k09. классы, dataclasses и Enum

Задача 9.1. Простой класс

Файл практики: k09_task1_simple_class.py.

Создайте класс BatteryMonitor с порогами в __init__ и методом classify. Проверьте несколько напряжений, в том числе объект со своими порогами.

Ожидаемый результат. Для 15.1 ожидается OK, для 14.2 — LOW при порогах по умолчанию, для 13.7 — CRITICAL. Для strict-объекта 14.5 должно дать LOW.

• Полный текст файла k09_task1_simple_class.py

  Скопируйте приведённое ниже содержимое в файл code/M01_python/k09_task1_simple_class.py в проекте PyCharm (виртуальное окружение) и запустите программу. Ниже приведён полный учебный текст файла с комментариями.

  # k09_task1_simple_class.py
  # Цель: простой класс с __init__ и методом.
  # Запуск: venv проекта.
  
  class BatteryMonitor:
      """Учебный монитор напряжения бортовой сети.
  
      Это не драйвер реального датчика. Класс только хранит пороги
      и отвечает, в каком учебном диапазоне находится напряжение.
      """
  
      def __init__(self, low_v: float = 14.4, critical_v: float = 14.0) -＞ None:
          # Пороги задаём при создании объекта и храним в полях экземпляра
          self.low_v = low_v
          self.critical_v = critical_v
  
      def classify(self, voltage_v: float) -＞ str:
          """Вернуть учебную метку: OK, LOW или CRITICAL."""
          if voltage_v ＞= self.low_v:
              return "OK"
          if voltage_v ＞= self.critical_v:
              return "LOW"
          return "CRITICAL"
  
  
  monitor = BatteryMonitor()
  print(monitor.classify(15.1))
  print(monitor.classify(14.2))
  print(monitor.classify(13.7))
  
  strict = BatteryMonitor(low_v=14.8, critical_v=14.2)
  print("strict:", strict.classify(14.5))

  Python

  Copy

Задача 9.2. Dataclass телеметрии

Файл практики: k09_task2_dataclass_telemetry.py.

Опишите TelemetrySample как dataclass, добавьте метод is_airborne и обойдите список образцов.

Ожидаемый результат. Три строки печати с метками ground или air в зависимости от высоты.

• Полный текст файла k09_task2_dataclass_telemetry.py

  Скопируйте приведённое ниже содержимое в файл code/M01_python/k09_task2_dataclass_telemetry.py в проекте PyCharm (виртуальное окружение) и запустите программу. Ниже приведён полный учебный текст файла с комментариями.

  # k09_task2_dataclass_telemetry.py
  # Цель: dataclass для снимка телеметрии; method; список объектов.
  
  from dataclasses import dataclass
  
  
  @dataclass
  class TelemetrySample:
      """Один учебный отсчёт телеметрии в заданный момент времени."""
  
      t_s: float
      altitude_m: float
      mode: str
      voltage_v: float
  
      def is_airborne(self, min_alt_m: float = 1.0) -＞ bool:
          """True, если высота не ниже учебного порога «в воздухе»."""
          return self.altitude_m ＞= min_alt_m
  
  
  samples = [
      TelemetrySample(0.0, 0.3, "STABILIZE", 16.0),
      TelemetrySample(1.0, 8.0, "GUIDED", 15.8),
      TelemetrySample(2.0, 20.0, "AUTO", 15.6),
  ]
  
  for s in samples:
      flag = "air" if s.is_airborne() else "ground"
      print(f"t={s.t_s} alt={s.altitude_m} mode={s.mode} [{flag}]")

  Python

  Copy

Задача 9.3. Enum режимов

Файл практики: k09_task3_enum_modes.py.

Объявите FlightMode, функции needs_mission и parse_mode. Обработайте строки GUIDED, AUTO и ACRO.

Ожидаемый результат. GUIDED и AUTO распознаются; для AUTO mission? True; ACRO даёт unknown mode.

• Полный текст файла k09_task3_enum_modes.py

  Скопируйте приведённое ниже содержимое в файл code/M01_python/k09_task3_enum_modes.py в проекте PyCharm (виртуальное окружение) и запустите программу. Ниже приведён полный учебный текст файла с комментариями.

  # k09_task3_enum_modes.py
  # Цель: Enum для режимов полёта; безопасное сравнение.
  
  from enum import Enum
  
  
  class FlightMode(Enum):
      """Учебное перечисление режимов (не полный список ArduPilot)."""
  
      STABILIZE = "STABILIZE"
      LOITER = "LOITER"
      GUIDED = "GUIDED"
      AUTO = "AUTO"
      RTL = "RTL"
      LAND = "LAND"
  
  
  def needs_mission(mode: FlightMode) -＞ bool:
      """Нужен ли загруженный маршрут для этого режима (учебное правило)."""
      return mode is FlightMode.AUTO
  
  
  def parse_mode(raw: str) -＞ FlightMode | None:
      """Преобразовать строку телеметрии в Enum или вернуть None."""
      try:
          return FlightMode(raw)
      except ValueError:
          return None
  
  
  for name in ("GUIDED", "AUTO", "ACRO"):
      mode = parse_mode(name)
      if mode is None:
          print(name, "-＞ unknown mode")
      else:
          print(name, "-＞", mode.name, "mission?", needs_mission(mode))

  Python

  Copy

Задача 9.4. Композиция

Файл практики: k09_task4_composition.py.

Соберите VehicleStatus из TelemetrySample и BatteryMonitor и напечатайте summary.

Ожидаемый результат. Строка вида mode=GUIDED alt=15.0 batt=LOW при напряжении 14.1 и пороге 14.4.

• Полный текст файла k09_task4_composition.py

  Скопируйте приведённое ниже содержимое в файл code/M01_python/k09_task4_composition.py в проекте PyCharm (виртуальное окружение) и запустите программу. Ниже приведён полный учебный текст файла с комментариями.

  # k09_task4_composition.py
  # Цель: композиция — объект «аппарат» содержит телеметрию и монитор батареи.
  
  from dataclasses import dataclass
  from enum import Enum
  
  
  class FlightMode(Enum):
      GUIDED = "GUIDED"
      AUTO = "AUTO"
      RTL = "RTL"
  
  
  @dataclass
  class TelemetrySample:
      altitude_m: float
      mode: FlightMode
      voltage_v: float
  
  
  class BatteryMonitor:
      def __init__(self, low_v: float = 14.4) -＞ None:
          self.low_v = low_v
  
      def is_low(self, voltage_v: float) -＞ bool:
          return voltage_v ＜ self.low_v
  
  
  class VehicleStatus:
      """Учебная сборка: текущая телеметрия + проверка батареи."""
  
      def __init__(self, telemetry: TelemetrySample, battery: BatteryMonitor) -＞ None:
          # Композиция: VehicleStatus «имеет» телеметрию и монитор
          self.telemetry = telemetry
          self.battery = battery
  
      def summary(self) -＞ str:
          low = self.battery.is_low(self.telemetry.voltage_v)
          batt = "LOW" if low else "OK"
          return (
              f"mode={self.telemetry.mode.value} "
              f"alt={self.telemetry.altitude_m:.1f} "
              f"batt={batt}"
          )
  
  
  tel = TelemetrySample(altitude_m=15.0, mode=FlightMode.GUIDED, voltage_v=14.1)
  status = VehicleStatus(tel, BatteryMonitor())
  print(status.summary())

  Python

  Copy

Задача 9.5. Точка маршрута и миссия

Файл практики: k09_task5_waypoint_mission.py.

Реализуйте frozen Waypoint и Mission с add, count и highest_alt_m.

Ожидаемый результат. points: 2; highest_alt_m: 50.0; печать WP1 и WP2.

• Полный текст файла k09_task5_waypoint_mission.py

  Скопируйте приведённое ниже содержимое в файл code/M01_python/k09_task5_waypoint_mission.py в проекте PyCharm (виртуальное окружение) и запустите программу. Ниже приведён полный учебный текст файла с комментариями.

  # k09_task5_waypoint_mission.py
  # Цель: dataclass точки маршрута + класс миссии со списком точек.
  
  from dataclasses import dataclass, field
  
  
  @dataclass(frozen=True)
  class Waypoint:
      """Учебная точка маршрута. frozen=True — после создания поля не меняем."""
  
      lat: float
      lon: float
      alt_m: float
      name: str = ""
  
  
  @dataclass
  class Mission:
      """Упорядоченный список точек (учебная миссия, не протокол MAVLink)."""
  
      home: Waypoint
      points: list[Waypoint] = field(default_factory=list)
  
      def add(self, wp: Waypoint) -＞ None:
          self.points.append(wp)
  
      def count(self) -＞ int:
          # home отдельно; points — маршрутные точки после home
          return len(self.points)
  
      def highest_alt_m(self) -＞ float:
          alts = [self.home.alt_m] + [p.alt_m for p in self.points]
          return max(alts)
  
  
  mission = Mission(home=Waypoint(55.751244, 37.618423, 0.0, "HOME"))
  mission.add(Waypoint(55.752000, 37.620000, 40.0, "WP1"))
  mission.add(Waypoint(55.753500, 37.615000, 50.0, "WP2"))
  
  print("points:", mission.count())
  print("highest_alt_m:", mission.highest_alt_m())
  for i, wp in enumerate(mission.points, start=1):
      print(f"{i}. {wp.name} alt={wp.alt_m}")

  Python

  Copy

Задача 9.6. Сохранение в Git

Сохраните практику в истории Git.

git add code/M01_python/k09_*.py
git commit -m "K09: classes dataclasses enum composition mission"