Комбинированные операторы присваивания

В языке Python поддерживаются следующие комбинированные операторы присваивания, которые в некоторых случаях упрощают запись кода:

Операция	Эквивалент
x += y	x = x + y
x -= y	x = x - y
x *= y	x = x * y
x /= y	x = x / y
x //= y	x = x // y
x **= y	x = x ** y
x %= y	x = x % y
x &= y	x = x & y
x |= y	x = x | y
x ^= y	x = x ^ y
x>>= y	x = x>>y
x <<= y	x = x << y

Работа с файлами

Пример чтения файла и вывода его на экран

f = open("data.txt", "rb")

R=f.readlines()

print (R)

f.close()

 

XML

def export_xml_etree(filename):

   root = xml.etree.ElementTree.Element("Cycle")

   for i in Процесс():

       element = xml.etree.ElementTree.Element("Process",

       m=str(i[0]),

       n=str(i[1]))

   root.append(element)

   tree = xml.etree.ElementTree.ElementTree(root)

 

 

Пользовательские функции

Процедуры и функции относятся к общему понятию подпрограммы. Подпрограммы – важный элемент структурного программирования.

Подпрограмма - это блок программного кода, к которому можно обращаться из различных точек программы. Подпрограммы создаются либо для упорядочивания структуры программы, либо для автоматизации часто выполняемой последовательности действий с различными исходными данными.

Процедура является частным случаем функции, которая не возвращает никакого значения в качестве результата. Результат работы процедуры может быть как в изменении некоторых глобальных переменных, либо в виде какого-то действия, например, вывод информации на экран. Простейший пример процедуры без исходных данных и возвращаемого результата из языка Паскаль - процедура beep, которая короткий издаёт гудок динамиком.

В современных языках программирования процедуры пишутся как функции без явно возвращаемого результата, или возвращающие не существенный признак успешного выполнения операции.

Создание функции в Python производится с помощью инструкции def, как показано в следующем примере:

def remainder(a, b):

q = a // b

# // – оператор деления с усечением дробной части.

r = a - q*b

return r

Чтобы вызвать функцию, достаточно указать ее имя и следующий за ним список аргументов, заключенный в круглые скобки, например: result = remainder(37, 15). В Python функции легко могут возвращать несколько значений, для чего используется кортеж, как показано ниже:

def divide(a, b):

q = a // b

# Если a и b – целые числа, q будет целым числом

r = a - q*b

return (q,r)

Когда функция возвращает кортеж с несколькими значениями, его легко можно распаковать во множество отдельных переменных, как показано ниже:

quotient, remainder = divide(1456, 33)

Присвоить аргументу функции значение по умолчанию можно с помощью оператора присваивания:

def connect(hostname, port, timeout=300):

# Тело функции

Также имеется возможность передавать функции именованные аргументы, которые при этом можно перечислять в произвольном порядке. Однако в этом случае вы должны знать, какие имена аргументов указаны в определении функции. Например:

connect(port=80, hostname=”www.python.org”)

Когда внутри функции создаются новые переменные, они имеют локальную область видимости. То есть такие переменные определены только в пределах тела функции, и они уничтожаются, когда функция возвращает управление вызывающей программе. Чтобы иметь возможность изменять глобальные переменные внутри функции, эти переменные следует определить в теле функции с помощью инструкции global:

count = 0

...

def foo():

global count

count += 1

# Изменяет значение глобальной переменной count

 

Следующая строка после инструкции def, если она взята в кавычки, является строкой документации, в которой приводится краткое описание функции:

def movement(self,α=0):

"""Функция для вычисления текущего значения перемещения"""

Python не требует наличия строки документации у функции, но ее стоит определять, тем более, что многие Python IDE используют строки документации для контекстной справки.

Стек вызовов

Стек – это специальная структура данных, взаимодействие с которой производится по специальному правилу LIFO (от англ. Last In First Out – «последним вошел, первым вышел»).

При вызове подпрограммы в стеке вызовов запоминается адрес следующей команды, и управление передаётся к началу подпрограммы. При завершении подпрограммы программа продолжается с команды, следующей за командой вызова и запись из стека удаляется. Если подпрограмма вызывает другую подпрограмму, то её адрес также записывается в стек. Следует учитывать, что переполнение стека вызовов при рекурсии (многократном вызове вложенных функций) может вызвать остановку выполнения программы (на Python) или сбой в работе системы (на языке C).

Рассмотрим пример, где функция f3() вызывает функцию f2(), функция f2() вызывает функцию f1():

def f1():

print ("Входим в процедуру f1()")

#a = 1/0

print ("Выходим из процедуры f1()")

def f2():

print ("Входим в процедуру f2()")

f1()

print ("Выходим из процедуры f2()")

def f3():

print ("Входим в процедуру f3()")

f2()

print ("Выходим из процедуры f3()")

f3()

Вывод программы:

Входим в процедуру f3()

Входим в процедуру f2()

Входим в процедуру f1()

Выходим из процедуры f1()

Выходим из процедуры f2()

Выходим из процедуры f3()

Когда мы входим в процедуру f1(), в стеке вызовов хранятся данные процедур f2() и f3(), поскольку они ещё не закончили свою работу. Освобождается стек в обратном порядке. В процессе выполнения программы стек может разрастаться и опустошаться много раз.

Когда в одной из функций возникает исключение, часто бывает довольно трудно понять, при каких условиях (или при каком наборе параметров) произошел сбой, т.к. одна и та же функция может вызываться из различных мест программы по многу раз. Поэтому для облегчения процесса отладки интерпретатор Питона выводит не только номер строки, где возникло исключение, но и весь стек вызовов на момент возникновения исключения.

Раскомментируем выражение a = 1/0, чтобы в функции f1() было сгенерировано исключение деления на ноль. В результате получим:

Входим в процедуру f3()

Входим в процедуру f2()

Входим в процедуру f1()

Traceback (most recent call last):

File "Пример.py", line 22, in <module>

f3()

File "Пример.py", line 20, in f3

f2()

File "Пример.py", line 16, in f2

f1()

File "Пример.py", line 12, in f1

a = 1/0

ZeroDivisionError: division by zero

 После сообщения о начале выполнения функции f1() интерпретатор вывел так называемый traceback («трейсбэк» или, как иногда говорят, просто «трейс»). Traceback содержит не только названия функций из стека вызовов, но и номера строк, из которых был произведен каждый вызов. Кроме номеров указывается еще и название файла с программой, ведь проект может содержать не один модуль. Так что найти и исправить ошибку становится гораздо проще. [2]

Лямбда-функции

Это альтернативный инструкции def способ определения функции. Отличается тем, что записывается в одну строчку. Если функция вызывается один раз, можно не давать ей имени, а сразу записать аргументы после лямбда-выражения. Это удобно для небольших функций и востребовано в функциональном программировании. Название оператора Лямбда заимствовано из теории функционального программирования его первооткрывателя Алонзо Чёрча.

Пример: определим функцию k(T) обычным способом:

def k(T):

return 1.444-1.812e-4*T+5.146e-8*T**2

То же с помощью Лямбда-функции

k= lambda T:1.444-1.812e-4*T+5.146e-8*T**2

После оператора lambda сначала перечисляются аргументы, а после двоеточия следует выражение (тело) функции.

Ещё один пример:

import math

polar= lambda x,y:(math.sqrt(x**2+y**2),math.atan2(x,y))

R,φ=polar(-3,-4)

print (R,φ)

В данном случае функция polarимеет два аргумента xи yи возвращает кортеж из двух значений, который распаковывается в переменные R и φ.

Или то же самое, но не давая функции имени:

R,φ=(lambda x,y:(math.sqrt(x**2+y**2),math.atan2(x,y)))(-3,-4)

print (R,φ)

Или то же самое, передавая результат непосредственно в оператор print ():

print ((lambda x,y:(math.sqrt(x**2+y**2),math.atan2(x,y)))(-3,-4))