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.
18 KiB
18 KiB
Отчет по теме 7
Володин Денис, А-02-23
Пункт 1
>>> 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.
>>> 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.
>>> 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.
>>> 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.
>>> 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:
>>> 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()
Пункт 3. Функции как объекты.
Пункт 3.1. Получение списка атрибутов объекта-функции.
>>> 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.
>>> 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.
>>> 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
>>> 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.
>>> 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.
>>> 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.
>>> 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
>>> dic4 = {"a1": 1, "a2": 2, "a3": 3, "a4": 4}
>>> qqq = slozh(**dic4)
>>> qqq
10
>>> slozh(*dic4)
'a1a2a3a4'
Пункт 4.6. Смешанные ссылки
>>> e1 = (-1, 6); dd2 = {'a3': 3, 'a4': 9}
>>> qqqq = slozh(*e1,**dd2)
>>> qqqq
17
Пункт 4.7. Переменное число аргументов у функции.
>>> 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
>>> 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.
>>> 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).
>>> 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
>>> 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
#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.
>>> 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.
>>> 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
>>> 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]