Python学习（四）
python函数与代码的复用
掌握python函数的使用方法
编写带有函数和复用代码的程序
函数的定义与使用
函数的理解与定义
函数指带有特定功能的语句组。
降低编程的难度同时可以对函数进行复用。
函数就是一个完整的IPO类型的代码块。只定义函数代码并不会执行，只有调用了函数代码才会被执行。
def<函数名>(参数表)：
<代码块>
return <返回值>
函数的使用及调用过程
调用特指运行函数。
调用的过程即将给定参数替换形式参数，然后执行函数体的内容，最后返回返回值。
def fact(x):
s = 1;
for i in range(1,x+1):
s*=i
return s
a = fact(10)
以上例说明，使用fact时调用其函数，然后把10赋值给x执行代码块内容，最后返回值s赋值给a，这就是函数的执行过程。
函数的参数传递
函数可以有也可以没有参数，但是无论有没有都有括号。
函数的参数也有许多种。
1.可选参数传递
可选参数即可以指定默认值的参数，调用时可以不给，那么使用默认值，默认参数必须放在必选参数之后。
def fact(x,m=1): #不给m时，则默认m为1
s = 1;
for i in range(1,x+1):
s*=i
return s//m
2.可变参数传递
可变参数指的是参数的个数是不确定的参数，使用*<参数名>的方式进行定义。
def fact(x,*b): #不给m时，则默认m为1
s = 1;
for i in range(1,x+1):
s*=i
for item in b:
s*=item
return s
a = fact(10,3)
a = fact(10,3,5,8) #参数可以是多个
3.参数传递的两种方式
可以使用位置对应fact(5, 10)或者名字对应fact(m=5, n=10)两种方式来传递参数。
函数的返回值
函数可以使用return来返回值，但是也可以不返回值。同样也可以返回多个值。
def fact(x,m=1): #不给m时，则默认m为1
s = 1;
for i in range(1,x+1):
s*=i
return s//m, x, m
a, b, c = fact(10) #用元组返回(s//m, x, m)
局部变量和全局变量
局部变量就是在函数内部使用的变量，全局变量就是在整个程序中使用的变量。
在使用过程中，需要遵循一些规则。
1.局部变量和全局变量是不同的变量
局部变量可以和全局变量重名，但是他们本质上还是不同的，同时局部变量在函数调用结束后自动就被释放了。在函数中可以使用global来使用全局变量。
n = 1,s = 10
def fact(x,m=1): #不给m时，则默认m为1
global s = 1;
for i in range(1,x+1):
s*=i
return s//m, x, m
print(fact(n), s) #这里的s不再是10了，已经在函数内被修改了。
2.局部变量如果是组合数据类型，且未在内部创建，则等同于全局变量
ls = ['F','f']
def f(x):
ls.append(x) #内部没有创建ls
return
f('C')
print(ls)
#>>>F,f,C
lambda函数
lambda函数是一种特殊的函数。
可以用来定义只有一行代码的函数其返回值就是函数名。
在一些特殊情况下才会使用，一般不建议使用。
f = lambda x, y : x + y
f(10, 25)
#>>>35
实例：七段数码管绘制
基本思路：绘制一个数字的数码管，绘制一串数字的数码管；获得系统时间来绘制数码管。
import turtle
import time
def drawGap():
turtle.pu()
turtle.fd(5)
def drawline(draw):
drawGap()
if draw:
turtle.pd()
else:
turtle.pu()
turtle.fd(40)
drawGap()
turtle.right(90)
def drawdigit(digit):
drawline(True) if digit in[2, 3, 4, 5, 6, 8, 9] else drawline(False)
drawline(True) if digit in[0, 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] else drawline(False)
drawline(True) if digit in [0, 2, 3, 5, 6, 8, 9] else drawline(False)
drawline(True) if digit in [0, 2, 6, 8] else drawline(False)
turtle.left(90)
drawline(True) if digit in [0, 4, 5, 6, 8, 9] else drawline(False)
drawline(True) if digit in [0, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9] else drawline(False)
drawline(True) if digit in [0, 1, 2, 3, 4, 7, 8, 9] else drawline(False)
turtle.pu()
turtle.left(180)
turtle.fd(20)
def drawdate(date):
for i in date:
if i=="-":
turtle.write("年",font=("Arial",18,"normal"))
turtle.color("green")
turtle.penup()
turtle.fd(40)
elif i=="=":
turtle.write("月",font=("Arial",18,"normal"))
turtle.color("blue")
turtle.penup()
turtle.fd(40)
elif i=="+":
turtle.write("日",font=("Arial",18,"normal"))
else:
drawdigit(eval(i))
def main():
turtle.setup(800, 350, 200, 200)
turtle.pensize(5)
turtle.pu()
turtle.fd(-300)
turtle.color("red")
date = time.strftime("%Y-%m=%d+",time.gmtime())
drawdate(date)
turtle.hideturtle()
turtle.done()
main()
模块化思维：将每个功能写好，然后进行封装，再去调用
规则化思维：把绘制数变成统一的一类规则，从而进行标准化
代码的复用与函数的递归
代码复用与模块化思想。同时理解递归。
代码复用与模块化设计
函数和对象是代码复用的两种形式。
函数在代码层面进行了初步抽象，对象则是更高级的抽象，对象统合了函数和属性。
模块化设计：将想要实现的功能分为不同的模块，分而治之。
紧耦合：代码之间联系紧密，无法独立存在。
松耦合：代码之间联系宽松，可以独立存在。
函数之间期待松耦合，内部应该紧耦合。
函数递归的理解
在函数中调用自身即为递归。
递归过程中有两个重要的特性，链条和基例。
链条：计算过程中的递归链条
基例：存在一个或多个不需要继续递归的基例
递归的实现
递归本身是一个函数，需要调用自身；
分支语句：递归需要区分是否到达了基例。
在调用的时候，会不断地开辟新的内存，然后在新的内存中去执行函数，直到函数结束。如果在执行中遇到新的函数，那么就会继续开辟新的内存继续去执行。
def fact(n):
if n==0:
return 1
else:
return n*fact(n-1)
递归的实例解析
1.字符串的反转
显然[:-1]倒序遍历就可以实现，但是这里需要考虑新的方法。
分析：基例，当字符串为空的时候返回自身；链条，字符串非空时，将首字符放最后。
def reverse(s):
if s =='':
return s
else:
return reverse(s[1:])+s[0]
2斐波那契数列
当n为1或者2是值为1，否则为前两项之和。
def Fibonacci(n):
if n==1 or n==2:
return 1
else:
return Fibonacci(n-1)+Fibonaccit(n-2)
3.汉诺塔问题
典型的，类似于数学归纳法，解决n规模的问题需要先解决n-1规模的问题。
count = 0
def hanoi(n, src, dst, mid):
global count
if n==1:
print("{}:->{}".format(n, src, dst))
count = count+1
else:
hanoi(n-1, src, mid, dst)#要先把n-1个块移到中间
print("{}:->{}".format(n, src, dst))
count = count+1
hanoi(n-1, mid, dst, src)#要把n-1个块移到dst
hanoi(3, 'A', 'B', 'C')
print(count)
Pyinstall库的使用
Pyinstaller是一个第三方库，用于把文件源代码打包为可执行文件。
主要参数
| 参数 | 作用 |
|---|---|
| -h | 查看帮助文件 |
| --clean | 清理打包时的临时文件 |
| -d | 默认值，生成dist文件夹 |
| -F | 在dist文件夹中只生成独立的打包文件 |
| -i | 在打包文件中使用指定的图标文件(icon) |
| 例如： pyinstaller -i curve.ico -F sevendigittube.py | |
| 图标文件必须是ico类型的文件 |
实例：科赫雪花小包裹
科赫雪花：科赫雪花是一种分形图形，即一种迭代的几何图形，它广泛存在于自然界中。
科赫曲线：取一段直线，三等分，将中间部分变为一个等边三角形的突起部分，这就完成了一阶的科赫曲线。可以对其中的直线部分继续进行分割，从而得到更高阶的科赫曲线。
import turtle
def koch(n, lenth):
if n==0:
turtle.fd(lenth)
else:
koch(n-1, lenth/3)
turtle.left(60)
koch(n-1, lenth/3)
turtle.right(120)
koch(n-1, lenth/3)
turtle.left(60)
koch(n-1, lenth/3)
def main():
turtle.setup(600, 600)
turtle.pensize(2)
turtle.pu()
turtle.goto(-200, 100)
turtle.pd()
turtle.hideturtle()
koch(3, 400)
turtle.right(120)
koch(3, 400)
turtle.right(120)
koch(3, 400)
main()
课后习题
1.任意累积
# 请在...补充一行或多行代码
def cmul(*num):
mul = 1
for i in num:
mul*= i
return mul
print(eval("cmul({})".format(input())))
注意，这一题考察了一个非定长输入问题。
2.斐波那契数列
# 请在...补充一行或多行代码
def fbi(n):
if n==1 or n==2:
return 1
else:
return fbi(n-1)+fbi(n-2)
n = eval(input())
print(fbi(n))
3.汉诺塔问题
# 请在...补充一行或多行代码
steps = 0
def hanoi(src, des, mid, n):
global steps
if n == 1:
steps+=1
print("[STEP{:>4}] {}->{}".format(steps, src, des))
else:
hanoi(src, mid, des, n-1)
steps+=1
print("[STEP{:>4}] {}->{}".format(steps, src, des))
hanoi(mid, des, src, n-1)
N = eval(input())
hanoi("A", "C", "B", N)
以上内容为学习嵩天老师的python语言程序设计第五周内容的笔记。感谢嵩天老师的团队给我们带来这样优质的课程。
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