diff --git a/TEMA7/report.md b/TEMA7/report.md new file mode 100644 index 0000000..597c2a8 --- /dev/null +++ b/TEMA7/report.md @@ -0,0 +1,700 @@ +# Отчет по Теме 7 + +Зеленкина Ксения, А-02-23 + +## 1. Начало работы. +Запустила интерактивную оболочку IDLE и открыла окно текстового редактора, куда буду фиксировать мои дальнейшие действия. + +## 2. Создание пользовательской функции. +#### 2.1. Первый пример: функция – без аргументов. +Проверим функцию: +_Код:_ +```py +def uspeh(): + """Подтверждение успеха операции""" + print('Выполнено успешно!') +uspeh() +``` +_Вывод:_ +```py +Выполнено успешно! +``` +Определим класс объекта с именем __uspeh__. +_Код:_ +```py +print(type(uspeh)) +``` +_Вывод:_ +```py + +``` +С помощью инструкции _dir()_ убедимся, что имя функции появилось в пространстве имен. +_Код:_ +```py +if 'uspeh' in dir(): + print("Функция 'uspeh' присутствует в пространстве имен") +``` +_Вывод:_ +```py +Функция 'uspeh' присутствует в пространстве имен +``` +Введём инструкцию _help(uspeh):_ +_Код:_ +```py +help(uspeh) +``` +_Вывод:_ +```py +Help on function uspeh in module __main__: + +uspeh() + Подтверждение успеха операции +``` +Помощь организуется через docstring - строку документации в тройных кавычках сразу после объявления функции. Python автоматически использует ее для вывода в help(). + +#### 2.2 Пример функции с аргументами. +_Код:_ +```py +def sravnenie(a,b): + """Сравнение a и b""" + if a>b: + print(a,' больше ',b) + elif a + +## 3. Функции как объекты. +#### 3.1. Получение списка атрибутов объекта-функции. +_Код:_ +```py +print(dir(inerz)) +``` +_Вывод:_ +```py +['__annotations__', '__builtins__', '__call__', '__class__', '__closure__', '__code__', '__defaults__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__get__', '__getattribute__', '__getstate__', '__globals__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__kwdefaults__', '__le__', '__lt__', '__module__', '__name__', '__ne__', '__new__', '__qualname__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', '__type_params__'] +``` +Пример использования атрибута функции: +_Код:_ +```py +print(inerz.__doc__) +``` +_Вывод:_ +```py + Модель устройства с памятью: + x- текущее значение вх.сигнала, + T -постоянная времени, + ypred - предыдущее значение выхода устройства +``` +Даннаяя функция берется непосредственно из строки документации в тройных кавычках внутри функции. + +Для сравнения, введём инструкцию: +_Код:_ +```py +help(inerz) +``` +_Вывод:_ +```py +Help on function inerz in module __main__: + +inerz(x, T, ypred) + Модель устройства с памятью: + x- текущее значение вх.сигнала, + T -постоянная времени, + ypred - предыдущее значение выхода устройства +``` +__help()__ - форматирует информацию из __doc__ и добавляет служебные данные о функции + +#### 3.2. Сохранение ссылки на объект-функцию в другой переменной. +_Код:_ +```py +fnkt=sravnenie +v=16 +fnkt(v,23) +``` +_Вывод:_ +```py +16 меньше 23 +``` +Создали вторую переменную для функции (псевдоним) и применили её. Произошло сравнения числа 16 (записанного в переменную v) и сравнили с числом 23. + +#### 3.3. Возможность альтернативного определения функции в программе. +_Код:_ +```py +typ_fun=8 +if typ_fun==1: + def func(): + print('Функция 1') +else: + def func(): + print('Функция 2') + +func() +``` +_Вывод:_ +```py +Функция 2 +``` +Выводится "Функция 2", потому что условие typ_fun==1 ложно. + +## 4. Аргументы функции. +#### 4.1. Использование функции в качестве аргумента другой функции +_Код:_ +```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) +``` +_Вывод:_ +```py +-2.3318122278318336 +``` +#### 4.2. Обязательные и необязательные аргументы +Переопределим вычисление логистической функции следующим образом: +_Код:_ +```py +def logistfun(a,b=1): #Аргумент b – необязательный; значение по умолчанию=1 + """Вычисление логистической функции""" + import math + return b/(1+math.exp(-a)) + +print(logistfun(0.7)) #Вычисление со значением b по умолчанию +print(logistfun(0.7,2)) #Вычисление с заданным значением b +``` +_Вывод:_ +```py +0.6681877721681662 +1.3363755443363323 +``` +#### 4.3. Обращения к функции с произвольным (непозиционным) расположением аргументов +Изучим возможность обращения к функции с произвольным (непозиционным) расположением аргументов. При этом надо в обращении к функции указывать имена аргументов: +_Код:_ +```py +print(logistfun(b=0.5, a=0.8)) # Аргументы поменялись местами +print(logistfun(a=0.8, b=0.5)) # То же самое, но в другом порядке +``` +_Вывод:_ +```py +0.34498724056380625 +0.34498724056380625 +``` +Все вызовы работают корректно, так как при именованном указании аргументов их порядок не имеет значения. + +#### 4.4 Пример со значениями аргументов функции, содержащимися в списке или кортеже. +_Код:_ +```py +b1234 = [b1, b2, b3, b4] # Список списков из п.2.4 +qq = slozh(*b1234) # Перед ссылкой на список или кортеж надо ставить звездочку +print(qq) +``` +_Вывод:_ +```py +[1, 2, -1, -2, 0, 2, -1, -1] +``` + +#### 4.5. Пример со значениями аргументов функции, содержащимися в словаре +_Код:_ +```py +dic4={"a1":1,"a2":2,"a3":3,"a4":4} +qqq=slozh(**dic4) #Перед ссылкой на словарь надо ставить две звездочки +print(qqq) +``` +_Вывод:_ +```py +10 +``` + +#### 4.6. Смешанные ссылки +_Код:_ +```py +e1=(-1,6);dd2={'a3':3,'a4':9} +qqqq=slozh(*e1,**dd2) +print(qqqq) +``` +_Вывод:_ +```py +17 +``` + +#### 4.7. Переменное число аргументов у функции +_Код:_ +```py +def func4(*kort7): + """Произвольное число аргументов в составе кортежа""" + smm=0 + for elt in kort7: + smm+=elt + return smm + +print(func4(-1,2)) #Обращение к функции с 2 аргументами +print(func4(-1,2,0,3,6)) #Обращение к функции с 5 аргументами +``` +_Вывод:_ +```py +1 +10 +``` + +#### 4.8. Комбинация аргументов +_Код:_ +```py +def func4(a,b=7,*kort7): #Аргументы: a-позиционный, b- по умолчанию + кортеж + """Кортеж - сборка аргументов - должен быть последним!""" + smm=0 + for elt in kort7: + smm+=elt + return a*smm+b + +print(func4(-1,2,0,3,6)) +``` +_Вывод:_ +```py +-7 +``` +Для словаря: +_Код:_ +```py +def func4_dict(a, b=7, **slovar): # a-позиционный, b- по умолчанию, **slovar-словарь + """Словарь - сборка именованных аргументов - должен быть последним!""" + smm = 0 + for key, value in slovar.items(): + smm += value + return a * smm + b + +# Вызов функции: +print(func4_dict(-1, 2, x=0, y=5, z=6)) +``` +_Вывод:_ +```py +-9 +``` +Функция func4_dict принимает позиционный аргумент a, необязательный b и произвольные именованные аргументы **slovar, которые автоматически собираются в словарь, где ключи - имена аргументов, а значения - их значения, затем суммирует все значения словаря, умножает на a и прибавляет b. + +#### 4.9. Изменение значений объектов, используемых в качестве аргументов функции. +Такое изменение возможно только у объектов изменяемого типа. +Пример с числовым объектом^ +_Код:_ +```py +a=90 # Числовой объект – не изменяемый тип +def func3(b): + b=5*b+67 + +print(func3(a)) +``` +_Вывод:_ +```py +None +``` +Исходное значение a осталось 90 - неизменяемые объекты не меняются при передаче в функцию. +Пример со списком: +_Код:_ +```py +sps1=[1,2,3,4] #Список – изменяемый тип объекта +def func2(sps): + sps[1]=99 +print(func2(sps1)) +print(sps1) +``` +_Вывод:_ +```py +None +[1, 99, 3, 4] +``` +Список изменился, так как списки - изменяемый тип объекта. + +Кортеж: +_Код:_ +```py +kort = (1, 2, 3, 4) # Кортеж – неизменяемый тип объекта +print(func2(kort)) +``` +_Вывод:_ +```py +TypeError: 'tuple' object does not support item assignment +``` +Кортеж не изменится и возникнет ошибка. + +## 5. Специальные типы пользовательских функций +#### 5.1. Анонимные функции. +Анонимные функции или по-другому их называют лямбда-функциями – это функции без имени. +_Код:_ +```py +import math +anfun1 = lambda: 1.5 + math.log10(17.23) # Анонимная функция без аргументов +print(anfun1()) # Обращение к объекту-функции +anfun2 = lambda a, b: a + math.log10(b) # Анонимная функция с 2 аргументами +print(anfun2(17, 234)) +anfun3 = lambda a, b=234: a + math.log10(b) # Функция с необязательным вторым аргументом +print(anfun3(100)) +``` +_Вывод:_ +```py +2.7362852774480286 +19.369215857410143 +102.36921585741014 +``` + +#### 5.2. Функции-генераторы. +Это – такие функции, которые используются в итерационных процессах, позволяя на каждой итерации получать одно из значений. +_Код:_ +```py +def func5(diap, shag): + """ Итератор, возвращающий значения + из диапазона от 1 до diap с шагом shag""" + for j in range(1, diap + 1, shag): + yield j + + +for mm in func5(7, 3): + print(mm) +``` +_Вывод:_ +```py +1 +4 +7 +``` +Здесь при каждом обращении к функции будет генерироваться только одно очередное значение. +При программировании задач у таких функций часто используют метод __next__, активирующий очередную итерацию выполнения функции. Например: +_Код:_ +```py +alp=func5(7,3) +print(alp.__next__()) +print(alp.__next__()) +print(alp.__next__()) +``` +_Вывод:_ +```py +1 +4 +7 +``` +попрогбуем вызвать ещё раз +_Код:_ +```py +alp=func5(7,3) +print(alp.__next__()) +print(alp.__next__()) +print(alp.__next__()) +print(alp.__next__()) +``` +_Вывод:_ +```py +StopIteration +``` +При четвертом вызове alp.__next__() возникнет ошибка StopIteration, потому что генератор func5(7,3) уже исчерпал все свои значения (1, 4, 7) и не может произвести следующее значение. + +## 6. Локализация объектов в функциях. +По отношению к функции все объекты подразделяются на локальные и глобальные. Локальными являются объекты, которые создаются в функциях присваиванием им некоторых значений. Они записываются в пространство имен, создаваемое в функции. Глобальные – это те объекты, значения которых заданы вне функции. Они определены в пространствах имен вне функции. +Локализация может быть переопределена путем прямого объявления объектов как глобальных с помощью дескриптора __global.__ + +#### 6.1. Примеры на локализацию объектов + Пример 1. Одноименные локальный и глобальный объекты. + _Код:_ + ```py + glb=10 +def func7(arg): + loc1=15 + glb=8 + return loc1*arg + +res=func7(glb) +print(res) + ``` +_Вывод:_ +```py +150 +``` +При вычислении результата использовались локальная переменная loc1=15 и глобальная переменная glb=10 (переданная как аргумент arg), результат 150, при этом значение глобальной переменной glb не изменилось и осталось 10, так как внутри функции glb=8 создала новую локальную переменную, а не изменила глобальную. + +Пример 2. Ошибка в использовании локального объекта. + _Код:_ + ```py +def func8(arg): + loc1=15 + print(glb) + glb=8 + return loc1*arg + +res=func8(glb) +print(res) + ``` +_Вывод:_ +```py +UnboundLocalError: cannot access local variable 'glb' where it is not associated with a value +``` +Ошибка возникает потому что Python обнаруживает операцию присваивания glb=8 внутри функции и поэтому считает glb локальной переменной, но при этом выполняется попытка печати значения print(glb) до инициализации этой локальной переменной. + +Пример 3. Переопределение локализации объекта + _Код:_ + ```py +glb=11 +def func7(arg): + loc1=15 + global glb + print(glb) + glb=8 + return loc1*arg + +res=func7(glb) +print(res) + ``` +_Вывод:_ +```py +11 +165 +``` +Значение изменилось + +#### 6.2. Выявление локализации объекта с помощью функций __locals()__ и __globals()__ из __builtins__. +Эти функции возвращают словари, ключами в которых будут имена объектов, являющихся, соответственно, локальными или глобальными на уровне вызова этих функций. +Примеры. +В командной строке введем инструкции: + _Код:_ + ```py +print(globals().keys()) #Перечень глобальных объектов +print(locals().keys()) #Перечень локальных объектов + ``` +_Вывод:_ +```py +#Перечень глобальных объектов +dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__annotations__', '__builtins__', '__file__', '__cached__', 'uspeh', 'sravnenie', 'n', 'm', 'logistfun', 'v', 'w', 'z', 'slozh', 'b1', 'b2', 'b3', 'b4', 'q', 't1', 't2', 't3', 't4', 'inerz', 'sps', 'spsy', 'TT', 'yy', 'xx', 'plt', 'fnkt', 'typ_fun', 'func', 'fun_arg', 'zz', 'b1234', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'func4_dict', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'math', 'anfun1', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res']) +#Перечень локальных объектов +dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__annotations__', '__builtins__', '__file__', '__cached__', 'uspeh', 'sravnenie', 'n', 'm', 'logistfun', 'v', 'w', 'z', 'slozh', 'b1', 'b2', 'b3', 'b4', 'q', 't1', 't2', 't3', 't4', 'inerz', 'sps', 'spsy', 'TT', 'yy', 'xx', 'plt', 'fnkt', 'typ_fun', 'func', 'fun_arg', 'zz', 'b1234', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'func4_dict', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'math', 'anfun1', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res']) +``` +Различий в перечнях нет - в основном режиме выполнения (не внутри функции) глобальная и локальная области видимости совпадают, поэтому globals().keys() и locals().keys() показывают одинаковый набор объектов, так как выполняются в одной области видимости. + +_Код:_ +```py +def func8(arg): + loc1=15 + glb=8 + print(globals().keys()) #Перечень глобальных объектов «изнутри» функции + print(locals().keys()) #Перечень локальных объектов «изнутри» функции + return loc1*arg + +hh=func8(glb) +``` +_Вывод:_ +```py +dict_keys(['__name__', '__doc__', '__package__', '__loader__', '__spec__', '__annotations__', '__builtins__', '__file__', '__cached__', 'uspeh', 'sravnenie', 'n', 'm', 'logistfun', 'v', 'w', 'z', 'slozh', 'b1', 'b2', 'b3', 'b4', 'q', 't1', 't2', 't3', 't4', 'inerz', 'sps', 'spsy', 'TT', 'yy', 'xx', 'plt', 'fnkt', 'typ_fun', 'func', 'fun_arg', 'zz', 'b1234', 'qq', 'dic4', 'qqq', 'e1', 'dd2', 'qqqq', 'func4', 'func4_dict', 'a', 'func3', 'sps1', 'func2', 'math', 'anfun1', 'anfun2', 'anfun3', 'func5', 'mm', 'alp', 'glb', 'func7', 'res', 'func8']) +dict_keys(['arg', 'loc1', 'glb']) +``` +__Глобальные объекты__ - все переменные модуля уровня +__Локальные объекты__ - только параметры функции (arg) и переменные, созданные внутри функции (loc1, glb) + +Проверка наличия объекта __glb__ в перечне глобальных объектов: +_Код:_ +```py +print('glb' in globals().keys()) +``` +_Вывод:_ +```py +True +``` + +#### 6.3. Локализация объектов при использовании вложенных функций. +Пример: +_Код:_ +```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) +print(kk) +``` +_Вывод:_ +```py +85 +``` +Каждая функция имеет свою локальную область видимости: вложенная функция func9_1 видит только свои локальные объекты (arg1, loc1, glb1) и глобальные объекты модуля, но не видит локальные объекты внешней функции func9 (arg2, arg3, loc1), при этом переменная loc1 существует независимо в обеих функциях со своими значениями. + +#### 6.4 Большой пример +```py +import math + +# Ввод параметров +znach = input('k1,T,k2,Xm,A,F,N=').split(',') +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]) + +# Создание входного сигнала +import math +vhod=[] +for i in range(N): + vhod.append(A*math.sin((2*i*math.pi)/F)) + +print("Входной сигнал:", vhod) + +# Функции компонентов системы +def realdvig(xtt, kk1, TT, yti1, ytin1): + """Модель реального двигателя""" + yp = kk1 * xtt # усилитель + yti1 = yp + yti1 # Интегратор + ytin1 = (yti1 + TT * ytin1) / (TT + 1) + return [yti1, ytin1] + +def tahogen(xtt, kk2, yti2): + """Модель тахогенератора""" + yp = kk2 * xtt # усилитель + yti2 = yp + yti2 # интегратор + return yti2 + +def nechus(xtt, gran): + """Зона нечувствительности""" + if xtt < gran and xtt > (-gran): + ytt = 0 + elif xtt >= gran: + ytt = xtt - gran + elif xtt <= (-gran): + ytt = xtt + gran + return ytt + +# Реализация соединения компонент +yi1 = 0; yin1 = 0; yi2 = 0 +vyhod = [] +for xt in vhod: + xt1 = xt - yi2 # отрицательная обратная связь + [yi1, yin1] = realdvig(xt1, k1, T, yi1, yin1) + yi2 = tahogen(yin1, k2, yi2) + yt = nechus(yin1, Xm) + vyhod.append(yt) + +print('y=', vyhod) +``` +_Вывод:_ +```py +k1,T,k2,Xm,A,F,N=1.5,0.1,0.8,0.2,1.0,10,50 +Входной сигнал: [0.0, 0.5877852522924731, 0.9510565162951535, 0.9510565162951536, 0.5877852522924732, 1.2246467991473532e-16, -0.587785252292473, -0.9510565162951535, -0.9510565162951536, -0.5877852522924734, -2.4492935982947064e-16, 0.5877852522924722, 0.9510565162951535, 0.9510565162951536, 0.5877852522924734, 3.6739403974420594e-16, -0.5877852522924728, -0.9510565162951534, -0.9510565162951538, -0.5877852522924735, -4.898587196589413e-16, 0.5877852522924727, 0.9510565162951529, 0.9510565162951538, 0.5877852522924736, 6.123233995736766e-16, -0.5877852522924726, -0.9510565162951534, -0.9510565162951538, -0.5877852522924737, -7.347880794884119e-16, 0.5877852522924725, 0.9510565162951533, 0.9510565162951539, 0.5877852522924738, 8.572527594031472e-16, -0.5877852522924725, -0.9510565162951533, -0.9510565162951539, -0.5877852522924739, -9.797174393178826e-16, 0.5877852522924695, 0.9510565162951533, 0.9510565162951539, 0.5877852522924769, 1.102182119232618e-15, -0.5877852522924722, -0.9510565162951543, -0.951056516295154, -0.587785252292477] +y= [0, 0.6015253440351906, 1.096895249493391, 0.14963802472452992, -1.4055603261317517, -2.5023946767056238, -1.3746543603374242, 0.7777548679354078, 2.3930377777245795, 1.589728806501168, -0.18435823514401645, -1.262236228089791, -0.1499221532340092, 1.1432335494953787, 0.9284774407601177, -1.092316839336339, -3.1053851997702706, -1.9708827095800603, 1.4179982683905918, 4.178467267009747, 2.8704598657124154, -0.9554762632284055, -3.6907891747930823, -2.0460936031856565, 1.5516985830908399, 3.050939390566601, 0, -3.803109375076022, -3.7144283665966316, 1.1278012079884292, 6.1915501329945455, 5.067998743352809, -1.4695723076381413, -7.114338992237411, -5.15766901200028, 2.1332451522780023, 6.998570550403378, 3.258668282071149, -4.636620081834843, -7.5743517324240575, -0.7423964478503129, 8.407306390701049, 9.309658304307437, -0.5482852890529228, -11.499859882265268, -10.552533675209967, 2.0050221789726197, 13.153568445829352, 9.570130082024441, -5.115533432227267] +``` +# Завершение работы \ No newline at end of file diff --git a/TEMA7/report.py b/TEMA7/report.py new file mode 100644 index 0000000..3f5a747 --- /dev/null +++ b/TEMA7/report.py @@ -0,0 +1,357 @@ +# 2.1 +def uspeh(): + """Подтверждение успеха операции""" + print('Выполнено успешно!') + +# Проверьте функцию, запустив ее из командной строки: +uspeh() + +# Определите класс объекта с именем uspeh. +print(type(uspeh)) + +if 'uspeh' in dir(): + print("Функция 'uspeh' присутствует в пространстве имен") + +help(uspeh) + +# 2.2 +def sravnenie(a,b): + """Сравнение a и b""" + if a>b: + print(a,' больше ',b) + elif a (-gran): + ytt = 0 + elif xtt >= gran: + ytt = xtt - gran + elif xtt <= (-gran): + ytt = xtt + gran + return ytt + +# Реализация соединения компонент +yi1 = 0; yin1 = 0; yi2 = 0 +vyhod = [] +for xt in vhod: + xt1 = xt - yi2 # отрицательная обратная связь + [yi1, yin1] = realdvig(xt1, k1, T, yi1, yin1) + yi2 = tahogen(yin1, k2, yi2) + yt = nechus(yin1, Xm) + vyhod.append(yt) + +print('y=', vyhod) +