Python全棧開發-Day3-Python基礎3

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本節內容

　　1. 函數基本文法及特性

　　2. 參數與局部變數

　　3.遞迴

　　4.函數式編程介紹

　　5.高階函數

 

1.函數基本文法及特性

　三種編程範式：

　　　1、面向過程：過程——> def

　　　2、物件導向：類——> class

　　　3、函數式編程：函數——> def

 函數是什麼?

函數一詞來源於數學，但編程中的「函數」概念，與數學中的函數是有很大不同的，編程中的函數在英文中也有很多不同的叫法。在C中只有function，在Java裡面叫做method。

定義: 函數是指將一組語句的集合通過一個名字(函數名)封裝起來，要想執行這個函數，只需調用其函數名即可

使用函數的好處:

1. 減少重複代碼
2. 使程式變的可擴充
3. 使程式變得易維護

文法定義

12345

def test(x):#函數定義方法、函數名、變數  ‘‘‘The function difinition!‘‘‘ #對該函數的描述  　　x+=1 #函數體 　　return x  #傳回值test(1) #調用函數

函數：

　　def func1():

　　　　‘‘‘testing1‘‘‘

　　　　print(‘in the func1‘)

　　　　return 0

過程： 

　　def func2():

　　　　‘‘‘testing2‘‘‘

　　　　print(‘in the func2‘)

由上得出，過程就是沒有傳回值的函數。

 

可以帶參數

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#下面這段代碼a,b = 5,8c = a**bprint(c)  #改成用函數寫def calc(x,y):    res = x**y    return res #返回函數執行結果 c = calc(a,b) ＃結果賦值給c變數print(c)

 

return的作用

　　1、終止函數的運行，即return後面的代碼都將不會被執行

　　2、return給調用該函數的位置，返回一個值。如，x=test1()，x就會接收到return的傳回值

　　3、後續程式有時需要根據之前函數return傳回值的不同，進行不同的判斷和運算。

return的傳回值

　　return 1, ‘hello‘, [‘alex‘,‘wupeiqi‘], {‘name’:‘alex‘}

　　所以，return的個數沒規定，類型沒規定。把return後面的內容放入元組中全部返回，本質上return還是返回了一個值。如果之前有一個函數def test():, 用return test  時，傳回值是test函數的記憶體位址。

 

2.函數參數與局部變數

調用方法：

　　1、test()執行，()表示調用函數test，()可以有參數也可以沒有

參數

　　1、形參和實參

　　形參：形式參數，不是實際存在的，是虛擬變數，在定義函數和函數體的時候使用形參，目的是在函數調用時接收實參（實參個數、類型應與形參一一對應）

　　實參：實際參數，調用函數時傳給函數的參數，可以是常量，變數，運算式，函數，傳給形參

 

　　區別：形參是虛擬，不佔用記憶體空間，形參變數只有在被調用時才分配記憶體單元，實參是一個變數，佔用記憶體空間，資料傳送單向，實參傳送給形參，不能形參傳給實參。

　　2、關鍵字調用，與形參順序無關；位置調用與形參一一對應。

　　　　【注意】：關鍵字參數不能寫在位置參數之前

　　3、預設參數

　　　　def test(x,y=2):

　　　　　　print(x,y)

　　　　test(1)

　　　　上述代碼在定義函數時對形參賦值的過程叫做設定預設參數，被賦的值叫做對應形參的預設參數。

　　　　預設參數特點：調用函數時，預設參數非必須傳遞

　　4、參數組：

　　　　1）def test(*args):

　　　　　　　print(args)

　　　　　　test(1,2,3,4,5)  #或者等價於後面這種賦值方式： test(*[1,2,3,4,5])

　　　　　　輸出：(1,2,3,4,5)

　　　　　　這時候會把5個位置實參全部傳給形參args，並且以元組的形式儲存下來。定義位置調用參數組時，以*開頭即可，args的名字可以是任意的。但編寫規範就是*args。

　　　　2）def test2(**kwargs):

　　　　　　　　print(kwargs)

　　　　　　test2(name=‘gavin‘,age=25,sex=‘M‘) #或者等價於後面這種賦值方式： test2(**{‘name’:‘gavin‘,‘age‘:25,‘sex‘:‘M‘})

　　　　　　輸出：{‘name’:‘gavin‘,‘age‘:25,‘sex‘:‘M‘}

　　　　　　這時候會把3個關鍵字調用的實參全部傳遞給形參kwargs，並且以字典的方式儲存，關鍵字為key，給關鍵字賦的值為value。定義關鍵字調用參數組時，以**開頭，kwargs的名字可以是任意的，但是編寫規範就是**kwargs。

　　　　3）小結：

　　　　　　*args把N個位置參數，轉換成元組的方式

　　　　　　**kwargs把N個關鍵字參數，轉換成字典的方式

　　　　　　【注意】: 參數組一定要放在形參的最後面

　　　　　　　　　　　位置參數一定要寫在關鍵字參數之前。所以對應的，形參部分先寫*args，再寫**kwargs。

　　　　　　

 局部變數　

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name = "Alex Li" def change_name(name):    print("before change:",name)    name = "金角大王,一個有Tesla的男人"    print("after change", name) change_name(name) print("在外面看看name改了麼?",name)

輸出

123	before change: Alex Liafter change 金角大王,一個有Tesla的男人在外面看看name改了麼? Alex Li

 

全域與局部變數

在子程式中定義的變數稱為局部變數，在程式的一開始定義的變數稱為全域變數。全域變數範圍是整個程式（包括所有函數的內部），局部變數範圍是定義該變數的子程式。當全域變數與局部變數同名時：在定義局部變數的子程式內，局部變數起作用；在其它地方全域變數起作用。

 

在函數內修改全域變數

　　name=‘gavin

　　def change_name(name):

　　　　global name

　　　　name=‘Gavin Simons‘

　　　　pass

　　chang_name(name)

　　在上述這種情況下，在函數內部使用global指令，聲明了name為全域變數，此時在函數內部再修改name時，修改的是全域變數。同時如果在函數內部聲明全域變數之前，即在檔案開頭並沒有相同名字的全域變數，則函數內的全域變數會被新建立，在函數外部也可以進行調用。但是，雖然這樣可行，但是永遠不要這麼幹（包括在函數內修改全域變數和在函數內建立全域變數），因為這麼做很難去調試，不知道是那個函數建立或修改了全域變數。

 

局部變數和全域變數的特殊情況

　　 names=[‘Gavin‘,‘Simons‘,‘Jack‘,‘Rain‘]

　　def chang_name():

　　　　names[0] = ‘詹姆斯西蒙斯’

　　　　print(‘inside func‘,names)

　　change_name()

　　print(names)

　　 輸出：inside func [‘詹姆斯西蒙斯‘,‘Simons‘,‘Jack‘,‘Rain‘]

　　　　　[‘詹姆斯西蒙斯‘,‘Simons‘,‘Jack‘,‘Rain‘]

　　所以只有像簡單的資料類型（比如，字串和整數）是不能在函數中修改的。但是複雜的資料類型（比如，列表、字典、集合、類，元組在什麼時候都不能改）這些都是在局部裡面可以直接改全域的。因為存放方式和單一資料型別不同，後者存放的是地址，而不是具體的值。

　　　　

3. 遞迴

在函數內部，可以調用其他函數。如果一個函數在內部調用自身本身，這個函數就是遞迴函式。

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def calc(n):    print(n)    if int(n/2) ==0:        return n    return calc(int(n/2)) calc(10) 輸出：10521

遞迴特性:

1. 必須有一個明確的結束條件

2. 每次進入更深一層遞迴時，問題規模相比上次遞迴都應有所減少

3. 遞迴效率不高，遞迴層次過多會導致棧溢出（在電腦中，函數調用是通過棧（stack）這種資料結構實現的，每當進入一個函數調用，棧就會加一層棧幀，每當函數返回，棧就會減一層棧幀。由於棧的大小不是無限的，所以，遞迴調用的次數過多，會導致棧溢出）

堆棧掃盲http://www.cnblogs.com/lln7777/archive/2012/03/14/2396164.html 

 

遞迴函式實際應用案例，二分尋找

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data = [1, 3, 6, 7, 9, 12, 14, 16, 17, 18, 20, 21, 22, 23, 30, 32, 33, 35]  def binary_search(dataset,find_num):    print(dataset)     if len(dataset) >1:        mid = int(len(dataset)/2)        if dataset[mid] == find_num:  #find it            print("找到數字",dataset[mid])        elif dataset[mid] > find_num :# 找的數在mid左面            print("\033[31;1m找的數在mid[%s]左面\033[0m" % dataset[mid])            return binary_search(dataset[0:mid], find_num)        else:# 找的數在mid右面            print("\033[32;1m找的數在mid[%s]右面\033[0m" % dataset[mid])            return binary_search(dataset[mid+1:],find_num)    else:        if dataset[0] == find_num:  #find it            print("找到數字啦",dataset[0])        else:            print("沒的分了,要找的數字[%s]不在列表裡" % find_num)  binary_search(data,66)

　　

4.函數式編程介紹　　 

函數是Python內建支援的一種封裝，我們通過把大段代碼拆成函數，通過一層一層的函數調用，就可以把複雜任務分解成簡單的任務，這種分解可以稱之為面向過程的程式設計。函數就是面向過程的程式設計的基本單元。

函數式編程中的函數這個術語不是指電腦中的函數（實際上是Subroutine），而是指數學中的函數，即自變數的映射。也就是說一個函數的值僅決定於函數參數的值，不依賴其他狀態。比如sqrt(x)Function Computex的平方根，只要x不變，不論什麼時候調用，調用幾次，值都是不變的。

 

Python對函數式編程提供部分支援。由於Python允許使用變數，因此，Python不是純函數式程式設計語言。

一、定義

簡單說，"函數式編程"是一種"編程範式"（programming paradigm），也就是如何編寫程式的方法論。

主要思想是把運算過程盡量寫成一系列嵌套的函數調用。舉例來說，現在有這樣一個數學運算式：

　　(1 + 2) * 3 - 4

傳統的過程式編程，可能這樣寫：

　　var a = 1 + 2;

　　var b = a * 3;

　　var c = b - 4;

函數式編程要求使用函數，我們可以把運算流程定義為不同的函數，然後寫成下面這樣：

　　var result = subtract(multiply(add(1,2), 3), 4);

因此，函數式編程的代碼更容易理解。

要想學好函數式編程，不要玩py,玩Erlang,Haskell。

　　　　

5.高階函數

變數可以指向函數，函數的參數能接收變數，那麼一個函數就可以接收另一個函數作為參數，這種函數就稱之為高階函數。

即把函數本身當作一個參數，傳給另一個函數。

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def add(x,y,f): #f為一個函數形參    return f(x) + f(y)  res = add(3,-6,abs)#abs是函數實參，其實就是函數abs的記憶體位址print(res)

 

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