文件高级应用和函数基础

文件的高级应用

可读、可写

• r+t: 可读、可写 即可读又可写(尽量不要使用) # r+ 是在后面追加
• w+t: 可写、可读 清空文件的功能是w提供的, w+更不要使用
• a+t: 可追加、可读 a有追加的功能,a的指针在末尾,a+功能也没用

# wt
with open('36w.txt', 'wt', encoding='utf-8') as fw:
    print(fw.readable())
    print(fw.writable())
False
True
# w+t
with open('36w.txt', 'w+t', encoding='utf-8') as fw:
    print(fw.readable())
    print(fw.writable())
True
True
# r+t
with open('36w.txt', 'r+t', encoding='utf-8') as fr:
    print(fr.readable())
    print(fr.writable())
True
True

文件内指针移动

假设我们需要在文件内容中间的某一行增加内容，如果使用基础的r/w/a模式实现是非常困难的，因此我们需要对文件内的指针进行移动。

with open('36r.txt', 'r+t', encoding='utf-8') as fr:
    fr.readline()
    fr.write('nick 真衰呀')  # 写在文件的最后一行

硬盘上从来没有修改一说，硬盘上只有覆盖，即新内容覆盖新内容。

1.seek(offset,whence): offset代表文件指针的偏移量，偏移量的单位是字节个数

# seek()
with open('36r.txt', 'rb') as fr:
    print(f"fr.seek(4, 0): {fr.seek(4, 0)}")  # 0相当于文件头开始；1相当于当前文件所在位置；2相当于文件末尾
    # fr.seek(0,2)  # 切换到文件末尾
fr.seek(4, 0): 3

2.tell(): 每次统计都是从文件开头到当前指针所在位置

# tell()
with open('36r.txt', 'rb') as fr:
    fr.seek(4, 0)
    print(f"fr.tell(): {fr.tell()}")
fr.tell(): 4

3.read(n): 只有在模式下的read(n)，n代表的是字符个数，除此之外，其他但凡涉及文件指针的都是字节个数

# read()
with open('36r.txt', 'rt', encoding='utf-8') as fr:
    print(f"fr.read(3): {fr.read(3)}")
fr.read(3): sdf

4.truncate(n): truncate(n)是截断文件，所以文件的打开方式必须可写，但是不能用w或w+等方式打开，因为那样直接清空文件了，所以truncate()要在r+或a或a+等模式下测试效果。它的参照物永远是文件头。并且truncate()不加参数，相当于清空文件。

# truncate()
with open('36r.txt', 'ab') as fr:
    fr.truncate(2) # 截断2个字节后的所有字符，如果3个字节一个字符，只能截断2/3个字符，还会遗留1/3个字符，会造成乱码

文件修改的两种方式

文件的数据是存放于硬盘上的，因而只存在覆盖、不存在修改这么一说，我们平时看到的修改文件，都是模拟出来的效果，具体的说有两种实现方式。

一、方式一

将硬盘存放的该文件的内容全部加载到内存，在内存中是可以修改的，修改完毕后，再由内存覆盖到硬盘（word，vim，nodpad++等编辑器）。

import os

with open('python.txt') as fr, 
        open('python.txt', 'w') as fw:
    data = fr.read()  # 全部读入内存,如果文件很大,会很卡
    data = data.replace('tank', 'tankSB')  # 在内存中完成修改

    fw.write(data)  # 新文件一次性写入原文件内容

# 删除原文件
os.remove('python.txt')
# 重命名新文件名为原文件名
os.rename('python.txt', '37r.txt')
print('done...')
done...

二、方式二

将硬盘存放的该文件的内容一行一行地读入内存，修改完毕就写入新文件，最后用新文件覆盖源文件。

import os

with open('python.txt') as fr,
        open('python.txt', 'w') as fw:
    # 循环读取文件内容，逐行修改
    for line in fr:
        line = line.replace('jason', 'jasonSB')
        # 新文件写入原文件修改后内容
        fw.write(line)

os.remove('python.txt')
os.rename('python.txt', '37r.txt')
print('done...')
done...

总而言之，修改文件内容的思路为：以读的方式打开原文件，以写的方式打开一个新的文件，把原文件的内容进行修改，然后写入新文件，之后利用os模块的方法，把原文件删除，重命名新文件为原文件名，达到以假乱真的目的。

函数的定义

接下来，我们将按照这个函数体系给大家详细的介绍函数：

• 什么是函数？
• 为什么要用函数？
• 函数的分类：内置函数与自定义函数
• 如何自定义函数
  • 语法
  • 定义有参数函数，及有参函数的应用场景
  • 定义无参数函数，及无参函数的应用场景
  • 定义空函数，及空函数的应用场景
• 调用函数
  • 如何调用函数
  • 函数的返回值
  • 函数参数的应用：形参和实参，位置形参，位置实参，关键字实参，默认形参，*args，**kwargs
• 高阶函数（函数对象）
• 函数嵌套
• 作用域与名称空间
• 装饰器
• 迭代器与生成器及协程函数
• 三元运算，列表解析、生成器表达式
• 函数的递归调用
• 内置函数
• 面向过程编程与函数式编程

如果现在有一个需求需要实现用户登录注册的功能，我们该怎么实现呢？

# 注册
username = input('username: ').strip()
pwd = input('password: ').strip()

with open('38a.txt', 'a', encoding='utf8') as fa:
    fa.write(f"{username}:{pwd}
")
    fa.flush()
# 登录
inp_username = input('username: ').strip()
inp_pwd = input('password: ').strip()

with open('38a.txt', 'rt', encoding='utf8') as fr:
    for user_info in fr:
        user_info = user_info.strip('
')
        user_info_list = user_info.split(':')
        if inp_username == user_info_list[0] and inp_pwd == user_info_list[1]:
            print('login successful')
            break
    else:
        print('failed')

二、什么是函数？

假设现在你是下水道工，如果你事先准备好你的工具箱，等你接到修理下水道的工作的时候，你直接把你的工具箱拿过去直接使用就行了，而不需要临时准备锤子啥的。

在程序中，函数就是具备某一功能的工具，事先将工具准备好就是函数的定义，遇到应用场景拿来就用就是函数的调用，所以需要注意的是：

三、为何用函数

如果不使用函数，写程序时将会遇到这三个问题：

1. 程序冗长
2. 程序的扩展性差
3. 程序的可读性差

四、如何用函数

先定义函数，后调用。

• 定义函数：

def 函数名(param1、param2……):
    """
    函数功能的描述信息
    :param1：描述
    :param2：描述
    :return：返回值
    """
    code 1
    code 2
    code 3
    ...

    return 返回值

'''
def 函数名():  # 定义阶段(造车轮阶段)
    """函数注释写在这里"""  # 函数相当于工具, 注释相当于工具的说明书
    <代码块>

# 使用  # 调用阶段(开车阶段)
函数名()
'''

• 调用函数

函数名(param1、param2……)

4.1 注册功能函数

# 注册功能函数
def register():
    """注册功能"""
    username = input('username: ').strip()
    pwd = input('password: ').strip()

    with open('38a.txt', 'a', encoding='utf8') as fa:
        fa.write(f"{username}:{pwd}
")
        fa.flush()


register()
# 复用
register()
register()

4.2 登录功能函数

# 登录功能函数
def login():
    """登录功能"""
    inp_username = input('username: ').strip()
    inp_pwd = input('password: ').strip()

    with open('38a.txt', 'rt', encoding='utf8') as fr:
        for user_info in fr:
            user_info = user_info.strip('
')
            user_info_list = user_info.split(':')
            if inp_username == user_info_list[0] and inp_pwd == user_info_list[1]:
                print('login successful')
                break
        else:
            print('failed')


login()

4.3 函数定义阶段

def func():
    bar()  # 不属于语法错误，不会报错
    print('*'*10)

1. 只检测语法，不执行函数体代码

4.4 函数调用阶段

def bar():
    print('from bar')

def foo():
    print('from foo')
    bar()

foo()
'''
from foo
from bar
'''
def foo():
    print('from foo')
    bar()
    
def bar():
    print('from bar')

foo()
'''
from foo
from bar
'''

1. 执行函数代码

函数的三种定义方式

一、无参函数
定义函数时参数是函数体接收外部传值的一种媒介，其实就是一个变量名

在函数阶段括号内没有参数，称为无参函数。需要注意的是：定义时无参，意味着调用时也无需传入参数。

如果函数体代码逻辑不需要依赖外部传入的值，必须得定义成无参函数。

def func():
    print('hello nick')
    
func()  # hello nick

二、有参函数

在函数定义阶段括号内有参数，称为有参函数。需要注意的是：定义时有参，意味着调用时也必须传入参数。

如果函数体代码逻辑需要依赖外部传入的值，必须得定义成有参函数。

def sum_self(x, y):
    """求和"""
    res = x+y
    print(res)

sum_self(1,2)  # 3

三、空函数

当你只知道你需要实现某个功能，但不知道该如何用代码实现时，你可以暂时写个空函数，然后先实现其他的功能。

def func():
    pass

函数的调用

一、什么是调用函数？

第一次将函数其实就讲了函数的调用，但是你不得不再次更新你对函数调用的印象。函数名(…)即调用函数，会执行函数体代码，直到碰到return或者执行完函数体内所有代码结束。

函数运行完毕所有代码，如果函数体不写return，则会返回None。

def foo():
    pass

print(foo())
None

二、为何用调用函数？

很愚蠢的一个问题，但是我们依然得回答：使用函数的功能。

三、函数调用的三种形式

def max_self(x,y):
    if x>y:
        return x
    else:
        return y
    
# 1.
max_self(1,2)
# 2.
res = max_self(1,2)*12
# 3.
max_self(max_self(20000,30000),40000)

函数的返回值

一、什么是返回值？

函数内部代码经过一些列逻辑处理获得的结果。

def func():
    name = 'nick'
    return name


name = func()
print(name)
nick

二、为什么要有返回值？

现在有一个需求，比较两个人的月薪，然后想获取月薪较大人的年薪。

如果需要在程序中拿到函数的处理结果做进一步的处理，则需要函数必须要有返回值。

需要注意的是：

• return是一个函数结束的标志，函数内可以有多个return，只要执行到return，函数就会执行。
• return的返回值可以返回任意数据类型
• return的返回值无个数限制，即可以使用逗号隔开返回多个值
  • 0个：返回None
  • 1个：返回值是该值本身
  • 多个：返回值是元组

# 为什么要有返回值
def max_self(salary_x, salary_y):
    if salary_x > salary_y:
        return salary_x
    else:
        return salary_y


max_salary = max_self(20000, 30000)
print(max_salary*12)
360000
# 函数返回多个值
def func():
    name = 'nick'
    age = 19
    hobby_list = ['read', 'run']
    return name, age, hobby_list


name, age, hobby_list = func()
print(f"name,age,hobby_list: {name,age,hobby_list}")
name,age,hobby_list: ('nick', 19, ['read', 'run'])

函数的参数

一、形参和实参

1.1 形参
在函数定义阶段括号内定义的参数，称之为形式参数，简称形参，本质就是变量名。

def func(x, y):
    print(x)
    print(y)

1.2 实参

在函数调用阶段括号内传入的参数，称之为实际参数，简称实参，本质就是变量的值。

func(1, 2)

二、位置参数

2.1 位置形参

在函数定义阶段，按照从左到右的顺序依次定义的形参，称之为位置形参。

def func(x, y):
    print(x)
    print(y)

特点：按照位置定义的形参，都必须被传值，多一个不行，少一个也不行。

2.2 位置实参

在函数调用阶段，按照从左到右的顺序依次定义的实参，称之为位置实参。

func(1, 2)

特点：按照位置为对应的形参依次传值。

三、关键字实参

在调用函数时，按照key=value的形式为指定的参数传值，称为关键字实参。

func(y=2, x=1)

特点：可以打破位置的限制，但仍能为指定的形参赋值。

注意：

1. 可以混用位置实参和关键字实参，但是位置实参必须在关键字实参的左边。
2. 可以混用位置实参和关键字实参，但不能对一个形参重复赋值。

func(x, y=2)
func(y=2, x)  # SyntaxError: positional argument follows keyword argument
func(x, x=1)  # NameError: name 'x' is not defined

四、默认形参

在定义阶段，就已经被赋值。

def func(x, y=10):
    print(x)
    print(y)
    
func(2)

特点：在定义阶段就已经被赋值，意味着在调用时可以不用为其赋值。

注意：

1. 位置形参必须放在默认形参的左边。
2. 默认形参的值只在定义阶段赋值一次，也就是说默认参数的值在函数定义阶段就已经固定了。

m = 10


def foo(x=m):
    print(x)


m = 111
foo()  # 10

1. 默认参数的值通常应该是不可变类型。

# 演示形参是可变类型
def register(name, hobby, hobby_list=[]):
    hobby_list.append(hobby)
    print(f"{name} prefer {hobby}'")
    print(f"{name} prefer {hobby_list}")


register('nick', 'read')
register('tank', 'zuipao')
register('jason', 'piao')
nick prefer read'
nick prefer ['read']
tank prefer zuipao'
tank prefer ['read', 'zuipao']
jason prefer piao'
jason prefer ['read', 'zuipao', 'piao']
# 修改形参是可变类型代码
def register(name, hobby, hobby_list=None):
    if hobby_list is None:
        hobby_list = []
    hobby_list.append(hobby)
    print(f"{name} prefer {hobby}'")
    print(f"{name} prefer {hobby_list}")


register('nick', 'read')
register('tank', 'zuipao')
register('jason', 'piao')
nick prefer read'
nick prefer ['read']
tank prefer zuipao'
tank prefer ['zuipao']
jason prefer piao'
jason prefer ['piao']

五、总结

实参的应用：取决于个人习惯
形参的应用：

1. 大多数情况的调用值一样，就应该将该参数定义成位置形参
2. 大多数情况的调用值一样，就应该将该参数定义成默认形参