой же (а созданная внутри функции переменная "a" не имела связи с созданной "а" вне функции), какой была задана, элемент списка изменился, а при попытке передать в функцию кортеж - вышла ошибка, так как передавалась можно сказать ссылка на кортеж и была попытка его изменить. ```py >>>def func3(b): a=5*b+67 >>>a #Переменная не изменилась 90 >>>sps1=[1,2,3,4] #Список – изменяемый тип объекта >>>def func2(sps): sps[1]=99 >>>func2(sps1) >>>print(sps1) #Элемент списка изменился [1, 99, 3, 4] >>>kort=(1,2,3,4) #Кортеж – неизменяемый тип объекта >>>func2(kort) Traceback (most recent call last): File "", line 1, in func2(kort) File "", line 2, in func2 sps[1]=99 TypeError: 'tuple' object does not support item assignment ``` ## 5 Изучение специальных типов пользовательских функций Были изучены и созданы анонимные функции и функции-генераторы. ## 5.1 Изучение анонимных функций Были созданы и применены функции без имени без аргументов, с двумя аргументами и с необязательным аргументом. ```py >>>import math >>>anfun1=lambda: 1.5+math.log10(17.23) #Анонимная функция без аргументов >>>anfun1() # Обращение к объекту-функции 2.7362852774480286 >>>anfun2=lambda a,b : a+math.log10(b) #Анонимная функция с 2 аргументами >>>anfun2(17,234) 19.369215857410143 >>>anfun3=lambda a,b=234: a+math.log10(b) #Функция с необязательным вторым аргументом >>>anfun3(100) 102.36921585741014 ``` ## 5.2 Изучение функции-генератора Была создана функция-генератор, которая производит последовательность чисел. Она была выведена с помощью цикла for, а также генерирующиеся значения были выведены поотдельности, с помощью метода __next__. ```py >>>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__()) #На данном этапе, сообщается о том, что больше нет значений для выдачи. Traceback (most recent call last): File "", line 1, in print(alp.__next__()) StopIteration ``` ## 6 Изучение обьектов в функциях Были изучены локальные и глобальные обьекты, а также смоделирована система управления. ## 6.1 Изучение работы с глобальными и локальными обьектами Была создана функция, внутри которой уже существующей в глобальном пространстве переменной было присвоено определенное новое значение. При выполнении функции глобальная переменная не изменялась. Далее внутри созданной функции была попытка напечатать переменную, которой не существует в пространстве имен функции. Также была создана функция, внутри которой была обьявлена переменная как глобальная и после этого она была изменена внутри функции, что изменило ее в глобальном пространстве. ```py >>>glb=10 >>>def func7(arg): loc1=15 glb=8 return loc1*arg >>>res=func7(glb) #Для получения результата здесь использовалось значение переменной glb=10, то есть глобальной переменной, потому что именно она была передана в arg, который использовался в вычислениях. >>>res 150 >>>glb #Значение переменной не изменилось, так как это глобальная переменная и вне функции она не переопределялась. 10 >>>def func8(arg): loc1=15 print(glb) glb=8 return loc1*arg >>>res=func8(glb) #В данном случае выведется ошибка, так как до функции print внутри пространства имен функции не существует переменной glb Traceback (most recent call last): File "", line 1, in res=func8(glb) File "", 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) 11 >>>glb #В этом случае значение переменной меняется, так как внутри функции обьявляется именно глобальная переменная glb. 8 >>>res #Однако в виде arg мы передали именно значение glb равное 11, поэтому как аргумент будет использоваться именно это значение, хоть сама переменная glb и была изменена. 165 ``` ## 6.2 Изучение нахождения локальных и глобальных обьектов Были выведены локальные и глобальные обьекты в глобальном пространстве видимости и также внутри функции. ```py >>>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', 'kor', 'kor2', 'kor3', 'kor4', 'k', 'sl1', 'sl2', 'sl3', 'sl4', 'mn1', 'mn2', 'mn3', 'mn4', 'inerz', 'sps', 'spsy', 'TT', 'yy', 'xx', 'pylab', 'spsm', 'fnkt', 'typ_fun', 'func', 'fun_arg', 'zz', 'b1234', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'func5', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'mm', 'alp', 'al', 'glb', 'func7', 'res', 'func8']) >>>locals().keys() #В данном случае отличий не будет, так как локализация обьектов запрашивается в глобальной области видимости. dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__annotations__', '__builtins__', 'os', 'uspeh', 'sravnenie', 'n', 'm', 'logistfun', 'v', 'w', 'z', 'slozh', 'b1', 'b2', 'b3', 'b4', 'q', 'kor', 'kor2', 'kor3', 'kor4', 'k', 'sl1', 'sl2', 'sl3', 'sl4', 'mn1', 'mn2', 'mn3', 'mn4', 'inerz', 'sps', 'spsy', 'TT', 'yy', 'xx', 'pylab', 'spsm', 'fnkt', 'typ_fun', 'func', 'fun_arg', 'zz', 'b1234', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'func5', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'mm', 'alp', 'al', 'glb', 'func7', 'res', 'func8']) >>>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) #В этом случае глобальные обьекты остались те же, а вот место локализации теперь - это функция, и в ней существуют три локальных обьекта. dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__annotations__', '__builtins__', 'os', 'uspeh', 'sravnenie', 'n', 'm', 'logistfun', 'v', 'w', 'z', 'slozh', 'b1', 'b2', 'b3', 'b4', 'q', 'kor', 'kor2', 'kor3', 'kor4', 'k', 'sl1', 'sl2', 'sl3', 'sl4', 'mn1', 'mn2', 'mn3', 'mn4', 'inerz', 'sps', 'spsy', 'TT', 'yy', 'xx', 'pylab', 'spsm', 'fnkt', 'typ_fun', 'func', 'fun_arg', 'zz', 'b1234', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'func5', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'mm', 'alp', 'al', 'glb', 'func7', 'res', 'func8']) dict_keys(['arg', 'loc1', 'glb']) 'glb' in globals().keys() True ``` ## 6.3 Изучение глобальных и локальных обьектов внутри вложенных функций Были выведены глобальные и локальные обьекты внутри функции и внутри вложенной в нее функции. Можно следать вывод, что созданные переменные во вложенной функции не будут доступны для той функции, в которую вложена данная функция, так как в списке локальных обьектов в основной функции их нет. То есть они существуют только в пространстве вложенной функции. Так же и с обьектами основной функции - их не существует для вложенной функции. Сама же основная функция становится локальным обьектом, а вот вложенная функция как обьект существует только внутри основной функции. ```py >>>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', 'kor', 'kor2', 'kor3', 'kor4', 'k', 'sl1', 'sl2', 'sl3', 'sl4', 'mn1', 'mn2', 'mn3', 'mn4', 'inerz', 'sps', 'spsy', 'TT', 'yy', 'xx', 'pylab', 'spsm', 'fnkt', 'typ_fun', 'func', 'fun_arg', 'zz', 'b1234', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'func5', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'mm', 'alp', 'al', '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', 'kor', 'kor2', 'kor3', 'kor4', 'k', 'sl1', 'sl2', 'sl3', 'sl4', 'mn1', 'mn2', 'mn3', 'mn4', 'inerz', 'sps', 'spsy', 'TT', 'yy', 'xx', 'pylab', 'spsm', 'fnkt', 'typ_fun', 'func', 'fun_arg', 'zz', 'b1234', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'func5', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'math', 'anfun2', 'anfun3', 'mm', 'alp', 'al', 'glb', 'func7', 'res', 'func8', 'hh', 'func9']) ``` ## 6.4 Изучение моделирования системы управления Была смоделирована система управления, состоящую из реального двигателя, тахогенератора и зоны нечувствительности (их модели представляются пользовательскими функциями). На вход системы подается синусоидальный сигнал, который проходит через отрицательную обратную связь. Модель реального двигателя и тахогенератора представлены интеграторами и усилителями, а зона нечувствительности ограничивает значения выходного сигнала. В результате работы программы вычисляется и выводится список значений, представляющих выходной сигнал системы. ```py >>>znach=input('k1,T,k2,Xm,A,F,N=').split(',') k1,T,k2,Xm,A,F,N=0.5,35,0.6,5,1000,5,15 >>>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]) >>>import math >>>vhod=[] >>>for i in range(N): vhod.append(A*math.sin((2*i*math.pi)/F)) >>>vhod [0.0, 951.0565162951535, 587.7852522924733, -587.785252292473, -951.0565162951536, -2.4492935982947065e-13, 951.0565162951535, 587.7852522924734, -587.7852522924728, -951.0565162951538, -4.898587196589413e-13, 951.0565162951528, 587.7852522924736, -587.7852522924726, -951.0565162951538] >>>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 нечувствительности if 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, 8.209118281877132, 29.104924685415277, 40.86232427117668, 38.3075414151359, 34.68635884409398, 42.90679739719954, 57.19526562043458, 60.53754513466764, 47.64611630565597, 31.742316122264157, 25.812753880749888, 24.278160244795345, 10.44509996519298, -10.518946273258612] ``` ## 7 Завершение работы в IDLE Был завершен сеанс в среде IDLE.