Mavzu: python tilida matematik hisoblashlarni realizatsiya qilish

MAVZU: PYTHON TILIDA MATEMATIK HISOBLASHLARNI REALIZATSIYA QILISH.
Reja:
3.1. Standart funksiya va kutubxonalar.
3.2. NumPy paketi.
3.3. Matplotlib paketi.


Tayanch tushunchalar: O'rnatilgan funksiyal, Python standart kutubxonasi NumPy, SciPy, MATLAB, Matplotlib ilmiy grafik paketi.


3.1 Standart funksiya va kutubxonalar.


O'rnatilgan funktsiyalar. Pythonda bir qator o'rnatilgan funksiyalar mavjud, ulardan ba'zilarini biz allaqachon tanishdik. O'rnatilgan funksiyalarning batafsil tavsifi bilan Python qo'llanmasidan tanishishingiz mumkin (Пуск (Start) | Python х.х | Python Manual). Bu yerda kelgusi hisob-kitoblarni amalga oshirishda kerak bo`ladigan ba’zilari bilan tanishamiz.
Aralash tipdagi sonlar ustida arifmetik amallar bajarilganda, umumiy yuqori turga avtomatik o'tkazish amalga oshiriladi. Sonlar ierarxiyasi: butun sonlar, uzun butun sonlar, suzuvchi nuqtali sonlar, kompleks sonlar. Xususan, Python interpretatori, agar ularning qiymatlari oddiy butun son formatiga sig'maydigan darajada katta bo'lsa, avtomatik ravishda butun sonlarni uzun butun sonlarga aylantiradi. Majburiy toifa almashtirish uchun int(), long(), float(), kompleks() funksiyalaridan foydalaniladi. Ulardan foydalanishga misollar:
>>> a=1
>>> b=-2.3
>>> c='4.5'
>>> print(a+b)
-1.2999999999999998
>>> print(int(b))
-2
>>> print(float(c))
4.5
>>> print(complex(a,b))
(1-2.3j)
Core Python faqat bir nechta matematik funktsiyalarni qo'llab-quvvatlaydi. Masalan, abs(x) raqamning mutlaq qiymatini, ya'ni berilgan sonning modulini |x|:
print(abs(-1.2), abs(3+4j))
1.2 5.0
Maksimal va minimal qiymatlarni topish uchun max(x) va min(x) funksiyalaridan foydalaniladi:
>>> a=[1,5,8,10]
>>> b=[4,8,3,2]
>>> print(max(a), min(b))
10 2
>>> print(max(8,5,6,-1))
8
pow(x, y) funksiyasi x ni y darajasiga ko'taradi.
>>> print(pow(2,10))
1024
>>> print(2**10)
1024
Standart kutubxona modullari. Pythonning juda katta miqdordagi standart kutubxona modullari mavjud bo`lib, biz ulardan bir nechtasini ko`rib o`tamiz. sys moduli dasturning ishlash muhiti, Python interpretatori haqidagi ma'lumotlarni o'z ichiga olgan o'zgaruvchilarga kirishni ta'minlaydi. Ixtiyoriy argumentga ega exit (arg) funksiyasi dastur bajarilishini tugatadi. Dasturni to'xtatish va xato xabarini ko'rsatish uchun exit('error') dan foydalanishingiz mumkin. platform instruksiyasi foydalanilayotgan platforma haqidagi ma'lumotlarni ko'rsatadi. Interpretatorning standart kiritish, chiqish va xato oqimlariga mos keladigan fayl obyektlari sys modulining stdin, stdout, stderr obyektlari bilan bog‘langan.
Operatsion tizim bilan o'zaro aloqa os moduli tomonidan qo'llab-quvvatlanadi. Xususan, getcwd() funksiyasi joriy ishchi katalogni ifodalovchi qatorni qaytaradi. Joriy ishchi katalogni (path ga) o'zgartirish uchun chdir(path) dan foydalaning. path nomli faylni (katalogni) o'chirish uchun siz remove(path) (removedirs(path)) funksiyasidan foydalanishingiz mumkin. rename (src, dst) funksiyasi fayl (katalog) src nomini dst ga o'zgartirishga yordam beradi.
Dasturdagi to'siqlarni aniqlash uchun dasturning alohida qismlarini bajarish uchun vaqt oralig'ini o'lchash kerak. Shu maqsadda siz vaqt bilan ishlash uchun time modulidan foydalanishingiz mumkin. Platformangizning boshlang'ich nuqtasi (davr boshlanishi 1970 yil 1 yanvarda soat 00:00) gmtime(0) funksiyasi tomonidan chiqariladi:
>>> import time
>>> print(time.gmtime(0))
time.struct_time(tm_year=1970, tm_mon=1, tm_mday=1, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=3, tm_yday=1, tm_isdst=0)
Amallarni bajarish vaqtini aniqlash uchun clock() funksiyasidan foydalanish mumkin, u joriy protsessor vaqtini soniyalarda haqiqiy son sifatida qaytaradi. Sleep(x) funksiyasi jarayonni x soniya to'xtatib turadi. Python tilidagi dasturlarning ishlash jarayonini to'liqroq tahlil qilish standart kutubxonaga kiritilgan profile va pstats maxsus modullari yordamida amalga oshiriladi.
Python obyektlarini saqlash va nusxalash uchun juda foydali funksiya Python obyektlarini baytlar ketma-ketligiga va aksincha (seriyalashtirish) o'zgartiruvchi pickle moduli tomonidan amalga oshiriladi. Shu tarzda olingan baytlar ketma-ketligi tashqi xotirada saqlanishi yoki aloqa kanallari orqali uzatilishi mumkin. pickle moduli Pythonda qo'llaniladi va sekinroq ishlaydi. Tezroq ishlash uchun siz C da amalga oshirilgan cPickle modulidan foydalanishingiz mumkin.
Ma'lumotlarni saqlash uchun mydata.dat fayliga ma'lumotlarni yozish uchun quyidagi dasturdan foydalanamiz:
import pickle
data=("abc",1.23, [1,2,3])
file=open("mydata.dat","wb")
pickle.dump(data,file)
file.close()
file argumenti write() usuliga ega boʻlgan fayl obyekti boʻlishi kerak. dump(data,file) ma'lumotlarni serializatsiyalash uchun ishlatiladi.
Ma'lumotlarni teskari chiqarish jarayoni quyidagi dastur tomonidan amalga oshiriladi:
import pickle
file = open("mydata.dat", "rb")
mydata = pickle.load(file)
file.close()
print(mydata)
Natija
('abc', 1.23, [1, 2, 3])
load(file) avval serializatsiyalangan obyektlarni tiklash va qaytarish uchun ishlatiladi.
Pythonning dastlabki versiyalarida satrlar bilan ishlash uchun string modulidan foydalanilgan. Hozirgi vaqtda ushbu modulning funksiyalari satrlarda usullar sifatida amalga oshirilmoqda.
Satrlarni ajratish va birlashtirishga misol:
import string
s = "one, two, three"
r = s.split(",")
print(r)
print("".join(r))
['one', ' two', ' three']
one two three
Boshqa foydali satrlar bilan ishlash usullari sifatida qidirish va almashtirish uchun find() va replace() ni qarash mumkin.