python（四）

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python函數1.1 函數定義

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，具體區別，我們後面會講，編程中的函數在英文中也有很多不同的叫法。在BASIC中叫做subroutine(子過程或子程式)，在Pascal中叫做procedure(過程)和function，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

特性:

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

1. def sayhi():#函數名
2.     print("Hello, I‘m nobody!")
4. sayhi() #調用函數

可以帶參數

1. #下面這段代碼
2. a,b = 5,8
3. c = a**b
4. print(c)

#改成用函數寫

1. def calc(x,y):
2.     res = x**y
3.     return res #返回函數執行結果
4. c = calc(a,b) ＃結果賦值給c變數
5. print(c)

1.2 函數參數與局部變數

形參變數只有在被調用時才分配記憶體單元，在調用結束時，即刻釋放所分配的記憶體單元。因此，形參只在函數內部有效。函數調用結束返回主調用函數後則不能再使用該形參變數

實參可以是常量、變數、運算式、函數等，無論實參是何種類型的量，在進行函數調用時，它們都必須有確定的值，以便把這些值傳送給形參。因此應預先用賦值，輸入等辦法使參數獲得確定值。

1.2.1 預設參數

1. def stu_register(name,age,country,course):
2.     print("----註冊學生資訊------")
3.     print("姓名:",name)
4.     print("age:",age)
5.     print("國籍:",country)
6.     print("課程:",course)
7. stu_register("王山炮",22,"CN","python_devops")
8. stu_register("張叫春",21,"CN","linux")
9. stu_register("劉老根",25,"CN","linux")

發現 country 這個參數 基本都 是"CN", 就像我們在網站上註冊使用者，像國籍這種資訊，你不填寫，預設就會是 中國， 這就是通過預設參數實現的，把country變成預設參數非常簡單

1. def stu_register(name,age,course,country="CN"):

這樣，這個參數在調用時不指定，那預設就是CN，指定了的話，就用你指定的值。

另外，你可能注意到了，在把country變成預設參數後，我同時把它的位置移到了最後面，預設參數必須在位置參數後面。

1.2.2 關鍵參數

正常情況下，給函數傳參數要按順序，不想按順序就可以用關鍵參數，只需指定參數名即可，但記住一個要求就是，關鍵參數必須放在位置參數之後。

1. stu_register(age=22,name=‘alex‘,course="python",)

1.2.3 非固定參數

若你的函數在定義時不確定使用者想傳入多少個參數，就可以使用非固定參數====傳元組

1. def stu_register(name,age,*args): # *args 會把多傳入的參數變成一個元組形式
2.     print(name,age,args)
3. stu_register("Alex",22)
4. #輸出
5. #Alex 22 () #後面這個()就是args,只是因為沒傳值,所以為空白
6. stu_register("Jack",32,"CN","Python")
7. #輸出
8. # Jack 32 (‘CN‘, ‘Python‘)

還可以有一個**kwargs======傳字典

1. def stu_register(name,age,*args,**kwargs): # *kwargs 會把多傳入的參數變成一個dict形式
2. print(name,age,args,kwargs)
3. stu_register("Alex",22)
4. #輸出
5. #Alex 22 () {}#後面這個{}就是kwargs,只是因為沒傳值,所以為空白
6. stu_register("Jack",32,"CN","Python",sex="Male",province="ShanDong")
7. #輸出
8. # Jack 32 (‘CN‘, ‘Python‘) {‘province‘: ‘ShanDong‘, ‘sex‘: ‘Male‘}

1.2.4 局部變數

1. name = "Alex Li"
2. def change_name(name):
3.     print("before change:",name)
4.     name = "金角大王,一個有Tesla的男人"
5.     print("after change", name)
6. change_name(name)
7. print("在外面看看name改了麼?",name)

 

#輸出：

1. before change: Alex Li
2. after change 金角大王,一個有Tesla的男人
3. 在外面看看name改了麼? Alex Li

1.2.5 全域變數和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，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。1.3 函數的傳回值

要想擷取函數的執行結果，就可以用return語句把結果返回

注意:

1. 函數在執行過程中只要遇到return語句，就會停止執行並返回結果，so 也可以理解為 return 語句代表著函數的結束
2. 如果未在函數中指定return,那這個函數的傳回值為None

1.4 嵌套函數

1. name = "Alex"
3. def change_name():
4.     name = "Alex2"
6.     def change_name2():
7.         name = "Alex3"
8.         print("第3層列印",name)
10.     change_name2() #調用內層函數
11.     print("第2層列印",name)
13. change_name()
14. print("最外層列印",name)

1.5 遞迴函式

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。

1. def calc(n):
2.     print(n)
3.     if int(n/2) ==0:
4.         return n
5.     return calc(int(n/2))
6. calc(10)

#輸出：

1. 10
2. 5
3. 2
4. 1

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 

1.5.1 二分尋找

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

1.6 匿名函數（lambda運算式）

匿名函數就是不需要顯式的指定函數

#這段代碼

1. def calc(n):
2.     return n**n
3.     print(calc(10))

#換成匿名函數

1. calc = lambda n:n**n
2. print(calc(10))

你也許會說，用上這個東西沒感覺有毛方便呀， 。。。。呵呵，如果是這麼用，確實沒毛線改進，不過匿名函數主要是和其它函數搭配使用的呢，如下：

1. res = map(lambda x:x**2,[1,5,7,4,8])
2. for i in res:
3.     print(i)

輸出

1
25
49
16
64

1.7 函數式編程

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);

這段代碼再演化以下，可以變成這樣

add(1,2).multiply(3).subtract(4)

這基本就是自然語言的表達了。再看下面的代碼，大家應該一眼就能明白它的意思吧：

merge([1,2],[3,4]).sort().search("2")

因此，函數式編程的代碼更容易理解。

1.8 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。

1. def add(x,y,f):
2.     return f(x) + f(y)
3.     res = add(3,-6,abs)
4.     print(res)

1.9 內建函數

1. abs #絕對值
2. all #判斷列表裡所有值都為真，返回ture，否則返回false
3. any #判斷列表裡有任一個值為真，返回ture，否則返回false
4. ascii #
5. bin #將一個數字轉換為二進位
6. bool #判斷真假
7. bytearray#允許修改字串
   b = b‘abc‘
   c = bytearray(b)
   c[0] #97
   c[0] = 90
   c #bytearray(b‘Zbc)
8. bytes #將輸入的內容轉換為bytes
9. callable #判斷一個對象是否可調用（調用不是引用，是可執行檔意思）
10. chr #給一個Asicc值，判斷結果print chr(68)?D
11. ord #字元轉數字 print(ord(‘d‘)
12. classmethod#
13. compile#
14. complex#輸入一個值，返回複數 ==complex(4,5)
15. exec #執行exec括弧裡的代碼
16. eval #執行括弧裡的運算
17. delattr#
18. dict #產生字典
19. dir #查看內建方法
20. divmod #兩個參數相除，返回商和餘數divmod(4,3)
21. enumerate#產生序列
22. filter#True序列 print(filter(lambda x:x==1,[1,23,4]))
23. map#遍曆列表中的值print(map(lambda x:x+1,[1,2,3]))
24. reduce#累加print(reduce(lambda x,y:x+y,[1,2,3]))
25. float#轉成浮點
26. format#字串格式化
27. frozenset#凍結集合，frozenset({1,2,4,5,5})之後，唯讀集合
28. getattr#
29. globals#把當前程式在記憶體中的空間全部列印print(globals())
30. locals #列印局部的
31. hash #轉為hash
32. hex #轉為16進位
33. id #查看記憶體位址
34. input #輸入
35. int #轉為整數
36. isinstance #判斷是不是一個執行個體
37. issubclass #判斷是不是一個子類
38. iter #
39. len #判斷長度
40. list #產生列表
41. max #輸出最大值
42. memoryview #
43. min #輸出最小值
44. next #
45. object #
46. oct #轉為八進位
47. open #開啟檔案
48. pow#冪運算 print(pow(4,9))
49. print #列印
50. property#
51. range #隨機數
52. repr #
53. reversed #反轉，可反轉字串
54. round #四捨五入 print(round(10.23,1))
55. set #產生集合
56. setattr #
    slice #
    a = range(20)
    pattern = slice(3,8,2)
    for i in a[pattern]: #等於a[3:8:2]
    print(i)
57. sorted #排序，可排序字串
58. staticmethod #
59. str #產生字串
60. sum #求和
61. super #
62. tuple #產生元組
63. type #判斷資料類型
64. vars #同 globals
65. zip #傳n個列表，產生n個序列
    >>> x = [1,2,3]
    >>> y = [4,5,6]
    >>> z = [7,8,9]
    >>> print zip(x,y,z)
    [(1, 4, 7), (2, 5, 8), (3, 6, 9)]

 

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