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.
336 строки
20 KiB
Markdown
336 строки
20 KiB
Markdown
# 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.
|
|
```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)
|
|
<class 'module'>
|
|
|
|
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
|
|
<module 'Mod1' from 'C:\\Users\\Ekaterina\\OneDrive\\Desktop\\Solovyova\\python-labs\\TEMA8\\Mod1.py'>
|
|
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')
|
|
<module 'Mod1' from 'C:\\Users\\Ekaterina\\OneDrive\\Desktop\\Solovyova\\python-labs\\TEMA8\\Mod1.py'>
|
|
|
|
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')
|
|
<module 'Mod1' from 'C:\\Users\\Ekaterina\\OneDrive\\Desktop\\Solovyova\\python-labs\\TEMA8\\Mod1.py'>
|
|
```
|
|
|
|
## 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
|
|
g=beta(2)
|
|
****BETA****
|
|
g
|
|
535.4916555247646
|
|
|
|
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 "<stdin>", line 1, in <module>
|
|
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.
|
|
|
|
Файл MM0.py:
|
|
```py
|
|
import MM2
|
|
print('y =', MM2.vyhod)
|
|
```
|
|
Файл MM1.py:
|
|
```py
|
|
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):
|
|
if (xtt < gran) and (xtt > (-gran)):
|
|
ytt = 0
|
|
elif xtt >= gran:
|
|
ytt = xtt - gran
|
|
elif xtt <= (-gran):
|
|
ytt = xtt + gran
|
|
return ytt
|
|
```
|
|
Файл MM2.py:
|
|
```py
|
|
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)
|
|
```
|
|
|
|
```py
|
|
k1,T,k2,Xm,A,F,N=9,6,4,11,3,0.5,1500
|
|
y = [0, 0, ... 0, -70.20177063675057, 0, 257.73311334096866, -677.4095530135962, ... -6.270038281034423e+306, -1.198995988522659e+307]
|
|
```
|
|
|
|
|
|
## 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:
|
|
|
|
Попробую вставить в функции alpha обращение к функции beta и, наоборот, из beta – к alpha.
|
|
```py
|
|
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:
|
|
pass
|
|
return x * 2
|
|
```
|
|
|
|
|
|
|
|
```py
|
|
import Mod2
|
|
print("t =", Mod2.t)
|
|
print("expi =", Mod2.expi)
|
|
t = 10
|
|
expi = 2.718
|
|
```
|
|
|
|
В модуле Mod0 увеличить в 3 раза значение
|
|
объекта perm1 и отобразить его после этого на экране.
|
|
|
|
Так как perm1 имеет тип str, то умножение напрямую без преобразования типов
|
|
будет выглядеть так:
|
|
|
|
```py
|
|
print('perm1 = ', mod1.perm1)
|
|
print('Умножено:' , mod1.perm1 * 3)
|
|
Mod1: Введите значение = 4
|
|
Mod1: Значение perm1 = 4
|
|
perm1 = 4
|
|
Умножено: 444
|
|
```
|
|
Преобразовав тип perm1, можно получить классическое умножение:
|
|
```py
|
|
print('Умножено:' , int(mod1.perm1) * 3)
|
|
...
|
|
Mod1: Введите значение = 4
|
|
Mod1: Значение perm1 = 4
|
|
perm1 = 4
|
|
Умножено: 12
|
|
```
|
|
В командной строке (в главном модуле) увеличить в 2 раза значения объектов perm1, tt, qq:
|
|
```py
|
|
Mod1.perm1 * 2
|
|
'55'
|
|
Mod0.tt * 2
|
|
'44'
|
|
Mod0.qq * 2
|
|
573502.6262733063
|
|
```
|
|
|
|
## 4. Окончание сеанса работы с IDLE.
|
|
|
|
|
|
|