# Отчет по теме 7

Володин Денис, А-02-23

## Пункт 1

```py
>>> import os
>>> os.chdir(r"C:\Users\denvo\OneDrive\Рабочий стол\python-labs\TEMA7")
```

## Пункт 2. Создание пользовательской функции.

Общий вид:

def  <Имя функции>([<Список аргументов >]):

[<отступы> """<Комментарий по назначению функции>"""]

<отступы> <Блок инструкций – тело функции>

[<отступы> return <Значение или вычисляемое выражение>]

Функция считается оконченной, если в очередной строке нет отступов или их число меньше, чем
в отступах в функции. Если при выполнении функции будет выполнена инструкция return, то
выполнение функции прекращается с возвратом значения, следующего за этой инструкцией.
В Python, если функция не содержит оператора return, она автоматически возвращает значение
None.

## Пункт 2.1. Функция без аргументов.

```py
>>> def uspeh():
	"""Подтверждение успеха операции"""
	print('Выполнено успешно!')
>>> uspeh()
Выполнено успешно!

>>> type(uspeh)
<class 'function'>

>>> dir()
['__annotations__', '__builtins__',
 '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'os', 'uspeh']

>>> help(uspeh)
Help on function uspeh in module __main__:

uspeh()
    Подтверждение успеха операции
```

Видно, что help вернуло имя функции и то описание, которое было указано в тройных кавычках
при её определении. Это называется docstring или документ-строка. Они используются
для написания документации. Она должна быть первой строкой внутри блока.

## Пункт 2.2. Функция с аргументами.

```py
>>> def sravnenie(a, b):
	"""Сравнение a и b"""
	if a > b:
		print(a, ' больше ', b)
	elif a < b:
		print(a, ' меньше ', b)
	else:
		print(a, ' равно ',b)
		
>>> n, m = 16, 5 
>>> sravnenie(n,m)
16  больше  5

>>> sravnenie("dog", "men")
dog  меньше  men
```

## Пункт 2.3. Функция с return.

```py
>>> def logistfun(b, a):
	"""Вычисление логистической функции"""
	import math
	return a / (1 + math.exp(-b))

>>> v, w = 1, 0.7; z = logistfun(w, v)
>>> z
0.6681877721681662
```

## Пункт 2.4. Сложение для разных типов аргументов.

```py
>>> def slozh(a1, a2, a3, a4):
	""" Сложение значений четырех аргументов"""
	return a1 + a2 + a3 + a4

#Для чисел
>>> slozh(1, 2, 3, 4)
10

#Для строк
>>> slozh('1','2','3','4')
'1234'

#Для списков
>>> b1 = [1, 2]; b2 = [-1, -2]; b3 = [0, 2]; b4 = [-1, -1]
>>> q = slozh(b1, b2, b3, b4)
>>> q
[1, 2, -1, -2, 0, 2, -1, -1]

#Для кортежей
>>> slozh((1, 2), (3, 4), (-5, 0), (-7, -3))
(1, 2, 3, 4, -5, 0, -7, -3)

#Для множеств
>>> slozh({1,1,1,1}, {"hehe", True, None}, {2, 5, "a"})
...
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'set' and 'set'

#Для словарей
>>> dict1 = {'a': 1}; dict2 = {'b': 2}; dict3 = {'c': 3}; dict4 = {'d': 4}
>>> slozh(dict1, dict2, dict3, dict4)
...
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'dict' and 'dict'

#Комбинирование типов

#Число и строка:
>>> slozh(1, "а", 2, "б")
...
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'

#Число и логический тип:
>>> slozh(1, True, 2, False)
4

#Целое число и число с плавающей точкой:
>>> slozh(1, 3.44, 2.0, 7)
13.44
```

## Пункт 2.5. Функция, реализующая модель некоторого устройства, на вход которого в текущий момент поступает сигнал х, на выходе получается сигнал y:

```py
>>> def inerz(x,T,ypred):
	""" Модель устройства с памятью """
	y = (x + T * ypred) / (T + 1)
	return y

>>> sps = [0] + [1] * 100
>>> spsy = []
>>> TT = 20
>>> yy = 0
>>> for xx in sps:
	yy = inerz(xx,TT,yy)
	spsy.append(yy)
	
>>> import pylab as plt
>>> plt.plot(spsy, label = "Выходной сигнал")
[<matplotlib.lines.Line2D object at 0x00000241DC815370>]
>>> plt.xlabel("Входной синал")
>>> plt.ylabel("Выходной синал")
>>> plt.show()
```

![](figure0.png)


## Пункт 3. Функции как объекты.

## Пункт 3.1. Получение списка атрибутов объекта-функции.

```py
>>> dir(inerz)
['__annotations__', '__call__', '__class__', '__closure__', '__code__', '__defaults__',
 '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__',
 '__get__', '__getattribute__', '__globals__', '__gt__', '__hash__', '__init__',
 '__init_subclass__', '__kwdefaults__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__name__',
 '__ne__', '__new__', '__qualname__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__',
 '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__']

>>> inerz.__doc__
' Модель устройства с памятью '

>>> def f(a : int, b : int, c = 10):
	return

>>> f.__annotations__
{'a': <class 'int'>, 'b': <class 'int'>}  

>>> f.__defaults__ 
(10,)

>>> f.__name__ 
'f'
```

## Пункт 3.2. Сохранение ссылки на объект-функцию в другой переменной.

```py
>>> n, m = 16, 5; sravnenie(n, m)
16  больше  5
>>> fnkt = sravnenie
>>> v = 16
>>> fnkt(v, 23)
16  меньше  23
```

Здесь происходит присвоение функции sravnenie переменной fnkt. Функции можно передавать в
переменные, как и любые другие объекты. После этого переменная fnkt ссылается на ту же самую
функцию, что и sravnenie.

## Пункт 3.3. Возможность альтернативного определения функции в программе.

```py
>>> typ_fun = 8
>>> if typ_fun == 1:
	def func():
		print("Функция 1")
		
else:
	def func():
		print('Функция 2')

>>> func()
Функция 2
```

## Пункт 4. Аргументы функции.

## Пункт 4.1. Возможность использования функции в качестве аргумента другой функции

```py
>>> def fun_arg(fff,a,b,c):
	"""fff-имя функции, используемой 
	в качестве аргумента функции fun_arg"""
	return a+fff(c,b)

>>> zz=fun_arg(logistfun,-3,1,0.7)
>>> print(zz)
-2.3318122278318336
```

## Пункт 4.2. Обязательные и необязательные аргументы.

```py
>>> def logistfun(a,b=1):
	"""Вычисление логистической функции"""
	import math
	return b/(1+math.exp(-a))

>>> logistfun(0.7)
0.6681877721681662
>>> logistfun(0.7,2)
1.3363755443363323
```

## Пункт 4.3. Возможность обращения к функции с произвольным расположением аргументов.

```py
>>> logistfun(b = 0.5, a = 0.8)
0.34498724056380625

>>> logistfun(b = 2, 0.7)
SyntaxError: positional argument follows keyword argument
```

## Пункт 4.4. Пример со значениями аргументов функции, содержащимися в списке или кортеже.

```py
>>> b1234 = [b1, b2, b3, b4]
>>> b1234
[[1, 2], [-1, -2], [0, 2], [-1, -1]]
>>> qq = slozh(*b1234)
>>> qq
[1, 2, -1, -2, 0, 2, -1, -1]
```

Со звёздочкой коллекции передаются как набор аргументов функции, Она также называется
"оператор распаковки".

## Пункт 4.5. Пример со значениями аргументов функции, содержащимися в словаре

```py
>>> dic4 = {"a1": 1, "a2": 2, "a3": 3, "a4": 4}
>>> qqq = slozh(**dic4)
>>> qqq
10

>>> slozh(*dic4)
'a1a2a3a4'
```

## Пункт 4.6. Смешанные ссылки

```py
>>> e1 = (-1, 6); dd2 = {'a3': 3, 'a4': 9}
>>> qqqq = slozh(*e1,**dd2)
>>> qqqq
17
```

## Пункт 4.7. Переменное число аргументов у функции.

```py
>>> def func4(*kort7):
	"""Произвольное число аргументов в составе кортежа"""
	smm = 0
	for elt in kort7:
		smm += elt
	return smm

>>> func4(-1,2)
1
>>> func4(-1,2,0,3,6)
10
```

## Пункт 4.8. Комбинация аргументов

```py
>>> def func4(a, b = 7, *kort7): 
	"""Кортеж - сборка аргументов - должен быть последним!"""
	smm=0
	for elt in kort7:
		smm += elt
	return a * smm + b

>>> func4(-1,2,0,3,6)
-7

>>> def func4(a, *kort7, b = 7):
	smm = 0
	for elt in kort7:
		smm += elt
	return a * smm + b

>>> func4(5, *[1, 2, 3])
37
```

## Пункт 4.9. Изменение значений объектов, используемых в качестве аргументов функции.

```py
>>> a = 90
>>> def func3(b):
	b = 5*b+6
>>> func3(a)
>>> a
90

>>> def func3(b):
	b = 5*b+67
	print(b)	
>>> func3(a)
517
>>> a
90


>>> sps1=[1,2,3,4]
>>> def func2(sps):
	sps[1] = 99	
>>> func2(sps1)
>>> print(sps1)
[1, 99, 3, 4]

>>> def func3(b):
	b = 5*b+67
	print(id(b))
	
>>> func3(a)
2763070067568
>>> id(a)
2763028911248 


>>> kort = (1,2,3,4)
>>> func2(kort)
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#41>", line 1, in <module>
    func2(kort)
  File "<pyshell#40>", line 2, in func2
    sps[1] = 99
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
```

## Пункт 5. Специальные типы  пользовательских функций

## Пункт 5.1. Анонимные функции (лямбда-функции).

```py
>>> anfun1 = lambda: 1.5 + math.log10(17.23)
>>> type(anfun1)
<class 'function'>

>>> anfun1()
2.7362852774480286

>>> anfun2 = lambda a,b : a+math.log10(b)
>>> anfun2(17, 234)
19.369215857410143

>>> anfun3 = lambda a, b=234: a+math.log10(b)
>>> anfun3(100)
102.36921585741014

>>> r = (lambda a, b: a**2 + b)(5, 2) 
>>> r
27

>>> r1 = lambda: (for i in range(5): print(i))
SyntaxError: invalid syntax

Но при этом:
>>> r1 = lambda: (print(i) for i in range(5))
>>> 
```

## Пункт 5.2. Функции-генераторы

```py
>>> def test():
	for i in range(3):
		yield i
	
>>> l = test()
>>> l
<generator object test at 0x0000028353CCFF90>
>>> next(l)
0
>>> next(l)
1

>>> print(l.__next__())
2


>>> alp=func5(7,3)
>>> print(alp.__next__())
1
>>> print(alp.__next__())
5
>>> print(alp.__next__())
4
>>> print(alp.__next__())
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#96>", line 1, in <module>
    print(alp.__next__())
StopIteration
```

## Пункт 6. Локализация объектов в функциях.

Все объекты - переменные, коллекции, функции и т.д. - могут быть определены глобально или локально.
Глобально - значит вне всяких функций. Локальные переменные определены внутри функции, и если хочется
использовать такую переменную в другой функции, то нужно обрабатывать доступ к ним из других функций.

## Пункт 6.1. Примеры

```py
#Пример 1
>>> glb = 10
>>> def func7(arg):
	loc1 = 15
	glb = 8
	return loc1*arg

>>> res = func7(glb)
>>> res
150

>>> glb
10

>>> def func7(arg):
	loc1=15
	glb=8
	print(glb, arg)
	return loc1*arg

>>> res=func7(glb)
8 10

>>> res=func7(glb)
2763028720144
8 10
>>> id(glb)
2763028720208


#Пример 2
>>> def func8(arg):
	loc1=15
	print(glb)  
	glb=8
	return loc1*arg

>>> res=func8(glb)
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#119>", line 1, in <module>
    res=func8(glb)
  File "<pyshell#118>", line 3, in func8
    print(glb)
UnboundLocalError: local variable 'glb' referenced before assignment

>>> glb=11
>>> def func7(arg):
	loc1=15
	global glb
	print(glb)
	glb=8
	return loc1*arg

>>> res=func7(glb)
11
>>> glb
8
```

## Пункт 6.2. locals() и globals()

Эти функции возвращают словари, ключами в которых будут имена объектов, являющихся, соответственно,
локальными или глобальными на уровне вызова этих функций. 

```py
>>> globals().keys()
dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__annotations__',
           '__builtins__', '__file__', 'math', 'random', 'pickle', 'task', 't', 'number', 'a',
           'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'anfun2', 'anfun3',
           'func5', 'mm', 'r', 'r1', 'test', 'l', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8'])
>>> locals().keys()
dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__annotations__',
           '__builtins__', '__file__', 'math', 'random', 'pickle', 'task', 't', 'number', 'a',
           'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'r',
           'r1', 'test', 'l', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8'])


>>> glb = 10
>>> def func8(arg):
	loc1=15
	glb=8
	print(globals().keys())  
	print(locals())  
	return loc1*arg

>>> hh=func8(glb)
dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__annotations__',
           '__builtins__', '__file__', 'math', 'random', 'pickle', 'task', 't', 'number', 'a',
           'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'r',
           'r1', 'test', 'l', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8', 'hh']) 
{'arg': 10, 'loc1': 15, 'glb': 8} 
>>> glb 
10
```

## Пункт 6.3. Локализация объектов при использовании вложенных функций.

```py
>>> def func9(arg2,arg3):
	def func9_1(arg1):
		loc1=15
		glb1=8
		print('glob_func9_1:',globals().keys())
		print('locl_func9_1:',locals().keys())
		return loc1*arg1
	loc1=5
	glb=func9_1(loc1)
	print('loc_func9:',locals().keys())
	print('glob_func9:',globals().keys())
	return arg2+arg3*glb

>>> kk=func9(10,1)
glob_func9_1: dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__',
                         '__annotations__', '__builtins__', '__file__', 'math', 'random', 'pickle',
                         'task', 't', 'number', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1',
                         'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'r', 'r1', 'test', 'l', 'alp', 'glb',
                         'func7', 'res', 'func8', 'hh', 'func9', 'loc1'])

locl_func9_1: dict_keys(['arg1', 'loc1', 'glb1']) 

loc_func9: dict_keys(['arg2', 'arg3', 'func9_1', 'loc1', 'glb']) 

glob_func9: dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__annotations__'
                       '__builtins__', '__file__', 'math', 'random', 'pickle', 'task', 't', 'number',
                       'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'kort', 'anfun1', 'anfun2', 'anfun3', 'func5',
                       'mm', 'r', 'r1', 'test', 'l', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8', 'hh',
                       'func9', 'loc1']) 
```

## Пункт 6.4. Моделирование САУ

```py
>>> znach=input('k1,T,k2,Xm,A,F,N=').split(',')
k1,T,k2,Xm,A,F,N=8,5,3,10,2,0.5,1000
>>> 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])
>>> vhod=[]
>>> for i in range(N):
	vhod.append(A*math.sin((2*i*math.pi)/F))

>>> vhod
[0.0, -9.797174393178826e-16, -1.959434878635765e-15, -2.9391523179536475e-15, -3.91886975727153e-15,
 -4.898587196589413e-15, -5.878304635907295e-15, -6.858022075225178e-15,
 ...
 1.1010469343064857e-13,
 -8.856348540728095e-13, -1.8813744015762676e-12, 7.608648580119871e-13, -2.3487468949147107e-13, -1.
 2306142369949293e-12, -2.226353784498387e-12, 4.1588547508986746e-13, -5.798540724135906e-13,
 -1.5755936199170489e-12]

>>> def realdvig(xtt,kk1,TT,yti1,ytin1):
		yp=kk1*xtt  
		yti1=yp+yti1  
		ytin1=(yti1+TT*ytin1)/(TT+1)
		return [yti1,ytin1]

>>> def tahogen(xtt,kk2,yti2):
		yp=kk2*xtt   
		yti2=yp+yti2 
		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

>>> yi1 = 0; yin1 = 0; yi2 = 0
>>> vyhod = []
>>> for xt in vhod:
	xt1 = xt - yi2 
	[yi1,yin1] = realdvig(xt1,k1,T,yi1,yin1)
	yi2 = tahogen(yin1,k2,yi2)
	yt = nechus(yin1,Xm)
	vyhod.append(yt)
>>> print('y=',vyhod)
y = [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
    0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, -1.0183086292055208, 0, 26.39885775889784,
    -36.65029553691161, -34.19982663883278, 196.29963397615063, -151.6919482160481,
    -388.32493988337274, 1057.8073200868555, -308.3186572590445,
    ...
    2.37392249152569e+226, -2.801972415904499e+226, -3.2288710633399875e+226,
    1.321721142591339e+227, -9.144734174579399e+226]
```