简学Python第三章__函数式编程、递归、内置函数

Python第三章__函数式编程、递归、闭包

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目录：

• 函数式编程

• 传参与返回值

• 递归

• 匿名函数
  

• 闭包

• 高阶函数

• 内置函数

在第三章，我们引入新的概念函数，在以往的代码编写中我们都是用的过程式编程，函数式编程的特点将过程式编程变成易于管理调用的小模块，

让重复的代码可以反复的调用，大大减少代码量，懒惰即美德

一、函数式编程

　　创建函数

　　一个函数式由关键字 def ，与函数名与括号冒号，和括号中的参数组成，当想要执行函数的时候只需要写上函数名加括号即可

　　格式：  def  function (parameter)  下面就创建一个函数

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

#创建函数
def print_str():
    print("Hello World")

#调用函数
print_str()

　　变量的作用域

　　我们看一个例子，在下面代码中我们先把变量 a=“haha” 然后在函数中把 a=“heihei” 最后执行这个函数，并输出变量a的结果

　　我们发现为什么a不等于 "heihei",而是我们之前赋值的 “haha” 这个现象我们马上揭秘

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-


a = "haha"

#创建函数
def print_str():
    a = "heihei"
    print("Hello World")

#调用函数
print_str()
print("我是变量a:",a)

　　全局变量与局部变量

　　很明显变量的作用域就是变量在哪一个范围内生效，如果出了这个范围则无法使用

　　全局变量：通常全局变量存活在脚本运行结束，并且所有的函数都可以访问它

　　局部变量：只能局部变量所在的函数内部调用，并且除非把局部变量声明成全局变量否则，其他函数均无法调用，并且局部变量

　　当所在的函数执行完成后就不存在了

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-


a = "haha"

#创建函数
def print_str():
    a = "heihei"
    print("我是局部变量a:",a)


#调用函数
print_str()
print("我是全局变量a:",a)

　　global

　　global就是可以把局部变量变成全局变量的，如果被声明的局部变量名与全局变量名一样的话，那么局部变量会覆盖全局变量，切

　　使用global声明变量需要在变量之前声明否则python会告诉你，你需要在 a 前面声明

　　报错提示：SyntaxWarning: name 'a' is assigned to before global declaration global a

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

a = "haha"

#创建函数
def print_str():
    global a
    a = "heihei"
    print("我是局部变量a:",a)

#调用函数
print_str()
print("我是全局变量a:",a)

二、传参与返回值

　　传参

　　函数用起来比较简单也容易理解，但是参数的变化就比较多了，在函数括号内就是参数，参数可以接收字符串，数字，也可以接收字典和列表

　　并且在调用的时候，我们还可以指定给哪个参数赋什么值

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

#创建函数
def print_str(Name,Age,Aender):
    print('''
    Name:%s
    Age:%s
    Aender:%s
    '''%(Name,Age,Aender))

#用户输入
in_name = input("请输入你的名字：")
in_age = input("请输入你的年龄：")
in_aender = input("请输入你的性别：")

#固定位置传参
print_str(in_name,in_age,in_aender)
print("----------------------------------")

#不固定位置传参
print_str(in_name,Aender=in_aender,Age=in_age)

　　当我们想要传入列表或者字典时需要怎么办？

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

def print_str(lists):
    if type(lists) == list:
        print('''
        Name:%s
        Age:%s
        Aender:%s
        '''%(lists[0],lists[1],lists[2]))
    else:
        print('''
        Name:%s
        Age:%s
        Aender:%s
        '''%(lists["name"],lists["age"],lists["aenber"]))

#传入列表
userlist = ["Ben","22","Man"]
print_str(userlist)

print("----------------------------------")
#传入字典
userdict = {"name":"Ben","age":"022","aender":"Man"}
print_str(userlist)

　　默认参数

　　在函数中还可以设置默认参数，默认参数的意思是这个参数你可以传值也可以不传值，当不传值的时候这个参数就等于默认值

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

def print_str(lists,Country="China"):
    if type(lists) == list:
        print('''
        Name:%s
        Age:%s
        Aender:%s
        country:%s
        '''%(lists[0],lists[1],lists[2],Country))
    else:
        print('''
        Name:%s
        Age:%s
        Aender:%s
        country:%s
        '''%(lists["name"],lists["age"],lists["aenber"],Country))

#传入列表
userlist = ["Ben","22","Man"]
print_str(userlist)

print("----------------------------------")
#传入字典
userdict = {"name":"Ben","age":"022","aender":"Man"}
print_str(userlist,"America")

　　非固定参数

　　非固定参数的意义在于可以接收任意个值，在你的函数不确定用户想传入多少个值的时候使用，当然在调用有只有非固定参数的函数的时候我们可以不传参数。

　　非固定参数分一个*和两个*，*args会把传入的参数变成元祖，**kwargs把传入的参数变成字典，当然*ages可以是别的名称，但是在规范中最好使用*args，和**kwargs

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

def print_str(*args,**kwargs):
    print("我是*",args)
    print("我是**",kwargs)

#传入列表
userlist = ["Ben","22","Man"]
print_str(userlist,"America")
print("----------------------------------")
#传入字典
print_str(A = "1",B = "2")

　　既然形参可以带*和**，那么实参也是可以带*和**，那么*就是配合列表使用的，**就是配合字典的！

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

def print_str(*args,**kwargs):
    print("我是*",args)
    print("我是**",kwargs)

#传入列表
userlist = ["Ben","22","Man"]
print_str(*userlist)

print("----------------分隔符----------------")

#传入字典
userdict = {"name":"Ben","age":"022","gender":"Man"}
print_str(**userdict)

解参

　　实参带*就会把列表分解成   "Ben","22","Man" 一个一个单独的元素传入函数，而**会把字典分解成name="Ben",age="022",gender="Man"

　　这种键值对传入函数。

　　

　　形参与实参

　　形参:

　　变量只有在被调用时才分配内存单元，在调用结束时，即刻释放所分配的内存单元。因此，形参只在函数内部有效。函数调用结束返回主调用

　　函数后则不能再使用该形参变量

　　实参:

　　可以是常量、变量、表达式、函数等，无论实参是何种类型的量，在进行函数调用时，它们都必须有确定的值，以便把这些值传送给形参。因此

　　应预先用赋值，输入等办法使参数获得确定值

　　

　　注！当普通参数和默认参数和非固定参数结合使用的时候，要遵循一个顺序，普通参数在默认参数前面，默认参数在非固定参数前面

　　

　　返回值

　　在正常使用函数的时候，函数是可以把函数内部处理的结果返回给函数调用者的，在没有返回值得函数中会保留None传给函数调用者，返回值可以返回序列等

　　在函数执行的时候遇到return函数会停止执行，并返回结果

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

#创建函数
def print_str(Age):
    if int(Age) <= 30:
        return "你才%s啊!真年轻"%(Age)
    else:
        return "你都%s啦!老家伙"%(Age)

in_age = input("请输入你的年龄：")
word = print_str(in_age)
print(word)

　　

　　嵌套函数

　　在函数内部也可以写函数，这样就是外层函数套着内侧函数，这种形式称之为嵌套函数，同理因为作用域的关系嵌套函数只能内部调用

　　return unction_2(stra)+"我是第二层 " 就等于先 c = unction_2(stra) 然后 return c+"我是第二层 "

def unction(stra):
    def unction_2(stra_2):
        return stra_2+"我是第三层
"
    return unction_2(stra)+"我是第二层
"

r_str = unction("")
print(r_str+"我是第一层")

三、递归

　　前面已经介绍了函数相关的知识，在函数中，函数可以调用其他的函数，并且函数还可以调用自身，利用这种特性我们可以完成一些特定的

　　操作，这种函数调用自身的形式就是递归

　　def recursion() :
　　　　return recursion()

　　在递归中不能像上面两行一样一直调用自身，这样一会程序就会崩溃，因为它永远的在调用就跟while死循环一样出不去，所以递归也需要进

　　判断给它出口

　　例子：阶乘

　　什么是阶乘，阶乘就是给一个自然数N，然后计算N的阶乘那么 N = 1x2x3x4....N ，这个就是阶乘，我们可以把它到过来看，

　　N = N x (n-1) x (n-2) x (n-3) ...... 1 一直乘到括号中的值等于1，既然知道了阶乘是什么，那么我们来写一个程序实现它

def factorial(n):
    for i in range(1,n):
        n *= i
    return n
c = factorial(4)
print(c)

　　剖析：上面的例子首先把n=4传入进去，然后通过 for i in range(1,4)让i分别等于1,2,3，然后进行 n*=i，我们可以看出这个for循环是循环3次的

　　第一次(n = n*i) n = 4*1 ,此时n还是等于4

　　第二次(n = 4*i)  n = 4*2 此时n = 8 

　　第三次(n = 8*i)  n = 8*3 此时n等于24

　　此时for循环了3次所以结束了，通过return把n的结果返回，所以最终结果算出 4的阶乘等于24

　　递归版本

　　下面看递归版本的阶乘

def factorial(n) :
    if n == 1:
        return 1
    else:
        return n * factorial(n-1)
c = factorial(4)
print(c)

　　剖析：

　　首先c = factorial(4)开始执行函数，然后进行第一次判断 n == 1，显然第一层n不等于1，然后碰到return n * factorial(n-1)，碰到return本来是要返回的，但是 factorial(n-1)

　　有调用了factiorial这个函数，因此进入了第二层

　　第二层因为上一层传入的参数是n-1，所以第二层的n是等于3的，然后判断，这一层的n也不等于1，然后又进入第三层

　　第三层n等于2，然后判断这一层的n还不等于1，然后又进入第四层

　　

　　到第四层的时候这时的 n就等于1，所以触发了 return 1 不再调用函数了，所以就开始返回

　　返回第三层 return n * factorial(n-1) ， 此时factorial(n-1) 就等于第四层return上去的1，所以第三层返回时就等于return n * 1（return 2 * 1），并且第三层n是等于2的

　　返回第二层factorial(n-1)就等于第三层return上去的2，并且第二层n是等于3的，return 3 * 2

　　返回第一层factorial(n-1)就等于第二层return上去的6，并且第一层n是等于4的，return 4 * 6

　　到此为止递归执行完毕，c就等于 4 * 6 c=24

 　　

 　　

四、匿名函数

　　匿名函数也叫lambda函数，函数没有具体的名称。语法：function name=  lambda  args（多个参数用逗号隔开）: Expression（表达式，表达式的结果就是返回值）

　　先来看一个最简单例子:

#普通函数
def func(arg1,arg2):
    return arg1-arg2

#lambda函数
func_2 = lambda arg1,arg2: arg1-arg2

#传参执行
print(func(5,4))
print(func_2(5,4))

　　有认识，这个匿名函数和普通函数没有什么区别么，其实匿名函数就像三元运算一样，并且能够用lambda函数有几大优势

　　1、在一些不会再别的地方调用的函数，我们可以使用匿名函数，并且这样简化了代码，看起来更加整洁。

　　2、lambda函数将会搭配一些内置函数来使用（下面会涉及到）

五、闭包

　　在上面的示例中知道了函数可以调用函数本身，这种形式称之为递归，那么还可以将函数作为参数返回，这种形式就称之为闭包

　　闭包最大的好处就是即用即调，闭包对于安装计算，隐藏状态，以及在函数对象和作用域中随意地切换是很有用的！

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
def func(rate):
    count = [0]
    def add_func(arg):
        count[0] +=1
        print("第%s次调用"%count[0])
        arg = arg - arg*rate
        return arg
    return add_func

closure = func(0.03)
print(closure(1000))
print(closure(1100))
print(closure(1200))

　　例子中做了一个减去手续费后返回余额的功能，首先执行了func函数，将利率封装了进去，然后，func函数把它内部的函数进行了进行了返回

　　要知道当函数不加括号的时候是不执行的！，所以此时closoure就是 add_func 函数的内存地址，当想要使用这个功能的时候，直接把closoure加括号

　　并传入值即可执行。并且可以看到的是在全局作用域中执行，随时可以切换到局部作用域。

六、高阶函数

　　函数可以用来当做返回值，可以用调用自己本身，高阶函数就是函数的参数把另一个函数作为参数，这种函数就称之为高阶函数。

def func_1(num):
    return num+1

def func_2(num):
    return num-1

def func_main(num,func):
    #  可以简写成return func(num)
    results = func(num)
    return results

results = func_main(10,func_1)
print(results)
print(func_main(10,func_2))

　　编写高阶函数，就是让函数的参数能够接收别的函数。

　　

七、内置函数

　　内置函数就是python中内置的一些方法，内置函数官方介绍请猛戳这里

　　

　　内置函数使用方法示例,详细介绍请参考

# !/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-

#返回数字的绝对值。 参数可以是整数或浮点数。 如果参数是复数，则返回其大小。
print(abs(-1.11))

#传入一个可被循环的元素，如果这个元素中有一个为False则都为假
# 0 空值 False 都为假
print(all([1,2,3]))

#与all相反，只有一个为真，则为真；
print(any([0,2,False]))

#这个函数跟repr()函数一样，返回一个可打印的对象字符串方式表示。当遇到非ASCII码时
#就会输出x，u或U等字符来表示。与Python 2版本里的repr()是等效的函数。
print(ascii("dsads"),ascii(66),ascii('b23'))

#将十进制转换为二进制；
print(bin(10))

#返回布尔值，即True或False之一,如果参数为false或省略，则返回False; 否则返回True。
print(bool(1))

#根据传入的参数创建一个新的字节数组
#如果传入字符串必须给出编码
print(bytearray('你好','utf-8'))
#当source参数是一个可迭代对象，那么这个对象中的元素必须符合大于0 小于256
print(bytearray([256,1,2]))

#返回一个的“bytes”对象,返回bytes类型
bytes('中文','utf-8')

#检查对象是否可以被调用
def func():
    pass
print(callable(func))

#返回整数所对应的Unicode字符,chr（97）返回字符串'a'，而chr（8364）返回字符串'€'。
print(chr(126))

#是用来指定一个类的方法为类方法,类方法可以不实例化直接调用
class A:
    @classmethod
    def B(cls,arg1,):
        print(arg1)
A.B(1)
A().B(1)

#将源编译为代码或者AST对象。代码对象能够通过exec语句来执行或者eval（）进行求值。
#源可以是正常字符串，字节字符串或AST对象。
expr = "5+5-1"
obj = compile(expr,"","eval")
print(eval(obj))

#返回值为real + imag * j的复数或者转化一个字符串或数为复数。如果第一个参数为字符串，则不需要指定第二个参数。
print(complex(1, 2))
print(complex(1))
print(complex("1+2j"))



# 参数是一个对象和一个字符串。 该字符串必须是对象属性之一的名称。
class A:
    def a1(self):
        print("a1")
    def a2(self):
        print("a2")

obj = A
print(dir(obj))
delattr(obj, "a1")
print(dir(obj))

#dir 返回对象中的方法
strs="aaa"
print(dir(strs))

#返回两个数值的商和余数
print(divmod(7,3))

#用于遍历序列中的元素以及它们的下标
print(enumerate([1,2,3]))#返回的是可迭代的对象
for i,j in enumerate(('A','B','C')):
    print(i,j)

#将字符串str当成有效的表达式来求值并返回计算结果。
print(eval("1+2+3"))
print(eval("False or True"))

#字符串str当成动态语句块执行并返回结果
exec('a=1+2+3')
print(a)

#使用指定方法(方法，函数),过滤可迭代对象的元素
def add(arg):
    return arg > 3

for i in filter(add,[1,2,3,4,5]):
    print(i)

#浮点型
print(float(11))

#格式化显示 更多方法请参考官方说明
print('{:,.2f}'.format(111111))

#根据传入的参数创建一个新的不可变集合
a = frozenset([1,2,3,4,5])
print(a)

#获取对象的属性值
class A():
    def __init__(self,):
        self.name = "123"
b = A()
print(getattr(b,'name'))

#返回当前作用域内的全局变量和其值组成的字典
print(globals())

#检查对象是否含有属性
class A():
    def __init__(self,):
        self.name = "123"
b = A()
print(hasattr(b,'name'))

#哈希值计算
#在当前环境中是唯一的
print(hash('Hello'))

#help帮助
def funcs(args):
    """
    Function description
    :param args: args = list
    :return:
    """
    pass
print(help(funcs))

#转换16进制
print(hex(44))

#显示对象的标识符
print(id("123"))

#input标准输入
s = input("user name：")
print(s)

#int返回整数
print(int(1.2))
print(int("2"))

#判断对象是否是类或者类型元组中任意类元素的实例
print(isinstance("1",int))
print(isinstance(1.1,(int,float)))


#判断类是否是另外一个类或者类型元组中任意类元素的子类
print(dir(str))
print(issubclass(bytearray,str))
print(issubclass(bool,int))

#根据传入的参数创建一个新的可迭代对象
a = iter('12345')
print(next(a))
print(next(a))

#返回对象的长度len
a = [1,2,3,4]

#转换列表
print(list("abcd"))

#返回当前作用域内的局部变量和其值组成的字典
def A():
    print(locals())
    s = 1
    print(locals())
A()

#使用指定方法去作用传入的每个可迭代对象的元素，生成新的可迭代对象
def add(x):
    return x+100
lists = [1,2,3,4]
for i in map(add,lists):
    print(i)

#max：返回最大值
print(max(1,2,3))
print(max([1,2,3,4]))

#在进行切片并赋值数据时，不需要重新copy原列表数据，可以直接映射原数据内存；
s = memoryview(b'abcd')
print(s[1])

#返回最小值
print(min(1,2,3))
print(min([2,3]))

#返回可迭代对象中的下一个元素值
a = iter('1234')
print(next(a))

#创建一个新的object对象(新式类)
class B(object):
    pass

#转化成8进制数字符串
print(oct(10))

#open文件操作
file = open('test.txt',encoding="utf-8")

#ord：返回Unicode字符对应的整数
print(ord("A"))

#幂运算

print(pow(2,3))

#标准输出
print()

#property：标示属性的装饰器
#类中使用具体方法请百度，或者等待后续更新
property

#range：根据传入的参数创建一个新的range对象
range(10)
range(1,10)

"""repr（）函数得到的字符串通常可以用来重新获得该对象，repr（）的输入对python比较友好。
通常情况下obj==eval(repr(obj))这个等式是成立的。"""
obj='Python'
print(eval(repr(obj)))


#翻转序列
a = reversed([1,2,3,4,5])
print(list(a))

#round：对浮点数进行四舍五入求值
print(round(1.5))

#set 转换成集合
print(set([1,2,3]))

#setattr：设置对象的属性值
class A():
    def __init__(self,age):
        self.age = age
s = A(11)
print(s.age)
setattr(s,'age',22)
print(s.age)

#根据传入的参数创建一个新的切片对象
c1 = slice(3)
c2 = slice(2,4)
c3 = slice(0,5,2)
s = [1,2,3,4,5,6]
print(s[c1])
print(s[c2])
print(s[c3])


#排序，返回一个新的列表默认按字符ascii码排序
a = [4,3,2,1,7]
print(sorted(a))

#标示方法为静态方法的装饰器
class B(object):
    def __init__(self,age):
        self.age = age

    @staticmethod
    def hello(args):
        print(args)

B.hello("Hello World")

#字符串类型
print(str(123))

#求和
print(sum([1,2,3,4]))

#根据传入的参数创建一个新的子类和父类关系的代理对象
class A(object):
    def __init__(self):
        print("我是 A Clase")

class B(A):
    def __init__(self):
        print("我是 B Class")
        super().__init__()
b = B()

#元祖
tuple([1,2,3,4])


#type 返回对象的类型
print(type([1]))
print(type("1"))

#返回当前作用域内的局部变量和其值组成的字典，或者返回对象的属性列表
def func():
    print(vars())
    s = 1
    print(vars())
func()

#聚合传入的每个迭代器中相同位置的元素，返回一个新的元组类型迭代器
list1 = [1,2,3]
list2 = ["A","B","C","D"]
print(zip(list1,list2))
for i in zip(list1,list2):
    print(i)

#__import__：动态导入模块
__import__

作者：北京小远
出处：http://www.cnblogs.com/bj-xy/
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