форкнуто от main/python-labs
Родитель
130619be09
Сommit
416cf017ac
|
После Ширина: | Высота: | Размер: 30 KiB |
|
После Ширина: | Высота: | Размер: 18 KiB |
@ -0,0 +1,445 @@
|
||||
# Тема 5. Блоки инструкций, управляющие инструкции
|
||||
Выполнил: Тимошенко А.А.
|
||||
Проверил: Козлюк Д. А.
|
||||
|
||||
## Пункт 1.
|
||||
```
|
||||
>>> import os
|
||||
>>> os.chdir("C:/Users/mapon/OneDrive/Рабочий стол/ПО АС/ТЕМА5")
|
||||
```
|
||||
## Пункт 2. Ветвление по условию (if)
|
||||
|
||||
Общий вид выглядит так:
|
||||
|
||||
if <условие>:
|
||||
<отступы> <Блок инструкций, выполняемый, если условие истинно>
|
||||
[elif <условие2>:
|
||||
<отступы><Блок инструкций2, выполняемый, если условие2 истинно>
|
||||
]
|
||||
[else:
|
||||
< отступы><Блок инструкций3, выполняемый, если условие ложно>
|
||||
]
|
||||
|
||||
Причем elif и else вместе или по отдельности могут отсуствовать.
|
||||
|
||||
Пример:
|
||||
```
|
||||
>>> porog = 6
|
||||
>>> rashod1 = 8
|
||||
>>> rashod2 = 5
|
||||
>>> if rashod1 >= porog:
|
||||
dohod = 12 # Это выполняется, если rashod1 >= porog
|
||||
elif rashod2 == porog:
|
||||
dohod = 0 # Это выполняется, если первое условие ложно, но rashod2 == porog
|
||||
else:
|
||||
dohod = -8 # Это выполняется, если ни первое, ни второе условие не были истинными
|
||||
|
||||
>>> dohod
|
||||
12
|
||||
```
|
||||
Оператор rashod1 >= porog (например, в числах, 8 >= 5) возвращает логическое значение True,
|
||||
поэтому будет выполняться блок инструкций, соответствующий этому условию. Важно понимать,
|
||||
что в конструкции if-elif-else всегда выполняется только одна ветвь. Даже если условие
|
||||
в elif также истинно, оно не будет проверено и, соответственно, не выполнится, если до
|
||||
этого уже выполнился блок if. Это связано с тем, что после выполнения любого блока
|
||||
инструкции (будь то if, elif или else) остальные части конструкции игнорируются.
|
||||
|
||||
Перезададим некоторые значения и выполним другую управляющую инструкцию:
|
||||
```
|
||||
>>> rashod2 = 4
|
||||
>>> porog = 4
|
||||
>>> if rashod1 >= 3 and rashod2 == 4: #Верно
|
||||
dohod = rashod1
|
||||
if rashod2 == porog or rashod1 < rashod2: #Тоже верно
|
||||
dohod = porog
|
||||
|
||||
>>> dohod
|
||||
4
|
||||
```
|
||||
В данном случае выполняются оба if, потому что один находится в блоке инструкций другого
|
||||
вложенное условие). Вложенное условие будет проверяться в любом случае, если выполнилось
|
||||
внешнее.
|
||||
```
|
||||
>>> if porog == 3: #Неверно
|
||||
dohod = 1
|
||||
elif porog == 4: #Верно
|
||||
dohod = 2
|
||||
elif porog == 5: #Игнорируется
|
||||
dohod = 3
|
||||
else: #Игнорируется
|
||||
dohod = 0
|
||||
|
||||
>>> dohod
|
||||
2
|
||||
```
|
||||
Еще одна форма записи условных управляющих инструкций - тернарный оператор (от лат. "тройной"):
|
||||
|
||||
<Объект> = <значение 1> if <условие> else <значение 2>
|
||||
```
|
||||
>>> dohod = 2 if porog >= 4 else 0
|
||||
>>> dohod
|
||||
2
|
||||
```
|
||||
Если в блоке инструкций всего одна строка, можно записать всё в одну строку:
|
||||
```
|
||||
>>> porog = 2
|
||||
>>> if porog >= 5 : rashod1 = 6; rashod2 = 0
|
||||
|
||||
>>> rashod1
|
||||
8
|
||||
>>> rashod2
|
||||
4
|
||||
```
|
||||
Поскольку сейчас значение porog было задано таким, чтобы не удовлетворять условию, то
|
||||
эта строка полностью не была выполнена и не повлияла на значения переменных. Но в другом
|
||||
случае:
|
||||
```
|
||||
>>> porog = 7
|
||||
>>> if porog >= 5 : rashod1 = 6; rashod2 = 0
|
||||
|
||||
>>> rashod1
|
||||
6
|
||||
>>> rashod2
|
||||
0
|
||||
```
|
||||
Выполняется условие и выполняются инструкции.
|
||||
|
||||
## Пункт 3. Цикл по перечислению (for)
|
||||
|
||||
for <Объект-переменная цикла> in <объект>:
|
||||
<отступы> <Блок инструкций 1 – тело цикла>
|
||||
[else:
|
||||
<отступы> <Блок инструкций 2 – если в цикле не сработал break>]
|
||||
|
||||
В качестве объекта сойдёт любая коллекция или, например, диапазон range. Если сообщить
|
||||
словарь, то будут перебираться его ключи. Если сообщить множество, перебор будет осуществлен,
|
||||
но порядок будет неочевидным.
|
||||
|
||||
|
||||
### Пункт 3.1. Простой цикл.
|
||||
```
|
||||
>>> temperatura = 5
|
||||
>>> for i in range(3,18,3):
|
||||
temperatura += i
|
||||
|
||||
>>> temperatura
|
||||
50
|
||||
```
|
||||
|
||||
### Пункт 3.2. Более сложный цикл.
|
||||
```
|
||||
>>> 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, 2, 2, 2]
|
||||
```
|
||||
Как видно, в конец цикла добавляется двойка до тех пор, пока длина не превысит 10. Важно
|
||||
понимать, что sps - это и объект, по которому проходит k, и объект, изменяющийся
|
||||
внутри цикла. То есть k будет двигаться по циклу бесконечно, и выполнение останавливается
|
||||
именно из-за условия if - else.
|
||||
(При этом else в данном случае относится к if, а не к for (это можно понять не только по
|
||||
смыслу, но и по табуляции)
|
||||
|
||||
Рассмотрим другой вариант:
|
||||
```
|
||||
>>> 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]
|
||||
```
|
||||
Как видно, итог другой, и вот почему. Операция взятия среза sps[:] создает полную копию
|
||||
исходного списка (грубо говоря, срез от начала до конца включительно).
|
||||
Теперь список, по которому пробегается k, и список, изменяющийся внутри цикла - это объекты,
|
||||
имеющие разные адреса. Это можно проверить:
|
||||
```
|
||||
>>> id(sps)
|
||||
1684034116672
|
||||
>>> id(sps[:])
|
||||
1684069134400
|
||||
```
|
||||
Следовательно, else не успеет сработать, потому что итерируемый в управляющей инструкции
|
||||
объект окажется короче и завершит цикл раньше:
|
||||
|
||||
### Пункт 3.3
|
||||
```
|
||||
>>> 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)
|
||||
```
|
||||
Программа ничего не вывела. Посмотрим, почему именно:
|
||||
```
|
||||
>>> ss
|
||||
501
|
||||
>>> sps5
|
||||
[25, 66, 4, 30, 8, 97, 87, 11, 51, 57, 65]
|
||||
```
|
||||
После того, как прошло одиннадцать итераций, сумма элементов списка уже была больше 500, поэтому
|
||||
цикл закончился из-за if, а не из-за окончания диапазона range(10).
|
||||
|
||||
Попробуем обнулить список и выполнить ту же программу еще раз:
|
||||
```
|
||||
>>> sps5 = []
|
||||
>>> for i in range(10):
|
||||
sps5.append(rn.randint(1,100))
|
||||
ss = sum(sps5)
|
||||
if ss > 500: break
|
||||
else:
|
||||
print(ss)
|
||||
|
||||
436
|
||||
```
|
||||
В этот раз программа вывела ответ самостоятельно, потому что сработал else, потому что
|
||||
за все десять итераций цикла так и не успел выполниться break по условию if.
|
||||
|
||||
Примечание:
|
||||
Рассмотрим строку >>> import random as rn
|
||||
Если мы попробуем вызвать функцию из этого модуля по ее исходному названию, ничего не
|
||||
выйдет:
|
||||
```
|
||||
>>> random.randint(4,7)
|
||||
Traceback (most recent call last):
|
||||
File "<pyshell#105>", line 1, in <module>
|
||||
random.randint(4,7)
|
||||
NameError: name 'random' is not defined
|
||||
```
|
||||
Так происходит потому, что на этапе преобразования программы в байт-код python связывает
|
||||
модуль random, найденный где-то в каталогах, принадлежащих python, с именем rs. Модуль
|
||||
random становится объектом в пространстве имен, создаётся ссылка на объект модуля random
|
||||
и ему присваивается имя rn. Но имя random ему НЕ присваивается, поэтому обратиться к
|
||||
методам и атрибутам по имени random нельзя.
|
||||
|
||||
|
||||
### Пункт 3.4. Пример с символьной строкой
|
||||
```
|
||||
>>> stroka = 'Это – автоматизированная система'
|
||||
>>> stroka1 = ""
|
||||
>>> for ss in stroka:
|
||||
stroka1 += " " + ss
|
||||
|
||||
|
||||
>>> 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'
|
||||
```
|
||||
Переменная ss проходит по всему строковому объекту, на каждой итерации принимая значение
|
||||
одного знака. Этот знак с предшествующим пробелом дописывается в конец другой, изначально
|
||||
пустой строки. Цикл закончится, когда закончится исходная строка.
|
||||
|
||||
### Пункт 3.5. Запись цикла в строке
|
||||
```
|
||||
>>> import math
|
||||
>>> sps2=[math.sin(i*math.pi/5+2) for i in range(100)]
|
||||
>>> sps2
|
||||
[0.9092974268256817, 0.49103209793281005, -0.11479080280322804, -0.6767675184643197, -0.9802420445539634, -0.9092974268256817, -0.49103209793281016, 0.11479080280322791, 0.6767675184643196, 0.9802420445539634, 0.9092974268256818, 0.4910320979328103, -0.1147908028032278, -0.6767675184643196, -0.9802420445539632, -0.9092974268256818, -0.4910320979328104, 0.11479080280322768, 0.6767675184643195, 0.9802420445539632, 0.9092974268256819, 0.4910320979328105, -0.11479080280322579, -0.6767675184643194, -0.9802420445539632, -0.9092974268256819, -0.4910320979328106, 0.11479080280322743, 0.6767675184643193, 0.9802420445539632, 0.909297426825682, 0.49103209793281066, -0.1147908028032273, -0.6767675184643192, -0.9802420445539632, -0.909297426825682, -0.4910320979328108, 0.11479080280322719, 0.6767675184643192, 0.9802420445539631, 0.9092974268256822, 0.491032097932814, -0.11479080280322707, -0.676767518464319, -0.9802420445539625, -0.9092974268256822, -0.491032097932811, 0.11479080280323047, 0.6767675184643189, 0.9802420445539625, 0.9092974268256822, 0.4910320979328142, -0.11479080280322682, -0.6767675184643215, -0.9802420445539631, -0.9092974268256808, -0.4910320979328112, 0.11479080280322317, 0.6767675184643187, 0.9802420445539624, 0.9092974268256823, 0.4910320979328082, -0.11479080280322658, -0.6767675184643213, -0.980242044553963, -0.9092974268256838, -0.49103209793281144, 0.11479080280322293, 0.6767675184643186, 0.9802420445539637, 0.9092974268256824, 0.49103209793280844, -0.11479080280322633, -0.6767675184643158, -0.980242044553963, -0.9092974268256839, -0.49103209793281166, 0.11479080280322974, 0.6767675184643184, 0.9802420445539637, 0.9092974268256825, 0.4910320979328149, -0.11479080280321903, -0.6767675184643209, -0.9802420445539629, -0.909297426825681, -0.4910320979328119, 0.11479080280322244, 0.6767675184643129, 0.9802420445539636, 0.9092974268256826, 0.49103209793281505, -0.11479080280322584, -0.6767675184643155, -0.9802420445539644, -0.9092974268256812, -0.49103209793281205, 0.1147908028032222, 0.6767675184643127, 0.980242044553965]
|
||||
```
|
||||
Такая конструкция называется list comprehention (генератор списков). В общем
|
||||
виде она выглядит так:
|
||||
|
||||
<итоговый список> = [<выражение> for <элемент> in <исходный объект> if <условие>]
|
||||
|
||||
Эту синусоиду можно отобразить на графике:
|
||||
```
|
||||
>>> import pylab
|
||||
>>> pylab.plot(sps2, label='Синусоидальный сигнал', color = 'green')
|
||||
[<matplotlib.lines.Line2D object at 0x0000018834CBB460>]
|
||||
>>> pylab.show()
|
||||
```
|
||||
Полученный график корректен и и сохранен в файле Figure_1
|
||||
|
||||
|
||||
## Пункт 4. Цикл "пока истинно условие" (while)
|
||||
|
||||
Общий вид:
|
||||
```
|
||||
while <Условие>:
|
||||
<отступы><Блок инструкций 1 – тело цикла>
|
||||
[else:
|
||||
<отступы><Блок инструкций 2 – если в цикле не сработал break>]
|
||||
|
||||
break и else работают аналогично предыдущему случаю.
|
||||
```
|
||||
### Пункт 4.1. Цикл со счетчиком
|
||||
```
|
||||
>>> rashod = 300
|
||||
>>> while rashod:
|
||||
print("Расход =",rashod)
|
||||
rashod -= 50
|
||||
|
||||
Расход = 300
|
||||
Расход = 250
|
||||
Расход = 200
|
||||
Расход = 150
|
||||
Расход = 100
|
||||
Расход = 50
|
||||
```
|
||||
Как именно произошло завершение цикла? Нужно вспомнить, что все числа, кроме нуля, при
|
||||
конвертации в логический тип данных имеют логическое значение True:
|
||||
```
|
||||
>>> bool(50)
|
||||
True
|
||||
```
|
||||
И только нуль имеет значение False:
|
||||
```
|
||||
>>> bool(0)
|
||||
False
|
||||
```
|
||||
Сравниваемая в управляющей инструкции переменная уменьшается в самом цикле, поэтому, когда
|
||||
строка со сравнением обнаружит 0, то воспримет это как False, и действия по выводу
|
||||
и уменьшению числа выполняться больше не будут.
|
||||
|
||||
### Пункт 4.2. Пример с символьной строкой
|
||||
```
|
||||
>>> import math
|
||||
>>> 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
|
||||
```
|
||||
У цикла 38 повторений, по числу элементов в строке, но на 1 меньше. На каждой итерации
|
||||
значение i на единицу меньше, чем в предыдущей.
|
||||
```
|
||||
>>> pylab.plot(sps2, label='Сигнал выхода', color='red')
|
||||
[<matplotlib.lines.Line2D object at 0x00000188336D9FA0>]
|
||||
>>> pylab.title("Сигнал на выходе инерционного звена")
|
||||
Text(0.5, 1.0, 'Сигнал на выходе инерционного звена')
|
||||
>>> pylab.show()
|
||||
```
|
||||
График сохранен под именем Figure_2.
|
||||
|
||||
|
||||
### Пункт 4.3. Определение, является ли число простым (делится только на самого себя или 1).
|
||||
```
|
||||
>>> chislo = 267
|
||||
>>> kandidat = chislo // 2
|
||||
>>> while kandidat > 1:
|
||||
if chislo % kandidat == 0:
|
||||
print(chislo, ' имеет множитель ', kandidat)
|
||||
break
|
||||
kandidat -= 1
|
||||
else:
|
||||
print(chislo, ' является простым!')
|
||||
|
||||
|
||||
267 имеет множитель 89
|
||||
```
|
||||
Программа работает так: переменная kandidat отвечает за потенциальный делитель заданного
|
||||
числа. Изначально мы задаем половину от заданного числа, потому что у числа не может быть
|
||||
делителя большего, чем половина от него. Далее мы последовательно уменьшаем потенциальный
|
||||
множитель, каждый раз проверяя, получилось ли поделить без остатка. Если получилось, то
|
||||
число непростое, и цикл можно прекращать досрочно. Если цикл отработал до конца, не
|
||||
прервавшись, то число простое.
|
||||
|
||||
Дополниим программу так, чтобы она проверяла все числа от 250 до 300.
|
||||
```
|
||||
>>> chislo = [x for x in range (250, 301)]
|
||||
>>> for now in chislo:
|
||||
kandidat = now // 2
|
||||
while kandidat > 1:
|
||||
if now % kandidat == 0:
|
||||
print(now, ' имеет множитель ', kandidat)
|
||||
break
|
||||
kandidat -= 1
|
||||
else: #ОБЯЗАТЕЛЬНО относится не к if и не к for, а к while
|
||||
print(now, " является простым!")
|
||||
|
||||
|
||||
250 имеет множитель 125
|
||||
251 является простым!
|
||||
252 имеет множитель 126
|
||||
253 имеет множитель 23
|
||||
254 имеет множитель 127
|
||||
255 имеет множитель 85
|
||||
256 имеет множитель 128
|
||||
257 является простым!
|
||||
258 имеет множитель 129
|
||||
259 имеет множитель 37
|
||||
260 имеет множитель 130
|
||||
261 имеет множитель 87
|
||||
262 имеет множитель 131
|
||||
263 является простым!
|
||||
264 имеет множитель 132
|
||||
265 имеет множитель 53
|
||||
266 имеет множитель 133
|
||||
267 имеет множитель 89
|
||||
268 имеет множитель 134
|
||||
269 является простым!
|
||||
270 имеет множитель 135
|
||||
271 является простым!
|
||||
272 имеет множитель 136
|
||||
273 имеет множитель 91
|
||||
274 имеет множитель 137
|
||||
275 имеет множитель 55
|
||||
276 имеет множитель 138
|
||||
277 является простым!
|
||||
278 имеет множитель 139
|
||||
279 имеет множитель 93
|
||||
280 имеет множитель 140
|
||||
281 является простым!
|
||||
282 имеет множитель 141
|
||||
283 является простым!
|
||||
284 имеет множитель 142
|
||||
285 имеет множитель 95
|
||||
286 имеет множитель 143
|
||||
287 имеет множитель 41
|
||||
288 имеет множитель 144
|
||||
289 имеет множитель 17
|
||||
290 имеет множитель 145
|
||||
291 имеет множитель 97
|
||||
292 имеет множитель 146
|
||||
293 является простым!
|
||||
294 имеет множитель 147
|
||||
295 имеет множитель 59
|
||||
296 имеет множитель 148
|
||||
297 имеет множитель 99
|
||||
298 имеет множитель 149
|
||||
299 имеет множитель 23
|
||||
300 имеет множитель 150
|
||||
```
|
||||
### Пункт 4.4. Инструкция continue.
|
||||
|
||||
Она используется, когда надо при определенном условии не завершить весь цикл, а завершить
|
||||
только текущую итерацию.
|
||||
|
||||
Пример (вывести только положительные числа):
|
||||
```
|
||||
>>> nums = [rn.randint(-30, 30) for x in range(15)]
|
||||
>>> nums
|
||||
[-11, -1, 25, -11, 12, 24, -28, -16, -2, 15, -25, -2, -15, 9, -4]
|
||||
|
||||
>>> for now in nums:
|
||||
if now < 0: continue
|
||||
print(now, " > 0")
|
||||
else: print("все числа обработаны")
|
||||
|
||||
25 > 0
|
||||
12 > 0
|
||||
24 > 0
|
||||
15 > 0
|
||||
9 > 0
|
||||
все числа обработаны
|
||||
```
|
||||
Загрузка…
Ссылка в новой задаче