\# Отчёт по Теме 8 Соловьёва Екатерина, А-01-23 \## 1. Запуск интерактивной оболочки IDLE. Следует начинать сеанс работы с IDLE со следующих инструкций: ```py   import sys, importlib #Импорт трёх важных вспомогательных модулей   import os   os.chdir("C:\\\\Users\\\\Ekaterina\\\\OneDrive\\\\Desktop\\\\Solovyova\\\\python-labs\\\\TEMA8")   os.getcwd() #Контролируем корректность установки текущего каталога   'C:\\\\Users\\\\Ekaterina\\\\OneDrive\\\\Desktop\\\\Solovyova\\\\python-labs\\\\TEMA8' ``` Большие программы делятся на части-модули, записываемые в отдельные файлы. Это делается для удобства отладки, обеспечения возможности коллективной разработки, создания возможности повторного использования программ и по другим соображениям. При этом возникают 2 проблемы: \- передача управления от одного модуля к другому в процессе выполнения программы; \- передача данных между модулями. Поэтому техника структурирования программ на любом языке программирования предусматривает изучение способов решения этих проблем. \## 2. Создание и использование модулей в среде Python. Модулем в среде Python называется любая часть программного кода на этом языке, записанная в отдельном файле. В языке Python модули также являются объектами класса module. \## 2.1. Запуск модуля на выполнение путем его импорта. Cодержимое модуля становится доступным для исполнения после выполнения процедуры импорта. После импорта модуль становится объектом в пространстве имен той части программы, где осуществлен импорт. Модуль получает имя или псевдоним, заданные в инструкции импорта, а также набор атрибутов. При этом появляется возможность использования всех приемов, применяемых при работе с модулями. В Python импорт является одним из важных способов решения проблемы передачи управления между модулями. Файл с именем Mod1.py содержит: ```py perm1=input('Mod1:Введите значение = ') print('Mod1:Значение perm1=',perm1) ``` Пока введенный или измененный текст в этом окне не сохранен в файле, в заголовке перед именем файла стоит символ «\*» (звёздочка). Теперь вспомним возможность запуска модуля из командной строки оболочки IDLE. Для этого введите в ней инструкцию ```py   import Mod1   Mod1:Введите значение = 5   Mod1:Значение perm1= 5 ``` При этом управление передается от модуля с именем \_\_main\_\_ (это имя модуля – командной строки) к модулю Mod1, который ищется в файле с именем Mod1.py в рабочем каталоге. Если бы он находился в другом каталоге, то в инструкции импорта пришлось бы указать не только имя файла с модулем, но и его каталог. После выполнения записанной в модуль программы (после ввода значения объекта perm1 и его отображения) управление возвращается вызывающему модулю, т.е. в данном случае, в командную строку. Объекты, созданные при выполнении модуля, становятся его атрибутами. ```py type(Mod1) dir(Mod1) \['\_\_builtins\_\_', '\_\_cached\_\_', '\_\_doc\_\_', '\_\_file\_\_', '\_\_loader\_\_', '\_\_name\_\_', '\_\_package\_\_', '\_\_spec\_\_', 'perm1'] ``` Доступ к значению созданного в модуле объекта perm1 – атрибута модуля Mod1: ```py   Mod1.perm1   '5' import Mod1 ``` Повторно выполнить модуль с помощью инструкции импорта не выходит. Для повторного выполнения ранее импортированного модуля следует применить функцию reload из модуля imp: ```py   importlib.reload(Mod1)   Mod1:Введите значение = 3   Mod1:Значение perm1= 3     Mod1.perm1   '3' ``` \## 2.2. Словарь импортированных модулей ```py   print(sorted(sys.modules.keys()))   \['Mod1', '\_\_future\_\_', '\_\_main\_\_', '\_abc', '\_ast', '\_bisect', '\_bz2', '\_codecs', '\_collections', '\_collections\_abc', '\_colorize', '\_compat\_pickle', '\_compression', '\_datetime', '\_frozen\_importlib', '\_frozen\_importlib\_external', '\_functools', '\_heapq', '\_imp', '\_io', '\_lzma', '\_opcode', '\_opcode\_metadata', '\_operator', '\_pickle', '\_pyrepl', '\_pyrepl.pager', '\_queue', '\_random', '\_signal', '\_sitebuiltins', '\_socket', '\_sre', '\_stat', '\_string', '\_struct', '\_suggestions', '\_sysconfig', '\_thread', '\_tkinter', '\_tokenize', '\_typing', '\_warnings', '\_weakref', '\_weakrefset', '\_winapi', '\_wmi', 'abc', 'ast', 'bdb', 'binascii', 'bisect', 'builtins', 'bz2', 'codecs', 'collections', 'collections.abc', 'configparser', 'contextlib', 'copyreg', 'datetime', 'dis', 'encodings', 'encodings.aliases', 'encodings.cp1251', 'encodings.utf\_8', 'enum', 'errno', 'fnmatch', 'functools', 'genericpath', 'heapq', 'idlelib', 'idlelib.autocomplete', 'idlelib.autocomplete\_w', 'idlelib.calltip', 'idlelib.calltip\_w', 'idlelib.config', 'idlelib.debugger', 'idlelib.debugger\_r', 'idlelib.debugobj', 'idlelib.debugobj\_r', 'idlelib.hyperparser', 'idlelib.iomenu', 'idlelib.macosx', 'idlelib.multicall', 'idlelib.pyparse', 'idlelib.rpc', 'idlelib.run', 'idlelib.scrolledlist', 'idlelib.stackviewer', 'idlelib.tooltip', 'idlelib.tree', 'idlelib.util', 'idlelib.window', 'idlelib.zoomheight', 'importlib', 'importlib.\_abc', 'importlib.\_bootstrap', 'importlib.\_bootstrap\_external', 'importlib.machinery', 'importlib.util', 'inspect', 'io', 'ipaddress', 'itertools', 'keyword', 'linecache', 'lzma', 'marshal', 'math', 'nt', 'ntpath', 'opcode', 'operator', 'os', 'os.path', 'pickle', 'pkgutil', 'platform', 'plistlib', 'posixpath', 'pydoc', 'pyexpat', 'pyexpat.errors', 'pyexpat.model', 'queue', 'random', 're', 're.\_casefix', 're.\_compiler', 're.\_constants', 're.\_parser', 'reprlib', 'select', 'selectors', 'shlex', 'shutil', 'site', 'socket', 'socketserver', 'stat', 'string', 'struct', 'sys', 'sysconfig', 'tempfile', 'textwrap', 'threading', 'time', 'tkinter', 'tkinter.constants', 'token', 'tokenize', 'traceback', 'types', 'typing', 'urllib', 'urllib.parse', 'warnings', 'weakref', 'winreg', 'xml', 'xml.parsers', 'xml.parsers.expat', 'xml.parsers.expat.errors', 'xml.parsers.expat.model', 'zipimport', 'zlib'] ``` Для обеспечения возможности повторного импорта и, следовательно, выполнения программы из модуля, его надо удалить из этого словаря: ```py   sys.modules.pop('Mod1') ```  Mod1 из него исчез повторите импорт и проверьте, что записанная в нем программа будет снова выполнена. После этого еще раз удалите Mod1 из словаря. ```py sys.modules.pop('Mod1') print(sorted(sys.modules.keys())) \['\_\_future\_\_', '\_\_main\_\_', '\_abc', '\_ast', '\_bisect', '\_bz2', '\_codecs', '\_collections', '\_collections\_abc', '\_colorize', '\_compat\_pickle', '\_compression', '\_datetime', '\_frozen\_importlib', '\_frozen\_importlib\_external', '\_functools', '\_heapq', '\_imp', '\_io', '\_lzma', '\_opcode', '\_opcode\_metadata', '\_operator', '\_pickle', '\_pyrepl', '\_pyrepl.pager', '\_queue', '\_random', '\_signal', '\_sitebuiltins', '\_socket', '\_sre', '\_stat', '\_string', '\_struct', '\_suggestions', '\_sysconfig', '\_thread', '\_tkinter', '\_tokenize', '\_typing', '\_warnings', '\_weakref', '\_weakrefset', '\_winapi', '\_wmi', 'abc', 'ast', 'bdb', 'binascii', 'bisect', 'builtins', 'bz2', 'codecs', 'collections', 'collections.abc', 'configparser', 'contextlib', 'copyreg', 'datetime', 'dis', 'encodings', 'encodings.aliases', 'encodings.cp1251', 'encodings.utf\_8', 'enum', 'errno', 'fnmatch', 'functools', 'genericpath', 'heapq', 'idlelib', 'idlelib.autocomplete', 'idlelib.autocomplete\_w', 'idlelib.calltip', 'idlelib.calltip\_w', 'idlelib.config', 'idlelib.debugger', 'idlelib.debugger\_r', 'idlelib.debugobj', 'idlelib.debugobj\_r', 'idlelib.hyperparser', 'idlelib.iomenu', 'idlelib.macosx', 'idlelib.multicall', 'idlelib.pyparse', 'idlelib.rpc', 'idlelib.run', 'idlelib.scrolledlist', 'idlelib.stackviewer', 'idlelib.tooltip', 'idlelib.tree', 'idlelib.util', 'idlelib.window', 'idlelib.zoomheight', 'importlib', 'importlib.\_abc', 'importlib.\_bootstrap', 'importlib.\_bootstrap\_external', 'importlib.machinery', 'importlib.util', 'inspect', 'io', 'ipaddress', 'itertools', 'keyword', 'linecache', 'lzma', 'marshal', 'math', 'nt', 'ntpath', 'opcode', 'operator', 'os', 'os.path', 'pickle', 'pkgutil', 'platform', 'plistlib', 'posixpath', 'pydoc', 'pyexpat', 'pyexpat.errors', 'pyexpat.model', 'queue', 'random', 're', 're.\_casefix', 're.\_compiler', 're.\_constants', 're.\_parser', 'reprlib', 'select', 'selectors', 'shlex', 'shutil', 'site', 'socket', 'socketserver', 'stat', 'string', 'struct', 'sys', 'sysconfig', 'tempfile', 'textwrap', 'threading', 'time', 'tkinter', 'tkinter.constants', 'token', 'tokenize', 'traceback', 'types', 'typing', 'urllib', 'urllib.parse', 'warnings', 'weakref', 'winreg', 'xml', 'xml.parsers', 'xml.parsers.expat', 'xml.parsers.expat.errors', 'xml.parsers.expat.model', 'zipimport', 'zlib'] import Mod1 Mod1:Введите значение = 5 Mod1:Значение perm1= 5 Mod1.perm1 '5' sys.modules.pop('Mod1') ``` \## 2.3. Запуск модуля на выполнение с помощью функции exec(). Запуск модуля на выполнение может быть произведен с использованием ранее изученной функции exec. При этом модуль не требуется импортировать. Функция exec действует так, как будто на месте обращения к ней в программу вставлен код из объекта-аргумента функции. Внимание: объект-модуль при этом не создается! Созданные при выполнении модуля объекты становятся объектами главной программы! ```py   exec(open('Mod1.py', encoding='utf-8').read())   Mod1:Введите значение = 1   Mod1:Значение perm1= 1   exec(open('Mod1.py', encoding='utf-8').read())   Mod1:Введите значение = 2   Mod1:Значение perm1= 2   exec(open('Mod1.py', encoding='utf-8').read())   Mod1:Введите значение = 3   Mod1:Значение perm1= 3 ``` Эту функцию можно вызывать любое число раз и каждый раз будет выполняться программа из модуля. \## 2.4. Использование инструкции from … import … В одном модуле может содержаться несколько программных единиц (например, функций или пользовательских объектов). Тогда можно осуществлять импорт модуля не целиком, а только часть содержащихся в нем объектов. ```py   from Mod1 import perm1   Mod1:Введите значение = 4   Mod1:Значение perm1= 4   'Mod1' in dir()   True   perm1   '4' ``` Пример 2. Mod2, содержащий две функции ```py def alpha():   print('\*\*\*\*ALPHA\*\*\*\*')   t=input('Значение t=')   return t def beta(q):   import math   expi=q\*math.pi   return math.exp(expi) ```py ```py g=beta(2) \*\*\*\*BETA\*\*\*\* g 535.4916555247646Выведите print(sorted(sys.modules.keys())) \['Mod2', '\_\_future\_\_', '\_\_main\_\_', '\_abc', '\_ast', '\_bisect', '\_bz2', '\_codecs', '\_collections', '\_collections\_abc', '\_colorize', '\_compat\_pickle', '\_compression', '\_datetime', '\_frozen\_importlib', '\_frozen\_importlib\_external', '\_functools', '\_heapq', '\_imp', '\_io', '\_lzma', '\_opcode', '\_opcode\_metadata', '\_operator', '\_pickle', '\_pyrepl', '\_pyrepl.pager', '\_queue', '\_random', '\_signal', '\_sitebuiltins', '\_socket', '\_sre', '\_stat', '\_string', '\_struct', '\_suggestions', '\_sysconfig', '\_thread', '\_tkinter', '\_tokenize', '\_typing', '\_warnings', '\_weakref', '\_weakrefset', '\_winapi', '\_wmi', 'abc', 'ast', 'bdb', 'binascii', 'bisect', 'builtins', 'bz2', 'codecs', 'collections', 'collections.abc', 'configparser', 'contextlib', 'copyreg', 'datetime', 'dis', 'encodings', 'encodings.aliases', 'encodings.cp1251', 'encodings.utf\_8', 'enum', 'errno', 'fnmatch', 'functools', 'genericpath', 'heapq', 'idlelib', 'idlelib.autocomplete', 'idlelib.autocomplete\_w', 'idlelib.calltip', 'idlelib.calltip\_w', 'idlelib.config', 'idlelib.debugger', 'idlelib.debugger\_r', 'idlelib.debugobj', 'idlelib.debugobj\_r', 'idlelib.hyperparser', 'idlelib.iomenu', 'idlelib.macosx', 'idlelib.multicall', 'idlelib.pyparse', 'idlelib.rpc', 'idlelib.run', 'idlelib.scrolledlist', 'idlelib.stackviewer', 'idlelib.tooltip', 'idlelib.tree', 'idlelib.util', 'idlelib.window', 'idlelib.zoomheight', 'importlib', 'importlib.\_abc', 'importlib.\_bootstrap', 'importlib.\_bootstrap\_external', 'importlib.machinery', 'importlib.util', 'inspect', 'io', 'ipaddress', 'itertools', 'keyword', 'linecache', 'lzma', 'marshal', 'math', 'nt', 'ntpath', 'opcode', 'operator', 'os', 'os.path', 'pickle', 'pkgutil', 'platform', 'plistlib', 'posixpath', 'pydoc', 'pyexpat', 'pyexpat.errors', 'pyexpat.model', 'queue', 'random', 're', 're.\_casefix', 're.\_compiler', 're.\_constants', 're.\_parser', 'reprlib', 'select', 'selectors', 'shlex', 'shutil', 'site', 'socket', 'socketserver', 'stat', 'string', 'struct', 'sys', 'sysconfig', 'tempfile', 'textwrap', 'threading', 'time', 'tkinter', 'tkinter.constants', 'token', 'tokenize', 'traceback', 'types', 'typing', 'urllib', 'urllib.parse', 'warnings', 'weakref', 'winreg', 'xml', 'xml.parsers', 'xml.parsers.expat', 'xml.parsers.expat.errors', 'xml.parsers.expat.model', 'zipimport', 'zlib'] ``` ```py   alpha() #Функция alpha не была импортирована Traceback (most recent call last):   File "", line 1, in NameError: name 'alpha' is not defined from Mod2 import alpha as al del al,beta from Mod2 import alpha as al, beta as bt del al,beta from Mod2 import \* tt = alpha() from Mod2 import \* tt=alpha() \*\*\*\*ALPHA\*\*\*\* Значение t=0.12 uu=beta(float(tt)) \*\*\*\*BETA\*\*\*\* uu 1.4578913609506803 ``` \## 3. Создание многомодульных программ. \## 3.1. Пример простой многомодульной программы. Модуль Mod0 ```py import Mod1 print('perm1=',Mod1.perm1) from Mod2 import alpha as al tt=al() print('tt=',tt) from Mod2 import beta qq=beta(float(tt)) print('qq=',qq) ``` Этот модуль содержит программу, вызывающую на выполнение ранее созданные модули Mod1, Mod2. Теперь программа будет состоять из 5 частей: главная программа, которой является командная строка IDLE и из которой будет вызываться модуль Mod0, и 3 модуля, вызываемых из модуля Mod0. ```py import Mod0 Mod1:Введите значение = 1 Mod1:Значение perm1= 1 perm1= 1 \*\*\*\*ALPHA\*\*\*\* Значение t=2 tt= 2 \*\*\*\*BETA\*\*\*\* qq= 535.4916555247646 Mod0.tt;Mod0.qq;Mod0.Mod1.perm1 '2' 535.4916555247646 '1' ``` \## 3.2. Еще пример. Создайте модуль MM1, включив в него (скопировать из текста темы 7) разработанные при выполнении предыдущей темы функции, реализующие усилитель, реальный двигатель, тахогенератор и нелинейное звено типа «зона нечувствительности». Затем создайте модуль ММ2, включив в него инструкции, обеспечивающие ввод параметров задачи, формирование входного сигнала, импорт модуля ММ1 и реализацию модели при расчете выходного сигнала: 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]) import math vhod=\[] for i in range(N):   vhod.append(A\*math.sin((2\*i\*math.pi)/F)) import MM1 as mod yi1=0;yin1=0;yi2=0 vyhod=\[] for xt in vhod:   xt1=xt-yi2 #отрицательная обратная связь   \[yi1,yin1]=mod.realdvig(xt1,k1,T,yi1,yin1)   yi2=mod.tahogen(yin1,k2,yi2)   yt=mod.nechus(yin1,Xm)   vyhod.append(yt) Наконец, создайте главную программу – модуль ММ0, запускающую на выполнение модуль ММ2 и выводящую полученный выходной сигнал import MM2 print('y=',MM2.vyhod) В ответ на запрос программы введите некоторые, подходящие по смыслу значения параметров задачи и проанализируйте полученный выходной сигнал. \## 3.3. Области действия объектов в модулях. В ранее созданных модулях вводятся и используются следующие объекты: Mod1: perm1 Mod2: функции alpha, beta; переменные t, expi Mod0: переменные tt,qq Проведите следующие эксперименты: \- Попробуйте вставить в функции alpha обращение к функции beta и, наоборот, из beta – к alpha. def alpha():   print("Alpha called")   result\_beta = beta(5) # вызов beta из alpha   print("Beta returned:", result\_beta)   return "alpha\_finished" def beta(x):   print("Beta called with", x)   if x > 0:   # вызов alpha из beta (осторожно, может быть бесконечная рекурсия)   # alpha() # раскомментировать для эксперимента   pass   return x \* 2 \- Попробуйте отобразить на экране в модуле Mod0 значения объектов t и expi. import Mod2 print("t =", Mod2.t) print("expi =", Mod2.expi) t = 10 expi = 2.718 \- Попробуйте в модуле Mod0 увеличить в 3 раза значение объекта perm1 и отобразить его после этого на экране. import Mod1 Mod1.perm1 \*= 3 print("Увеличенный perm1 =", Mod1.perm1) Mod1:Введите значение = 2 Mod1:Значение perm1= 2 Увеличенный perm1 = 222 \- Попробуйте в командной строке (в главном модуле) увеличить в 2 раза значения объектов perm1, tt, qq. Обобщите результаты экспериментов и сделайте выводы об областях действия объектов. import Mod1, Mod2 from Mod2 import alpha as al, beta tt = al() qq = beta(2) print('tt =', tt, 'qq =', qq) Mod1.perm1 \*= 3 print('Увеличенный perm1 =', Mod1.perm1) Mod1:Введите значение = 2 Mod1:Значение perm1= 2 Alpha called Beta called with 5 Beta returned: 10 Beta called with 2 tt = alpha\_finished qq = 4 Увеличенный perm1 = 222 \## 4. Окончание сеанса работы с IDLE.