Автоматически создавать n вызовов функции в цикле while?

Question

Я работал над проектом, используя circuitpython и neopixels как способ научиться использовать встроенные таймеры. Я проработал 90% своего списка задач по функциональности и теперь беспокоюсь, что мне может потребоваться перестроить все, чтобы получить последние 10%.

Проект предназначен для мигания n неопикселей в узорах светлячков. Для каждого типа рисунка светлячков есть своя функция. В начале скрипта я создаю столько переменных, сколько огней. Затем я просматриваю их, включая или выключая свет в зависимости от таймера.

Мне удалось сделать все это вручную (создать "переменную_1, переменную_2, ..." в зависимости от количества источников света), и теперь я пытаюсь автоматически создать количество переменных в зависимости от количества источников света. Я также хочу случайным образом назначать образец мигания свету каждый раз, когда запускается скрипт, но я думаю, что это последняя часть.

Как видно из приведенного ниже кода, мне удалось автоматически создать переменные в зависимости от количества источников света вверху. Однако все разваливается, когда я пытаюсь сделать что-то подобное в цикле while внизу. Моя проблема в основном "вот почему существуют классы, так что переписать все это, чтобы использовать классы"? Или есть другой способ заставить это работать?

Спасибо!

#https://www.nps.gov/grsm/learn/nature/firefly-flash-patterns.htm

import board
import digitalio
import time
import neopixel
import random



#variables to hold the color that the LED will blink
neo_r = 255
neo_g = 255
neo_b = 0

# variable to hold the number of neopixels
number_of_lights = 7

#create the neopixel. auto_write=True avoids having to push changes (at the cost of speed, which probably doesn't matter here)
pixels = neopixel.NeoPixel(board.NEOPIXEL, number_of_lights, brightness = 0.2, auto_write=False)

# automatically spins up the seed reset times for each light
reset_time_dict = {}

# sets the seeds to zero
for i in range(0, number_of_lights):
    var_name = 'resetTime' + str(i)
    reset_time_dict[var_name] = time.monotonic()


print(reset_time_dict)

def on(light_num):
    pixels[light_num] = (neo_r, neo_g, neo_b)
    pixels.show()
def off(light_num):
    pixels[light_num] = (0, 0, 0)
    pixels.show()

def brimleyi(reset_time_input, light_number):
    #calculates how much time has passed since the new zero
    time_from_zero = time.monotonic() - reset_time_input
    # creates the carry over reset_time variable so that it can be returned even if it is not updated in the last if statement
    reset_time = reset_time_input

    # on flash
    if 5 <= time_from_zero <= 5.5:
        on(light_number)
    elif 15 <= time_from_zero <= 15.5:
        on(light_number)

    # reset (includes 10 seconds after second flash - 5 on the back end and 5 on the front end)
    elif time_from_zero > 20:
        off(light_number)
        reset_time = time.monotonic() + random.uniform(-3, 3)

    # all of the off times
    else:
        off(light_number)

    return reset_time

def macdermotti (reset_time_input, light_number):
    #calculates how much time has passed since the new zero
    time_from_zero = time.monotonic() - reset_time_input
    # creates the carry over reset_time variable so that it can be returned even if it is not updated in the last if statement
    reset_time = reset_time_input

    # on flash
    if 3 <= time_from_zero <= 3.5:
        on(light_number)
    elif 5 <= time_from_zero <= 5.5:
        on(light_number)
    elif 10 <= time_from_zero <= 10.5:
        on(light_number)
    elif 12 <= time_from_zero <= 12.5:
        on(light_number)

    elif time_from_zero > 14.5:
        off(light_number)
        reset_time = time.monotonic() + random.uniform(-3, 3)

    else:
        off(light_number)

    return reset_time

def carolinus(reset_time_input, light_number):
    time_from_zero = time.monotonic() - reset_time_input
    # creates the carry over reset_time variable so that it can be returned even if it is not updated in the last if statement
    reset_time = reset_time_input

    if 0 <= time_from_zero <= 0.5:
        on(light_number)
    elif 1 <= time_from_zero <= 1.5:
        on(light_number)
    elif 2 <= time_from_zero <= 2.5:
        on(light_number)
    elif 3 <= time_from_zero <= 3.5:
        on(light_number)
    elif 4 <= time_from_zero <= 4.5:
        on(light_number)
    elif 5 <= time_from_zero <= 5.5:
        on(light_number)
    elif 6 <= time_from_zero <= 6.5:
        on(light_number)

    elif time_from_zero >= 15:
        off(light_number)
        reset_time = time.monotonic()

    else:
        off(light_number)

    return reset_time



while True:

    reset_time_dict["resetTime2"] = brimleyi(reset_time_dict["resetTime2"], 2)
    reset_time_dict["resetTime3"] = brimleyi(reset_time_dict["resetTime3"], 3)
    reset_time_dict["resetTime4"] = macdermotti(reset_time_dict["resetTime4"], 4)
    reset_time_dict["resetTime5"] = carolinus(reset_time_dict["resetTime5"], 5)
    reset_time_dict["resetTime6"] = carolinus(reset_time_dict["resetTime6"], 6)





    #briefly pauses the loop to avoid crashing the USB bus. Also makes it easier to see what is happening.
    time.sleep(0.25)

Answer 1

Есть много способов сделать это, но самое простое изменение для поддержки переменного числа NeoPixels - перебрать их с помощью forпетля. Python позволяет обрабатывать функции как переменные, что здесь полезно. Сохранение существующего рисунка светлячков и его повторение может быть достигнуто с помощью tupleа затем вызвать соответствующую функцию в цикле. Примерно так должно работать:

       firefly_pattern = (brimleyi, brimleyi, macdermotti, carolinus, carolinus)
start_pixel = 2

while True:

    for pixel_pos in range(start_pixel, number_of_lights):
        key = "resetTime" + str(pixel_pos)
        firefly_fn = firefly_pattern[(pixel_pos - start_pixel) % len(firefly_pattern)]
        reset_time_dict[key] = firefly_fn(reset_time_dict[key], pixel_pos)

    #briefly pauses the loop to avoid crashing the USB bus. Also makes it easier to see what is happening.
    time.sleep(0.25)

Вы можете изменить три функции firefly на общий класс, который управляет переходами включения / выключения. В Adafruit Learn есть "бесклассовая " очень простая версия этого : многозадачность с CircuitPython: несколько светодиодов. Я думаю, что я бы потратил на это время только в том случае, если нужно добавить больше типов или вы хотите делать постепенные пульсации, а не резкие вспышки, или добавлять синхронное групповое поведение.

Было бы более эффективно использовать один вызов pixels.show() в конце while петля и не делать это внутри on/ off. Также есть выигрыш в производительности от наличия brightness=1и просто используя 51 вместо 255, чтобы добиться того же. Эти оптимизации станут важными, если вы начнете использовать большое количество (100?) NeoPixels.

Если ваш код будет работать более суток или на плате, которая была включена в течение нескольких дней, то стоит использовать time.monotonic_ns если ваша доска поддерживает это.

Кстати, что стоит за комментарием о USB в предпоследней строке?

Answer 2

Ответ KevinJWalters выше содержит несколько полезных советов и вариантов. В итоге я перестроил сценарий с классами для каждого отдельного источника света. Обновленный скрипт находится здесь, если он кому-то будет полезен:

#https://www.nps.gov/grsm/learn/nature/firefly-flash-patterns.htm

import board
import digitalio
import time
import neopixel
import random



#variables to hold the color that the LED will blink
neo_r = 255
neo_g = 255
neo_b = 0

# variable to hold the number of neopixels
number_of_lights = 10

#create the neopixel. auto_write=True avoids having to push changes (at the cost of speed, which probably doesn't matter here)
pixels = neopixel.NeoPixel(board.NEOPIXEL, number_of_lights, brightness = 0.1, auto_write=False)

# sets up the bug holder list, which holds all of the bug objects 

bug_holder = []

    
# sets up the bug class

class Bug:
    def __init__(self, type, reset_time_input, light_number):
        self.type = type 
        self.reset_time_input = reset_time_input
        self.light_number = light_number 
        
    
#functions to turn light on and off 
def on(light_num):
    pixels[light_num] = (neo_r, neo_g, neo_b)
    pixels.show()
def off(light_num):
    pixels[light_num] = (0, 0, 0)
    pixels.show()
    

#functions for the types of fireflies 
def brimleyi(reset_time_input, light_number):
    #calculates how much time has passed since the new zero
    time_from_zero = time.monotonic() - reset_time_input
    # creates the carry over reset_time variable so that it can be returned even if it is not updated in the last if statement
    reset_time = reset_time_input

    # on flash
    if 5 <= time_from_zero <= 5.5:
        on(light_number)
    elif 15 <= time_from_zero <= 15.5:
        on(light_number)

    # reset (includes 10 seconds after second flash - 5 on the back end and 5 on the front end)
    elif time_from_zero > 20:
        off(light_number)
        reset_time = time.monotonic() + random.uniform(-3, 3)

    # all of the off times
    else:
        off(light_number)

    return reset_time

def macdermotti (reset_time_input, light_number):
    #calculates how much time has passed since the new zero
    time_from_zero = time.monotonic() - reset_time_input
    # creates the carry over reset_time variable so that it can be returned even if it is not updated in the last if statement
    reset_time = reset_time_input

    # on flash
    if 3 <= time_from_zero <= 3.5:
        on(light_number)
    elif 5 <= time_from_zero <= 5.5:
        on(light_number)
    elif 10 <= time_from_zero <= 10.5:
        on(light_number)
    elif 12 <= time_from_zero <= 12.5:
        on(light_number)

    elif time_from_zero > 14.5:
        off(light_number)
        reset_time = time.monotonic() + random.uniform(-3, 3)

    else:
        off(light_number)

    return reset_time

def carolinus(reset_time_input, light_number):
    time_from_zero = time.monotonic() - reset_time_input
    # creates the carry over reset_time variable so that it can be returned even if it is not updated in the last if statement
    reset_time = reset_time_input

    if 0 <= time_from_zero <= 0.5:
        on(light_number)
    elif 1 <= time_from_zero <= 1.5:
        on(light_number)
    elif 2 <= time_from_zero <= 2.5:
        on(light_number)
    elif 3 <= time_from_zero <= 3.5:
        on(light_number)
    elif 4 <= time_from_zero <= 4.5:
        on(light_number)
    elif 5 <= time_from_zero <= 5.5:
        on(light_number)
    elif 6 <= time_from_zero <= 6.5:
        on(light_number)

    elif time_from_zero >= 15:
        off(light_number)
        reset_time = time.monotonic()

    else:
        off(light_number)

    return reset_time


#create all of the light objects by appending a new light object to the list for each neopixel
#the first argument (random.randint(1, 3)) is used to assign a random number which corresponds to one of the ff functions
#if you start adding lots of those it might be worth using a universal variable

for i in range (0, number_of_lights):
    bug_holder.append(Bug(random.randint(1, 3), time.monotonic(), i))


while True:

    #iterates through all of the light objects in the bug_holder list 
    #use the series of if statements to match the randomly assigned number to the types of fireflies 
   
    for i in range (0, number_of_lights):
        if bug_holder[i].type == 1:
            bug_holder[i].reset_time_input = brimleyi(bug_holder[i].reset_time_input, i)
        elif bug_holder[i].type == 2:
            bug_holder[i].reset_time_input = macdermotti(bug_holder[i].reset_time_input, i)
        elif bug_holder[i].type == 3:
            bug_holder[i].reset_time_input = carolinus(bug_holder[i].reset_time_input, i)
        #this is just a catchall if there is some sort of error
        else:
            bug_holder[i].reset_time_input = brimleyi(bug_holder[i].reset_time_input, i)
            print("number error")
    
    
    #briefly pauses the loop to avoid crashing the USB bus. Also makes it easier to see what is happening.
    time.sleep(0.25)