python學習第三周（下 函數）
本節內容
1. 函數基本語法及特性
2. 參數與局部變量
3. 返回值 嵌套函數
4.遞歸
5.匿名函數
6.函數式編程介紹
7.高階函數
8.內置函數
溫故知新
1. 集合
主要作用:
- 去重
- 關系測試， 交集＼差集＼並集＼反向(對稱)差集
2. 元組
只讀列表，只有count, index 2 個方法
作用：如果一些數據不想被人修改， 可以存成元組，比如身份證列表
3. 字典
key-value對
- 特性：
- 無順序
- 去重
- 查詢速度快，比列表快多了
- 比list占用內存多
為什麽會查詢速度會快呢？因為他是hash類型的，那什麽是hash呢？
哈希算法將任意長度的二進制值映射為較短的固定長度的二進制值，這個小的二進制值稱為哈希值。哈希值是一段數據唯一且極其緊湊的數值表示形式。如果散列一段明文而且哪怕只更改該段落的一個字母，隨後的哈希都將產生不同的值。要找到散列為同一個值的兩個不同的輸入，在計算上是不可能的，所以數據的哈希值可以檢驗數據的完整性。一般用於快速查找和加密算法
dict會把所有的key變成hash 表，然後將這個表進行排序，這樣，你通過data[key]去查data字典中一個key的時候，python會先把這個key hash成一個數字，然後拿這個數字到hash表中看沒有這個數字， 如果有，拿到這個key在hash表中的索引，拿到這個索引去與此key對應的value的內存地址那取值就可以了。
上面依然沒回答這樣做查找一個數據為什麽會比列表快，對不對？ 呵呵，等我課上揭曉。
1.函數基本語法及特性
引入
現在老板讓你寫一個監控程序，監控服務器的系統狀況，當cpu＼memory＼disk等指標的使用量超過閥值時即發郵件報警，你掏空了所有的知識量，寫出了以下代碼while True：
1 if cpu利用率 > 90%: 2 3 #發送郵件提醒 4 5 連接郵箱服務器 6 7 發送郵件 8 9 關閉連接 10 11 12 13 if 硬盤使用空間 > 90%: 14 15 #發送郵件提醒 16 17 連接郵箱服務器 18 19 發送郵件 20 21 關閉連接 22 23 24 25 if 內存占用 > 80%: 26 27 #發送郵件提醒偽代碼28 29 連接郵箱服務器 30 31 發送郵件 32 33 關閉連接
上面的代碼實現了功能，但是這個重復代碼太多了，每次報警都要重寫一段發郵件的代碼，太low了，這樣幹存在2個問題：
- 代碼重復過多，一個勁的copy and paste不符合高端程序員的氣質
- 如果日後需要修改發郵件的這段代碼，比如加入群發功能，那你就需要在所有用到這段代碼的地方都修改一遍
換個思路很簡單，只需要把重復的代碼提取出來，放在一個公共的地方，起個名字，以後誰想用這段代碼，就通過這個名字調用就行了，如下
def 發送郵件(內容) #發送郵件提醒 連接郵箱服務器 發送郵件 關閉連接 while True： if cpu利用率 > 90%: 發送郵件(‘CPU報警‘) if 硬盤使用空間 > 90%: 發送郵件(‘硬盤報警‘) if 內存占用 > 80%: 發送郵件(‘內存報警‘)通過函數實現的偽代碼
函數是什麽?
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(子過程或子程序)，在Pascal中叫做procedure(過程)和function，在C中只有function，在Java裏面叫做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:
- 減少重復代碼
- 使程序變的可擴展
- 使程序變得易維護
語法定義：
無參數型：
def sayhi():#函數名
print("Hello, I‘m nobody!")
sayhi() #調用函數
可以帶參數：
下面這段代碼：
a,b = 5,8 #表示a=5，b=8
c = a**b
print(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變量
print(c)
2.函數參數與局部變量
形參變量只有在被調用時才分配內存單元，在調用結束時，即刻釋放所分配的內存單元。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量
實參可以是常量、變量、表達式、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
默認參數
看下面代碼
def stu_register(name,age,country,course):
print("----註冊學生信息------")
print("姓名:",name)
print("age:",age)
print("國籍:",country)
print("課程:",course)
stu_register("王山炮",22,"CN","python_devops")
stu_register("張叫春",21,"CN","linux")
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用戶，像國籍這種信息，你不填寫，默認就會是 中國， 這就是通過默認參數實現的，把country變成默認參數非常簡單ef stu_register(name,age,course,country="CN"):
這樣，這個參數在調用時不指定，那默認就是CN，指定了的話，就用你指定的值。
另外，你可能註意到了，在把country變成默認參數後，我同時把它的位置移到了最後面，為什麽呢？ （country是關鍵參數，必須放在最後面）
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。
stu_register(age=22,name=‘alex‘,course="python",)
非固定參數
若你的函數在定義時不確定用戶想傳入多少個參數，就可以使用非固定參數
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 3 print(name,age,args) 4 5 6 7 stu_register("ajun",22) 8 9 #輸出 10 11 #ajun 22 () #後面這個()就是args,只是因為沒傳值,所以為空 12 13 14 15 stu_register("Jack",32,"CN","Python") 16 17 #輸出 18 19 # Jack 32 (‘CN‘, ‘Python‘)*args
還可以有一個**kwargs
def stu_register(name,age,*args,**kwargs): # *kwargs 會把多傳入的參數變成一個dict形式 print(name,age,args,kwargs) stu_register("ajun",22) #輸出 #ajun 22 () {}#後面這個{}就是kwargs,只是因為沒傳值,所以為空 stu_register("Jack",32,"CN","Python",sex="Male",province="ShanDong") #輸出 # Jack 32 (‘CN‘, ‘Python‘) {‘province‘: ‘ShanDong‘, ‘sex‘: ‘Male‘}**kwargs
局部變量
name = "ajun" def change_name(name): print("before change:",name) name = "大熊" print("after change", name) change_name(name) print("在外面看看name改了麽?",name) 輸出 before change: ajun after change 大熊 在外面看看name改了麽?ajun局部變量舉例
全局與局部變量
在子程序中定義的變量稱為局部變量，在程序的一開始定義的變量稱為全局變量。
全局變量作用域是整個程序，局部變量作用域是定義該變量的子程序。
當全局變量與局部變量同名時：
在定義局部變量的子程序內，局部變量起作用；在其它地方全局變量起作用。
3.返回值
要想獲取函數的執行結果，就可以用return語句把結果返回
註意:
- 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
- 如果未在函數中指定return,那這個函數的返回值為None
強行插入知識點: 嵌套函數
看上面的標題的意思是，函數還能套函數？of course
#Author:ajun name = "ajun" def change_name(): name = "ajun2" def change_name2(): name = "ajun3" print("第3層打印",name) change_name2() #調用內層函數 print("第2層打印",name) change_name() print("最外層打印",name) 結果 第3層打印 ajun3 第2層打印 ajun2 最外層打印 ajunView Code
此時，在最外層調用change_name2()會出現什麽效果？
沒錯， 出錯了， 為什麽呢？change_name2() 是一個函數內部的函數，類似於局部變量，外部調用，找不到，從而報錯。
嵌套函數的用法會了，但它有什麽用呢？
4. 遞歸
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，這個函數就是遞歸函數。
#Author:ajun def calc(n): print(n) if int(n/2) ==0: return n return calc(int(n/2)) calc(10)遞歸代碼
1遞歸特性:
1. 必須有一個明確的結束條件
2. 每次進入更深一層遞歸時，問題規模相比上次遞歸都應有所減少
3. 遞歸效率不高，遞歸層次過多會導致棧溢出（在計算機中，函數調用是通過棧（stack）這種數據結構實現的，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，遞歸調用的次數過多，會導致棧溢出）
堆棧掃盲http://www.cnblogs.com/lln7777/archive/2012/03/14/2396164.html
遞歸函數實際應用案例，二分查找（折半查找）
1 data = [1, 3, 6, 7, 9, 12, 14, 16, 17, 18, 20, 21, 22, 23, 30, 32, 33, 35] 2 3 def binary_search(dataset,find_num): 4 5 print(dataset) 6 7 if len(dataset) >1: 8 9 mid = int(len(dataset)/2) 10 11 if dataset[mid] == find_num: #find it 12 13 print("找到數字",dataset[mid]) 14 15 elif dataset[mid] > find_num :# 找的數在mid左面 16 17 print("\033[31;1m找的數在mid[%s]左面\033[0m" % dataset[mid]) 18 19 return binary_search(dataset[0:mid], find_num) 20 21 else:# 找的數在mid右面 22 23 print("\033[32;1m找的數在mid[%s]右面\033[0m" % dataset[mid]) 24 25 return binary_search(dataset[mid+1:],find_num) 26 27 else: 28 29 if dataset[0] == find_num: #find it 30 31 print("找到數字啦",dataset[0]) 32 33 else: 34 35 print("沒的分了,要找的數字[%s]不在列表裏" % find_num) 36 37 binary_search(data,66)折半查找
5. 匿名函數
匿名函數就是不需要顯式的指定函數
def calc(n):
return n**n
print(calc(10))
#換成匿名函數
calc = lambda n:n**n
print(calc(10))
你也許會說，用上這個東西沒感覺有毛方便呀， 。。。。呵呵，如果是這麽用，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
res = map(lambda x:x**2,[1,5,7,4,8])
for i in res:
print(i)輸出
1
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6.函數式編程介紹
函數是Python內建支持的一種封裝，我們通過把大段代碼拆成函數，通過一層一層的函數調用，就可以把復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序設計。函數就是面向過程的程序設計的基本單元。
函數式編程中的函數這個術語不是指計算機中的函數（實際上是Subroutine），而是指數學中的函數，即自變量的映射。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)函數計算x的平方根，只要x不變，不論什麽時候調用，調用幾次，值都是不變的。
Python對函數式編程提供部分支持。由於Python允許使用變量，因此，Python不是純函數式編程語言。
一、定義
簡單說，"函數式編程"是一種"編程範式"（programming paradigm），也就是如何編寫程序的方法論。
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表達式：
(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，我們可以把運算過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);
這段代碼再演進以下，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。
要想學好函數式編程，不要玩py,玩Erlang,Haskell, 好了，我只會這麽多了。。。
7.高階函數
變量可以指向函數，函數的參數能接收變量，那麽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。
def add(x,y,f):
return f(x) + f(y)
res = add(3,-6,abs)
print(res)
8. 內置參數
內置參數詳解 https://docs.python.org/3/library/functions.html?highlight=built#ascii
1 #compile 2 3 f = open("函數遞歸.py") 4 5 data =compile(f.read(),‘‘,‘exec‘) 6 7 exec(data) 8 9 10 11 12 13 #print 14 15 msg = "又回到最初的起點" 16 17 f = open("tofile","w") 18 19 print(msg,"記憶中你青澀的臉",sep="|",end="",file=f) 20 21 22 23 24 25 # #slice 26 27 # a = range(20) 28 29 # pattern = slice(3,8,2) 30 31 # for i in a[pattern]: #等於a[3:8:2] 32 33 # print(i) 34 35 # 36 37 # 38 39 40 41 42 43 #memoryview 44 45 #usage: 46 47 #>>> memoryview(b‘abcd‘) 48 49 #<memory at 0x104069648> 50 51 #在進行切片並賦值數據時，不需要重新copy原列表數據，可以直接映射原數據內存， 52 53 import time 54 55 for n in (100000, 200000, 300000, 400000): 56 57 data = b‘x‘*n 58 59 start = time.time() 60 61 b = data 62 63 while b: 64 65 b = b[1:] 66 67 print(‘bytes‘, n, time.time()-start) 68 69 70 71 for n in (100000, 200000, 300000, 400000): 72 73 data = b‘x‘*n 74 75 start = time.time() 76 77 b = memoryview(data) 78 79 while b: 80 81 b = b[1:] 82 83 print(‘memoryview‘, n, time.time()-start) 84 85幾個內置方法提醒
9.作業
當然此表你在文件存儲時可以這樣表示
1,Alex Li,22,13651054608,IT,2013-04-01
現需要對這個員工信息文件，實現增刪改查操作
1）可進行模糊查詢，語法至少支持下面3種:
select name,age from staff_table where age > 22
select * from staff_table where dept = "IT"
select * from staff_table where enroll_date like "2013"
查到的信息，打印後，最後面還要顯示查到的條數
2）可創建新員工紀錄，以phone做唯一鍵，staff_id需自增
3）可刪除指定員工信息紀錄，輸入員工id，即可刪除
4）可修改員工信息，語法如下:
UPDATE staff_table SET dept="Market" WHERE where dept = "IT"
註意：以上需求，要充分使用函數，請盡你的最大限度來減少重復代碼！
參考文獻：http://www.cnblogs.com/alex3714/articles/5740985.html
python學習第三周（下 函數）