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python入門筆記(Day2)--預設/可變/關鍵字/命名字關鍵字引數

總結:

本章只列舉了常用的幾個函式,其他的要用時臨時調取即可,最難得不是這些函式的定義,而是結合不同引數的使用方法。

內容:

預設引數(aaa(’ ‘)),可變引數(aaa(b)),關鍵字引數(aaa(c,**b)),命名關鍵字引數(作為分隔符)

定義函式

對引數型別做檢查,只允許整數和浮點數型別的引數。資料型別檢查可以用內建函式isinstance()實現:

def my_abs(x):
    if not isinstance(x, (int, float)):
        raise TypeError('bad operand type')
    if
x >= 0: return x else: return -x

呼叫函式

在遊戲中經常需要從一個點移動到另一個點,給出座標、位移和角度,就可以計算出新的新的座標:

import math

def move(x, y, step, angle=0):
    nx = x + step * math.cos(angle)
    ny = y - step * math.sin(angle)
    return nx, ny

import math語句表示匯入math包,並允許後續程式碼引用math包裡的sin、cos等函式。

然後,我們就可以同時獲得返回值:

>>> x, y = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
>>> print(x, y)
151.96152422706632 70.0

注:此處xy與函式式裡的並不同,他只是為了承接返回的nx、ny值而已
實際上100和60應該是額外新增的值,從math中只是獲取了sin和cos的公式不是角度。

但其實這只是一種假象,Python函式返回的仍然是單一值:

>>> r = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
>>> print(r)
(151.96152422706632, 70.0)

原來返回值是一個tuple!但是,在語法上,返回一個tuple可以省略括號,而多個變數可以同時接收一個tuple,按位置賦給對應的值,所以,Python的函式返回多值其實就是返回一個tuple,但寫起來更方便

練習

請定義一個函式quadratic(a, b, c),接收3個引數,返回一元二次方程:
ax2 + bx + c = 0的兩個解。
提示:計算平方根可以呼叫math.sqrt()函式,如:

>>> import math
>>> math.sqrt(2)
1.4142135623730951

答案:

# -*- coding: utf-8 -*-

import math

def quadratic(a, b, c):
    x1=(-b+math.sqrt(b*b-4*a*c))/2*a
    x2=(-b-math.sqrt(b*b-4*a*c))/2*a
    return x1,x2
 # 測試:
print(quadratic(2, 3, 1)) # => (-0.5, -1.0)
print(quadratic(1, 3, -4)) # => (1.0, -4.0)

注意:此處一定記得是4*a*c而不是4ac,習慣還是要改過來

函式另類用法

把年齡和城市設為預設引數:

def enroll(name, gender, age=6, city='Beijing'):
    print('name:', name)
    print('gender:', gender)
    print('age:', age)
    print('city:', city)

這樣,大多數學生註冊時不需要提供年齡和城市,只提供必須的兩個引數:

>>> enroll('Sarah', 'F')
name: Sarah
gender: F
age: 6
city: Beijing

只有與預設引數不符的學生才需要提供額外的資訊:

enroll('Bob', 'M', 7)
enroll('Adam', 'M', city='Tianjin')

可見,預設引數降低了函式呼叫的難度,而一旦需要更復雜的呼叫時,又可以傳遞更多的引數來實現。無論是簡單呼叫還是複雜呼叫,函式只需要定義一個。

注:
定義預設引數要牢記一點:預設引數必須指向不變物件!
為什麼要設計str、None這樣的不變物件呢?因為不變物件一旦建立,物件內部的資料就不能修改,這樣就減少了由於修改資料導致的錯誤。

可變引數

如果已經有一個list或者tuple,要呼叫一個可變引數怎麼辦?可以這樣做:

def calc(numbers):
    sum = 0
    for n in numbers:
        sum = sum + n * n
    return sum
>>> nums = [1, 2, 3]
>>> calc(nums[0], nums[1], nums[2])
14

這種寫法當然是可行的,問題是太繁瑣,所以Python允許你在list或tuple前面加一個*號,把list或tuple的元素變成可變引數傳進去:

def calc(*numbers):
    sum = 0
    for n in numbers:
        sum = sum + n * n
    return sum
>>> nums = [1, 2, 3]
>>> calc(*nums)
14

*nums表示把nums這個list的所有元素作為可變引數傳進去。這種寫法相當有用,而且很常見。

關鍵字引數

示例:

def person(name,age, **kw):

     print('name:',name, 'age:',age, 'other:',kw)

函式person除了必選引數name和age外,還接受關鍵字引數kw。在呼叫該函式時,可以只傳入必選引數:

>>> person('Michael', 30)
name: Michael age: 30 other: {}

也可以傳入任意個數的關鍵字引數:

>>> person('Bob', 35, city='Beijing')
name: Bob age: 35 other: {'city': 'Beijing'}
>>> person('Adam', 45, gender='M', job='Engineer')
name: Adam age: 45 other: {'gender': 'M', 'job': 'Engineer'}

複雜的呼叫可以用簡化的寫法:

>>> extra = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
>>> person('Jack', 24, **extra)
name: Jack age: 24 other: {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}

**extra表示把extra這個dict的所有key-value用關鍵字引數傳入到函式的**kw引數,kw將獲得一個dict,注意kw獲得的dict是extra的一份拷貝,對kw的改動不會影響到函式外的extra。

命名關鍵字引數

和關鍵字引數**kw不同,命名關鍵字引數需要一個特殊分隔符後面的引數被視為命名關鍵字引數。
如果要限制關鍵字引數的名字,就可以用命名關鍵字引數,例如,只接收city和job作為關鍵字引數。這種方式定義的函式如下:

def person(name, age, *, city, job):
    print(name, age, city, job)

呼叫方式如下:

>>> person('Jack', 24, city='Beijing', job='Engineer')
Jack 24 Beijing Engineer

要特別注意,*不是引數,而是特殊分隔符。如果缺少*,Python直譯器將無法識別位置引數和命名關鍵字引數

組合

引數定義的順序必須是:必選引數、預設引數、可變引數、命名關鍵字引數和關鍵字引數。

def f1(a, b, c=0, *args, **kw):
    print('a =', a, 'b =', b, 'c =', c, 'args =', args, 'kw =', kw)

def f2(a, b, c=0, *, d, **kw):
    print('a =', a, 'b =', b, 'c =', c, 'd =', d, 'kw =', kw)

>>> f1(1, 2, 3, 'a', 'b')
a = 1 b = 2 c = 3 args = ('a', 'b') kw = {} # 注意此處容易錯
>>> f1(1, 2, 3, 'a', 'b', x=99)
a = 1 b = 2 c = 3 args = ('a', 'b') kw = {'x': 99} # 可與上例對比
>>> f2(1, 2, d=99, ext=None)
a = 1 b = 2 c = 0 d = 99 kw = {'ext': None}

遞迴函式–漢諾塔

實際類似於巢狀函式:

def mov(n,a,b,c): # n僅表示盤子數
    if 1==n:
        print(a,'-->',c)    #如果只有一個盤子,直接從A動到C
    else:
        mov(n-1,a,c,b)    #step1:將前n-1個盤子從A移動到B,所以要把b放到之前c的位置
        mov(1,a,b,c)    #step2:將最底下的第n號盤子從A移動到C
        mov(n-1,b,a,c)    #step3:將B上的n-1個盤子移動到C

#遞迴過程分解,n>3時同理:        
mov(3,A,B,C)    #呼叫函式
    mov(2,A,C,B)        #step1:將前n-1個盤子從A移動到B
        mov(1,A,B,C)    #列印A-->C
        mov(1,A,C,B)    #列印A-->B
        mov(1,C,A,B)    #列印C-->B

                        #step2:將最底下的第n號盤子從A移動到C
    mov(1,A,B,C)        #列印A-->C

    mov(2,B,A,C)        #step3:將B上的n-1個盤子移動到C
        mov(1,B,C,A)     #列印B-->A
        mov(1,B,A,C)     #列印B-->C
        mov(1,A,B,C)     #列印A-->C

註解:’–>只是符號,形似箭頭而已,最關鍵的是要把a和c看做變數(或者指標)而不是固定的,所以才會出現A–>B和C–>B和B–>C這些