# Отчет по теме 5

Степанов Артём, А-02-23

## Блоки инструкций, управляющие инструкции

### 1. Установка рабочего каталога. Создание рабочего протокола.

В оболочке IDLE установил актуальный рабочий каталог, а затем в нём создал рабочий протокол.

![Скриншот созданного рабочего протокола](pictures/figure0.png)

### 2. Изучение управляющей конструкции __if__.

Управляющая конструкция __if__ позволяет реализовать ветвление по определенному условию. Само условие задается в виде логического выражения, которое должно принимать значение True или False. После условия следует соответствующий ему блок инструкций с отступом по всем строкам блока.

```py
>>> porog = 10
>>> rashod1 = 6
>>> rashod2 = 4
>>> if rashod1 >= porog: # Условие 1
...     dohod = 12 # Блок инструкций, выполняющийся в случае истинности условия 1
... elif rashod2 == porog: # Условие 2
...     dohod = 0 # Блок инструкций, выполняющийся в случае истинности условия 2
... else: # Оператор else - иначе
...     dohod = 8 # Блок инструкций, выполняющийся в случае ложности условий 1 и 2
...
>>> dohod
    8
```

В условиях можно использовать несколько логических выражений, связанных логическими операторами:

```py
>>> if rashod1 >= 3 and rashod2 == 4:
...     dohod = rashod1
...     if rashod2 == porog or rashod1 < rashod2:
...         dohod = porog
...       
>>> dohod
    6
```

Ветвления также могут быть множественными:

```py
>>> if porog == 3:
...     dohod = 1
... elif porog == 4:
...     dohod = 2
... elif porog == 4:
...     dohod = 3
... else:
...     dohod = 0
...     
>>> dohod
    0
```

Условные инструкции могут записываться в одну строку:

```py
>>> dohod = 2 if porog >= 4 else 0
>>> dohod
    2
```

Запись инструкция в одну строку может быть представлена и в таком виде:

```py
>>> if porog >= 5 : rashod1 = 6; rashod2 = 0
...
>>> rashod1
    6
>>> rashod2
    0
```

### 3. Изучение управляющей конструкции __for__.

Цикл по перечислению, описываемы с помощью управляющей конструкции __for__, позволяет произвести перебор / перечисление определенных свойств / элементов определенного до начала цикла итерируемых объектов.

#### 3.1. Простой цикл.

Для реализации простого цикла по перечислению достаточно задать определенный диапазон (возможно с определенным шагом) изменения объекта-переменной цикла:

```py
>>> temperatura = 5
>>> for i in range(3, 18, 3): # i = 3 -> i = 6 -> ... -> i = 15
...     temperatura += i # 5 + 3 -> 8 + 6 -> ... -> 35 + 15
...   
>>> temperatura
    50
```

#### 3.2. Более сложный цикл.

Внутри цикла можно использовать различные условия, а также прерывать его выполнение с помощью оператора __break__:

```py
>>> sps = [2, 15, 14, 8]
>>> for k in sps:
...     if len(sps) <= 10 : sps.append(sps[0])
...     else: break # Прерывание цикла
...  
>>> sps
    [2, 15, 14, 8, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2]
```

Различие между предыдущим примером и последущим заключается в итерируемом объекте: в первом случае это список, изменяемый во время работы цикла, а во втором - его неизменяемая копия. Поэтому в первом примере на выходе получился список с 11 элементами (удовлетворяет условию прерывания цикла), а во втором - с 8 элементами (цикл просто прошелся по 4 возможным элементам копии списка и добавил соответственно 4 новых элемента).

```py
>>> sps = [2, 15, 14, 8]
>>> for k in sps[:]:
...     if len(sps) <= 10 : sps.append(sps[0])
...     else: break
...    
>>> sps
    [2, 15, 14, 8, 2, 2, 2, 2]
```

#### 3.3. Конструкция __for - else__.

Конструкция __for - else__ позволяет реализовать обычный цикл-перечисление с дополнительным условием, которое выполнится только в том случае, если работа цикла завершится самостоятельно (не в случае применения оператора break). Пример такого цикла представлен ниже:

```py
>>> import random as rn
>>> sps5 = []
>>> for i in range(10):
...     sps5.append(rn.randint(1, 100))
...     ss = sum(sps5)
...     if ss > 500: break
... else:
...     print(ss)
... 
>>>     # Ничего не вывелость, т.к. сработал оператор break
>>> sps5 = []
>>> for i in range(10):
...     sps5.append(rn.randint(1, 100))
...     ss = sum(sps5)
...     if ss > 500: break
... else:
...     print(ss)
...     
    439 # Цикл завершился самостоятельно, поэтому сработало дополнительное условие
>>> 
```

#### 3.4. Работа с символьной строкой внутри цикла.

Так как строки в Python являются итерируемыми объектами, то их можно использовать внутри циклов:

```py
>>> stroka = "Это - автоматизированная система"
>>> stroka1 = ""
>>> for ss in stroka:
...     stroka1 += " " + ss # К каждому символу исходной строки добавлется пробел слева
...    
>>> stroka1
    ' Э т о   -   а в т о м а т и з и р о в а н н а я   с и с т е м а'
```

#### 3.5. Запись цикла в строке.

Цикл можно записать в строку. Такая запись представлена ниже на примере создания графика синусоидального сигнала:

```py
>>> import math, pylab
>>> sps2 = [math.sin(i * math.pi / 5 + 2) for i in range(100)] # Запись цикла в строку
>>> pylab.plot(list(range(100)), sps2)
    [<matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001C7AD29A5D0>]
>>> pylab.title("Синусоидальный сигнал")
    Text(0.5, 1.0, 'Синусоидальный сигнал')
>>> pylab.xlabel("Время")
    Text(0.5, 0, 'Время')
>>> pylab.ylabel("Сигнал")
    Text(0, 0.5, 'Сигнал')
>>> pylab.show()
```

Полученный график:

![Созданный график](pictures/figure1.png)

### 4. Изучение управляющей конструкции __while__.

Цикл, выполняющийся пока определенное условие истинно, реализуется с помощью конструкции __while__. В данном цикле нужно учесть возможность его прерывания, иначе, при постоянно истинном условии выполнения, цикл станет бесконечным, что приведет к большим проблемам в работе программы.

#### 4.1. Цикл со счетчиком.

Самый обычный вариант цикла __while__ реализуется с помощью счетчика, значение которого постоянно проверяется при каждой новой итерации цикла:

```py
>>> rashod = 300
>>> while rashod:
...     print("Расход =", rashod)
...     rashod -= 50
...    
    Расход = 300
    Расход = 250
    Расход = 200
    Расход = 150
    Расход = 100
    Расход = 50
```

Цикл в данном примере остановил свою работу, так как на 7 итерации значение переменной rashod достигло 0, что интерпретируется как значение False. Если бы данная переменная никогда не прнинимала значение 0, то получился бы бесконечный цикл.

#### 4.2. Цикл с символьной строкой.

Как и в цикле __for__, в цикле __while__ можно использовать символьные строки в качестве объекта, задающего условие прерывание цикла:

```py
>>> import math, pylab
>>> stroka = "Расчет процесса в объекте регулирования"
>>> i = 0
>>> sps2 = []
>>> while i < len(stroka):
...     r = 1 - 2 / (1 + math.exp(0.1 * i))
...     sps2.append(r)
...     print("Значение в момент", i, "=", r)
...     i += 1
... 
    Значение в момент 0 = 0.0
    Значение в момент 1 = 0.049958374957880025
    Значение в момент 2 = 0.09966799462495568
    Значение в момент 3 = 0.14888503362331795
    ...
    Значение в момент 37 = 0.9517459571646616
    Значение в момент 38 = 0.9562374581277391
>>> pylab.plot(list(range(39)), sps2)
    [<matplotlib.lines.Line2D object at 0x00000292D5637DD0>]
>>> pylab.title("Сигнал на выходе")
    Text(0.5, 1.0, 'Сигнал на выходе')
>>> pylab.xlabel("Время")
    Text(0.5, 0, 'Время')
>>> pylab.ylabel("Сигнал")
    Text(0, 0.5, 'Сигнал')
>>> pylab.show()
```

Полученный график:

![График сигнала на выходе инерционного звена](pictures/figure2.png)

#### 4.3. Выполнение сложного алгоритма с помощью цикла.

С помощью циклов можно реализовывать различные алгоритмы. Так, например, в примере ниже показан алгоритм проверки заданного числа на то, является ли оно простым.

```py
>>> chislo = 267
>>> kandidat = chislo // 2
>>> while kandidat > 1:
...     if chislo % kandidat == 0:
...         print(chislo, "имеет делитель", kandidat)
...         break
...     kandidat -=1
... else:
...     print(chislo, "является простым")
...   
    267 имеет делитель 89
>>>
```

Данный алгоритм можно переработать для проверки некоторого диапазона чисел:

```py
>>> prost = [] # Список для записи в него простых чисел
>>> for num in range(250, 301): # Цикл, задающий диапазон рассматривыаемых значений
...     kandidat = num // 2
...     while kandidat > 1:
...         if num % kandidat == 0:
...             print(num, "имеет делитель", kandidat)
...             break
...         kandidat -= 1
...     else:
...         prost.append(num)
...         print(num, "является простым")
...       
    250 имеет делитель 125
    251 является простым
    252 имеет делитель 126
    ...
    299 имеет делитель 23
    300 имеет делитель 150 
>>> prost # Отображение списка простых чисел после работы алгоритма
    [251, 257, 263, 269, 271, 277, 281, 283, 293]
```

#### 4.4. Инструкция __continue__.

Инструкция __continue__ позволяет завершить выполнение текущей итерации цикла и перейти к следующей:

```py
>>> for i in range(7):
...     if i in [2, 3, 5]: # Если число равно 2, 3 или 5, то сразу же начинается новая итерация
...         continue
...    print(i)
...   
    0
    1
    4
    6
    7
>>>
```

### 5. Завершение работы со средой.

Сохранил файлы отчета в своем рабочем каталоге и закончил сеанс работы с IDLE.