Python全棧開發-Day3-Python基礎3
本節內容
1. 函數基本語法及特性
2. 參數與局部變量
3.遞歸
4.函數式編程介紹
5.高階函數
1.函數基本語法及特性
三種編程範式：
1、面向過程：過程——> def
2、面向對象：類——> class
3、函數式編程：函數——> def
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，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
使用函數的好處:
- 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
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def test(x):#函數定義方法、函數名、變量
‘‘‘The function difinition!‘‘‘ #對該函數的描述
x+=1 #函數體
return x #返回值
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，過程就是沒有返回值的函數。
可以帶參數
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#下面這段代碼
a,b = 5,8
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)
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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的返回值
3、後續程序有時需要根據之前函數return返回值的不同，進行不同的判斷和運算。
return的返回值
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，返回值是test函數的內存地址。
2.函數參數與局部變量
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，是虛擬變量，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，變量，表達式，函數，傳給形參
區別：形參是虛擬的，不占用內存空間，形參變量只有在被調用時才分配內存單元，實參是一個變量，占用內存空間，數據傳送單向，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。
【註意】：關鍵字參數不能寫在位置參數之前
3、默認參數
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置默認參數，被賦的值叫做對應形參的默認參數。
默認參數特點：調用函數時，默認參數非必須傳遞
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，並且以元組的形式保存下來。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，並且以字典的方式保存，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
【註意】: 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。
局部變量
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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改了麽?",name)
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輸出
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before change: Alex Li
after change 金角大王,一個有Tesla的男人
在外面看看name改了麽? Alex Li
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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（包括所有函數的內部），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。
在函數內修改全局變量
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為全局變量，此時在函數內部再修改name時，修改的是全局變量。同時如果在函數內部聲明全局變量之前，即在文件開頭並沒有相同名字的全局變量，則函數內的全局變量會被新創建，在函數外部也可以進行調用。但是，雖然這樣可行，但是永遠不要這麽幹（包括在函數內修改全局變量和在函數內創建全局變量），因為這麽做很難去調試，不知道是那個函數創建或修改了全局變量。
局部變量和全局變量的特殊情況
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‘]
所以只有像簡單的數據類型（比如，字符串和整數）是不能在函數中修改的。但是復雜的數據類型（比如，列表、字典、集合、類，元組在什麽時候都不能改）這些都是在局部裏面可以直接改全局的。因為存放方式和簡單數據類型不同，後者存放的是地址，而不是具體的值。
3. 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。
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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：
10
5
2
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
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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]不在列表裏" % find_num)
binary_search(data,66)
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4.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);
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。
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的內存地址
print(res)
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Python全棧開發-Day3-Python基礎3