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.
301 строка
14 KiB
Markdown
301 строка
14 KiB
Markdown
# Отчет по теме 9
|
|
|
|
Степанов Артём, А-02-23
|
|
|
|
## Создание пользовательских классов и объектов
|
|
|
|
### 1. Установка рабочего каталога. Создание рабочего протокола.
|
|
|
|
В оболочке IDLE установил актуальный рабочий каталог, а затем в нём создал рабочий протокол.
|
|
|
|
|
|
|
|
### 2. Создание классов и их наследников.
|
|
|
|
Класс в Python, как и в других языках программирования, - это элемент ПО, описывающий абстрактный тип данных и его частичную или полную реализацию. Классы – это основные инструменты объектно-ориентированного программирования (ООП) в языке Python. Они представляют 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 и методов, которые могут использоваться при работе с экземплярами класса.
|
|
|
|
#### 2.1. Создание автономного класса.
|
|
|
|
Классы могут быть автономными, т.е. независящими от других классов:
|
|
|
|
```py
|
|
>>> class Class1: # Объявление класса
|
|
... def zad_zn(self, znach): # Метод класса для задания значения поля data
|
|
... self.data = znach
|
|
... def otobrazh(self): # Метод класса для отображения значения поля data
|
|
... print(self.data)
|
|
...
|
|
>>> z1 = Class1() # Создание 1-го экземпляра класса
|
|
>>> z2 = Class1() # Создание 2-го экземпляра класса
|
|
>>> z1.zad_zn("Экземпляр класса 1")
|
|
>>> z2.zad_zn(-632.453)
|
|
>>> z1.otobrazh()
|
|
Экземпляр класса 1
|
|
>>> z2.otobrazh()
|
|
-632.453
|
|
>>> z1.data = "Новое значение атрибута у экземпляра 1"
|
|
>>> z1.otobrazh()
|
|
Новое значение атрибута у экземпляра 1
|
|
```
|
|
|
|
#### 2.2. Создание класса-наследника.
|
|
|
|
Также классы могут наследоваться от других классов, т.е. иметь такие же поля данных как и класс-родитель и имплементировать его методы, которые можно переопределять.
|
|
|
|
```py
|
|
>>> class Class2(Class1): # Объявление класса-наследника другого класса
|
|
... def otobrazh(self): # Переопределение метода класса-родителя
|
|
... print("Значение =", self.data)
|
|
...
|
|
>>> z3 = Class2()
|
|
>>> dir(z3)
|
|
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'otobrazh', 'zad_zn']
|
|
>>> z3.zad_zn("Совсем новое")
|
|
>>> z3.otobrazh() # Сработал переопределенный метод otobrazh класса Class2
|
|
Значение = Совсем новое
|
|
>>> z1.otobrazh() # Значение поля data класса Class1 не изменилось
|
|
Новое значение атрибута у экземпляра 1
|
|
>>> del z1, z2, z3
|
|
```
|
|
|
|
### 3. Использование классов, содержащихся в модулях.
|
|
|
|
Классы могут быть описаны в модулях, которые потом должны быть подключены к основной программе, чтобы реализовать объекты соответствующего класса. Так, например, в модуле __"Mod3.py"__ описано обявление класса Class1:
|
|
|
|
```py
|
|
class Class1:
|
|
def zad_zn(self, znach):
|
|
self.data = znach
|
|
def otobrazh(self):
|
|
print(self.data)
|
|
|
|
class Class2(Class1):
|
|
def otobrazh(self):
|
|
print("Значение =", self.data)
|
|
|
|
def otobrazh(obj):
|
|
print("Значение объекта =", obj)
|
|
```
|
|
|
|
Пример частичного импорта модуля и последующего создания объекта класса Class1:
|
|
|
|
```py
|
|
>>> from Mod3 import Class1
|
|
>>> z4 = Class1()
|
|
>>> z4.otobrazh() # Поле data класса не было инициализировано, поэтому его еще нет в классе
|
|
Traceback (most recent call last):
|
|
File "<pyshell#34>", line 1, in <module>
|
|
z4.otobrazh()
|
|
File "C:\Users\User\Desktop\StepanovAV\python-labs\TEMA9\Mod3.py", line 5, in otobrazh
|
|
print(self.data)
|
|
AttributeError: 'Class1' object has no attribute 'data'
|
|
>>> z4.data = "Значение поля data у экземпляра 4" # Прямая инициализация поля data
|
|
>>> z4.otobrazh() # Использован метод для отображения значения поля, описанный в Class1
|
|
Значение поля data у экземпляра 4
|
|
```
|
|
|
|
|
|
|
|
```py
|
|
>>> del z4
|
|
>>> import Mod3
|
|
>>> z4 = Mod3.Class2()
|
|
>>> z4.zad_zn("Класс из модуля")
|
|
>>> z4.otobrazh() # Использован метод для отображения значения поля, описанный в Class2
|
|
Значение = Класс из модуля
|
|
>>> Mod3.otobrazh("Объект") # Использована функция otobrazh
|
|
Значение объекта = Объект
|
|
```
|
|
|
|
### 4. Использование специальных методов.
|
|
|
|
Имена специальных методов предваряются одним или двумя подчерками и имеют вид:
|
|
__<имя специального метода>__.
|
|
Пример класса, содержащего два специальных метода:
|
|
|
|
```py
|
|
>>> class Class3(Class2):
|
|
... def __init__(self, znach): # Специальный метод-конструктор
|
|
... self.data = znach
|
|
... def __add__(self, another_zn): # Специальный метод для сложения
|
|
... return Class3(self.data + another_zn)
|
|
... def zad_another_zn(self, povtor): # Обычный пользовательский метод
|
|
... self.data *= povtor
|
|
...
|
|
>>> z5 = Class3("abc")
|
|
>>> z5.otobrazh()
|
|
Значение = abc
|
|
>>> z6 = z5 + "def"
|
|
>>> z6.otobrazh()
|
|
Значение = abcdef
|
|
>>> z6.zad_another_zn(3)
|
|
>>> z6.otobrazh()
|
|
Значение = abcdefabcdefabcdef
|
|
```
|
|
|
|
### 5. Присоединение атрибутов к классу.
|
|
|
|
Каждый класс обладает определенными атрибутами, список которыхможно получить с помощью ранее изученной команды __dir()__.
|
|
|
|
```py
|
|
>>> dir(Class3)
|
|
['__add__', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'otobrazh', 'zad_another_zn', 'zad_zn']
|
|
>>> Class3.fio = "Иванов И.И."
|
|
>>> z7 = Class3(123)
|
|
>>> dir(z7) # Отображение списка атрибутов объекта класса после добавления в него поля fio
|
|
['__add__', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'data', 'fio', 'otobrazh', 'zad_another_zn', 'zad_zn']
|
|
>>> dir(z7) == dir(Class3)
|
|
False
|
|
>>> z7.fio
|
|
'Иванов И.И.'
|
|
>>> Class3.fio
|
|
'Иванов И.И.'
|
|
>>> z7.rozden = "1987"
|
|
>>> "rozden" in dir(z7) # Проверка того, что поле rozden появилось в объекте класса
|
|
True
|
|
>>> "rozden" in dir(Class3) # Проверка того, что поле rozden не появилось в самом классе
|
|
False
|
|
```
|
|
|
|
### 6. Выявление родительских классов.
|
|
|
|
Чтобы узнать наследуется ли класс от какого-либо другого класса можно рассмотреть атрибут __bases__, который отображает соответствующий родительский класс:
|
|
|
|
```py
|
|
>>> Class3.__bases__
|
|
(<class '__main__.Class2'>,)
|
|
>>> Class2.__bases__
|
|
(<class '__main__.Class1'>,)
|
|
>>> Class1.__bases__
|
|
(<class 'object'>,)
|
|
```
|
|
|
|
Для получения полной цепочки наследований нужно использовать атрибут __mro__:
|
|
|
|
```py
|
|
>>> Class3.__mro__
|
|
(<class '__main__.Class3'>, <class '__main__.Class2'>, <class '__main__.Class1'>, <class 'object'>)
|
|
>>> ZeroDivisionError.__mro__
|
|
(<class 'ZeroDivisionError'>, <class 'ArithmeticError'>, <class 'Exception'>, <class 'BaseException'>, <class 'object'>)
|
|
```
|
|
|
|
### 7. Создание свойств класса.
|
|
|
|
Свойство (property) класса – это особый атрибут класса, с которым можно производить операции чтения или задания его значения, а также удаление значения этого атрибута.
|
|
Пример класса с определенным в нём свойством:
|
|
|
|
```py
|
|
>>> class Class4:
|
|
... def __init__ (self, znach):
|
|
... self.__prm = znach
|
|
... def chten(self):
|
|
... return self.__prm
|
|
... def zapis(self, znch):
|
|
... self.__prm = znch
|
|
... def stiran(self):
|
|
... del self.__prm
|
|
... svojstvo = property(chten, zapis, stiran)
|
|
...
|
|
>>> example = Class4(12)
|
|
>>> example.svojstvo
|
|
12
|
|
>>> example.svojstvo = 45
|
|
>>> print(example.svojstvo)
|
|
45
|
|
>>> del example.svojstvo
|
|
>>> example.svojstvo # Отображения отсутсвующего в объекте класса свойства вызывает ошибку
|
|
Traceback (most recent call last):
|
|
File "<pyshell#104>", line 1, in <module>
|
|
example.svojstvo
|
|
File "<pyshell#97>", line 5, in chten
|
|
return self.__prm
|
|
AttributeError: 'Class4' object has no attribute '_Class4__prm'
|
|
```
|
|
|
|
### 8. Представление некоторой модели в виде класса.
|
|
|
|
Различные модели можно представлять в виде отдельных классов. Пример создания класса для модели, состоящей из последовательного соединения усилителя и двух инерционных звеньев, охваченных отрицательной обратной связью с усилителем, представлен ниже.
|
|
|
|
Содержимое модуля __SAU.py__ с классом __SAU__:
|
|
|
|
```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] # Обратная связь с усилителем 2
|
|
y1 = self.param[0] * y0 # Усилитель 1
|
|
y2 = inerz(y1, self.param[1], self.ypr[0]) # Инерционное звено 1
|
|
y3 = inerz(y2, self.param[2], self.ypr[1]) # Инерционное звено 2
|
|
self.ypr[0] = y2
|
|
self.ypr[1] = y3
|
|
|
|
def otobrazh(self):
|
|
print("y =", self.ypr[1])
|
|
```
|
|
|
|
Содержимое модуля-программы __main_SAU.py__ с тестированием класса:
|
|
|
|
```py
|
|
from SAU import *
|
|
prm = [2.5, 4, 1.3, 0.8] # Параметры модели: K1, T1, T2, K2
|
|
xx = [0] + [1] * 20 # Входной сигнал – «ступенька»
|
|
SAUe = SAU(prm)
|
|
yt = []
|
|
|
|
for xt in xx:
|
|
SAUe.zdn_zn(xt)
|
|
SAUe.model()
|
|
SAUe.otobrazh()
|
|
yt.append(SAUe.ypr[1])
|
|
|
|
import pylab
|
|
pylab.plot(yt)
|
|
pylab.title("График выходного сигнала")
|
|
pylab.xlabel("Время - t")
|
|
pylab.ylabel("Выходной сигнал - y(t)")
|
|
pylab.grid(True)
|
|
pylab.show()
|
|
```
|
|
|
|
Результат выполнения программы и построенный график:
|
|
|
|
```py
|
|
>>> import main_SAU
|
|
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
|
|
y = 0.833654237067147
|
|
```
|
|
|
|
|
|
|
|
### 9. Завершение работы со средой.
|
|
|
|
Сохранил файлы отчета в своем рабочем каталоге и закончил сеанс работы с IDLE.
|