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.
304 строки
14 KiB
Markdown
304 строки
14 KiB
Markdown
# Тема 9. Создание пользовательских классов и объектов
|
|
Выполнил: Тимошенко А.А.
|
|
Проверил: Козлюк Д. А.
|
|
|
|
## Пункт 1. Импорт библиотек
|
|
```
|
|
>>> import os
|
|
>>> os.chdir("C:\\Users\\mapon\\OneDrive\\Рабочий стол\\ПО АС\\ТЕМА9")
|
|
```
|
|
|
|
## Пункт 2. Создание классов и их наследников
|
|
### Пункт 2.1. Создание автономного класса
|
|
```
|
|
>>> class Class1:
|
|
... def zad_zn(self, znach):
|
|
... self.data = znach # self - ссылка на экземпляр класса
|
|
... def otobrazh(self):
|
|
... print(self.data)
|
|
...
|
|
```
|
|
Класс — это шаблон для создания объектов (экземпляров). Он определяет свойства (данные) и методы
|
|
(функции), которые будут доступны у созданных объектов. У этого класса есть два метода:
|
|
zad_zn (устанавливает значение свойства объекта) и otobrazh (выводит это значение на экран).
|
|
Еще у него есть один атрибут - data.
|
|
|
|
self — это обязательный первый параметр всех методов в классе ссылающийся на конкретный
|
|
экземпляр класса и нужный для определения обращения к атрибутам и методам.
|
|
```
|
|
>>> z1 = Class1()
|
|
>>> z2 = Class1()
|
|
>>> z1.zad_zn('экз.класса 1')
|
|
>>> z2.zad_zn(-632.453)
|
|
>>> z1.otobrazh()
|
|
экз.класса 1
|
|
>>> z2.otobrazh()
|
|
-632.453
|
|
>>> z1.data = 'Новое значение атрибута у экз. 1'
|
|
>>> z1.otobrazh()
|
|
Новое значение атрибута у экз. 1
|
|
```
|
|
Если вывести имя экземпляра без чего-либо еще, вернется адрес в памяти
|
|
```
|
|
>>> z1
|
|
<__main__.Class1 object at 0x000001BFF0556A50>
|
|
```
|
|
### Пункт 2.2. Создание класса-наследника
|
|
```
|
|
>>> class Class2(Class1):
|
|
... def otobrazh(self):
|
|
... print('значение =', self.data)
|
|
...
|
|
>>> z3 = Class2()
|
|
>>> z3
|
|
<__main__.Class2 object at 0x000001BFF0556BA0>
|
|
>>> dir(z3)
|
|
['__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__firstlineno__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__static_attributes__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'otobrazh', 'zad_zn']
|
|
```
|
|
Объекты с нижними подчеркиваниями - встроенные атрибуты и методы, которые есть у каждого класса.
|
|
Кроме этого, есть унаследованные от родительского класса методы, один из которых переопределен.
|
|
|
|
Этот пример хорошо иллюстрирует сразу две парадигмы ООП: наследование и полиморфизм. При создании
|
|
дочернего класса атрибуты и методы родительского класса переносятся дочернему. В дочернем классе
|
|
методы могут быть переопределены. То есть метод с одинаковым именем в разных классах будет вести
|
|
себя по-разному. Это - пример полиморфизма.
|
|
```
|
|
>>> z3.zad_zn('Совсем новое')
|
|
>>> z3.otobrazh()
|
|
значение = Совсем новое
|
|
```
|
|
Но при этом:
|
|
```
|
|
>>> z1.otobrazh()
|
|
Новое значение атрибута у экз. 1
|
|
>>> del z1, z2, z3
|
|
```
|
|
## Пункт 3. Использование классов, содержащихся в модулях
|
|
```
|
|
>>> from mod3 import Class1
|
|
>>> z4 = Class1()
|
|
>>> z4.otobrazh()
|
|
Traceback (most recent call last):
|
|
File "<pyshell#24>", line 1, in <module>
|
|
z4.otobrazh()
|
|
File "C:\Users\mapon\OneDrive\Рабочий стол\ПО АС\ТЕМА9\mod3.py", line 5, in otobrazh
|
|
print(self.data)#Отображение данных экземпляра
|
|
AttributeError: 'Class1' object has no attribute 'data'
|
|
```
|
|
Ошибка возникла потому, что otobrazh было вызвано раньше, чем метод, инициализирующий атрибут data.
|
|
Проще говоря, мы пытаемся напечатать значение несуществующего объекта.
|
|
```
|
|
>>> del z4
|
|
>>> import mod3
|
|
>>> z4 = mod3.Class2()
|
|
>>> z4.zad_zn('Класс из модуля')
|
|
>>> z4.otobrazh()
|
|
значение = Класс из модуля
|
|
```
|
|
Здесь otobrazh - это метод класса Class2 и соответствующего ему экземпляра класса z2. Этот метод не
|
|
принимает значимых параметров, кроме формального self.
|
|
```
|
|
>>> mod3.otobrazh('Объект')
|
|
значение объекта = Объект
|
|
```
|
|
Здесь otobrazh - это уже просто функция, глобально определенная в модуле mod3. Она определена вне
|
|
пользовательского класса, поэтому атрибута data в ее зоне доступа нет. Так что эта функция принимает
|
|
один обязательный параметр - выводимую переменную.
|
|
|
|
## Пункт 4. Использование специальных методов
|
|
```
|
|
class Class3(Class2): #Наследник класса Class2, а через него – и класса Class1
|
|
def __init__(self,znach): #Конструктор-вызывается при создании нового экземпляра класса
|
|
self.data=znach
|
|
def __add__(self,drug_zn): #Вызывается, когда экземпляр участвует в операции «+»
|
|
return Class3(self.data + drug_zn)
|
|
def zad_dr_zn(self,povtor): #А это - обычный метод
|
|
self.data *= povtor
|
|
```
|
|
```
|
|
>>> from mod3 import Class3
|
|
```
|
|
Примечание: при импорте класса его родительские классы подгружаются автоматически
|
|
```
|
|
>>> z5 = Class3('abc')
|
|
>>> z5.otobrazh()
|
|
значение = abc
|
|
>>> z6 = z5 + 'def'
|
|
>>> z6.otobrazh()
|
|
значение = abcdef
|
|
>>> z6.zad_dr_zn(3)
|
|
>>> z6.otobrazh()
|
|
значение = abcdefabcdefabcdef
|
|
```
|
|
|
|
## Пункт 5. Присоединение атрибутов к классу
|
|
```
|
|
>>> dir(Class3)
|
|
['__add__', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__firstlineno__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__static_attributes__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'otobrazh', 'zad_dr_zn', 'zad_zn']
|
|
```
|
|
```
|
|
>>> Class3.fio='Иванов И.И.'
|
|
>>> dir(Class3)
|
|
['__add__', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__firstlineno__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__static_attributes__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'fio', 'otobrazh', 'zad_dr_zn', 'zad_zn']
|
|
```
|
|
```
|
|
>>> z7 = Class3(123)
|
|
>>> dir(z7)
|
|
['__add__', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__firstlineno__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__static_attributes__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'data', 'fio', 'otobrazh', 'zad_dr_zn', 'zad_zn']
|
|
```
|
|
В dir(z7), по сравнению с dir(Class3), указаны также атрибуты, относящиеся непосредтсвенно к экзаемпляру. dir(Class3) показывает атрибуты
|
|
класса Class3. Это включает методы, свойства, и встроенные специальные методы класса, но не атрибуты конкретных объектов, созданных на основе этого класса.
|
|
dir(z7) показывает атрибуты объекта z7. Это включает все атрибуты класса, а также любые другие атрибуты, добавленные динамически постфактум.
|
|
```
|
|
>>> dir(z7)==dir(Class3)
|
|
False
|
|
```
|
|
Добавим еще один атрибут:
|
|
```
|
|
>>> z7.rozden='1987'
|
|
>>> dir(z7)
|
|
['__add__', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__firstlineno__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__static_attributes__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'data', 'fio', 'otobrazh', 'rozden', 'zad_dr_zn', 'zad_zn']
|
|
```
|
|
При этом у dir(Class3) его не будет:
|
|
```
|
|
>>> dir(Class3)
|
|
['__add__', '__class__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__firstlineno__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getstate__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__static_attributes__', '__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', 'fio', 'otobrazh', 'zad_dr_zn', 'zad_zn']
|
|
```
|
|
## Пункт 6. Выявление родительских классов
|
|
```
|
|
>>> Class3.__bases__
|
|
(<class 'mod3.Class2'>,)
|
|
>>> Class2.__bases__
|
|
(<class 'mod3.Class1'>,)
|
|
>>> Class1.__bases__
|
|
(<class 'object'>,)
|
|
```
|
|
При этом:
|
|
```
|
|
>>> object.__bases__
|
|
()
|
|
```
|
|
Полный порядок наследования (Method Resolution Order)
|
|
```
|
|
>>> Class3.__mro__
|
|
(<class 'mod3.Class3'>, <class 'mod3.Class2'>, <class 'mod3.Class1'>, <class 'object'>)
|
|
>>> ZeroDivisionError.__mro__
|
|
(<class 'ZeroDivisionError'>, <class 'ArithmeticError'>, <class 'Exception'>, <class 'BaseException'>, <class 'object'>)
|
|
>>> IndexError.__mro__
|
|
(<class 'IndexError'>, <class 'LookupError'>, <class 'Exception'>, <class 'BaseException'>, <class 'object'>)
|
|
```
|
|
## Пункт 7. Создание свойства класса.
|
|
```
|
|
class Class4:
|
|
def __init__(sam,znach):
|
|
sam.__prm=znach
|
|
def chten(sam):
|
|
return sam.__prm --- геттер
|
|
def zapis(sam,znch):
|
|
sam.__prm=znch --- сеттер
|
|
def stiran(sam):
|
|
del sam.__prm --- делеттер
|
|
svojstvo=property(chten,zapis,stiran)
|
|
```
|
|
Свойства нужны для того, чтобы инкапсулировать атрибут, т.е. ограничить прямой доступ к изменению атрибута. Еще с их помощью можно проверять правильность
|
|
введенных данных.
|
|
```
|
|
>>> importlib.reload(mod3)
|
|
<module 'mod3' from 'C:\\Users/mapon/OneDrive/Рабочий стол/ПО АС/ТЕМА9\\mod3.py'>
|
|
>>> from mod3 import Class4
|
|
>>> exempl=Class4(12)
|
|
>>> exempl.svojstvo
|
|
12
|
|
>>> exempl.svojstvo=45
|
|
>>> print(exempl.svojstvo)
|
|
45
|
|
>>> del exempl.svojstvo
|
|
>>> exempl.svojstvo
|
|
Traceback (most recent call last):
|
|
File "<pyshell#72>", line 1, in <module>
|
|
exempl.svojstvo
|
|
File "C:\Users/mapon/OneDrive/Рабочий стол/ПО АС/ТЕМА9\mod3.py", line 26, in chten
|
|
return sam.__prm
|
|
AttributeError: 'Class4' object has no attribute '_Class4__prm'
|
|
```
|
|
Такой вывод происходит, потому что этот атрибут уже удален.
|
|
|
|
## Пункт 8.
|
|
Рассмотрите пример представления в виде класса модели системы автоматического регулиро-вания (САР), состоящей
|
|
из последовательного соединения усилителя и двух инерционных звеньев, охваченных отрицательной обратной связью с усилителем.
|
|
|
|
=== SAU.pu ===
|
|
```
|
|
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] # Обр.связь с усилителем 2
|
|
y1 = self.param[0] * y0 # Усилитель1
|
|
y2 = inerz(y1, self.param[1], self.ypr[0]) # Инерционное звено1
|
|
y3 = inerz(y2, self.param[2], self.ypr[1]) # Инерционное звено2
|
|
self.ypr[0] = y2
|
|
self.ypr[1] = y3
|
|
|
|
def otobraz(self):
|
|
print('y=', self.ypr[1])
|
|
```
|
|
=== testSAU.py ===
|
|
```
|
|
###main_SAU
|
|
prm=[2.5,4,1.3,0.8] #Параметры модели: коэф.усиления, 2 пост.времени, обратная связь
|
|
from SAU import *
|
|
xx=[0]+[1]*20 #Входной сигнал – «ступенька»
|
|
SAUe=SAU(prm) # Создаём экземпляр класса
|
|
yt=[]
|
|
for xt in xx: # Прохождение входного сигнала
|
|
SAUe.zdn_zn(xt)
|
|
SAUe.model()
|
|
SAUe.otobraz()
|
|
yt.append(SAUe.ypr[1])
|
|
import pylab
|
|
pylab.plot(yt)
|
|
pylab.show()
|
|
```
|
|
Вывод:
|
|
```
|
|
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
|
|
```
|
|
График сохранен в файле Figure_1.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|