第一阶段：Python开发基础 day15 函数递归内置函数面向过程编程

目录

• 一、递归
  • 一、什么是函数递归？
    • 1.1 直接调用
    • 1.2 间接调用
  • 二、为什么要用递归
  • 三、如何用递归？
    • 3.1 二分法的应用
• 二、内置函数
  • 1.1 掌握
  • 1.2 了解
  • 1.3 面向对象知识点
• 三、面向过程编程
  • 一、注册功能
    • 1.1 接受用户输入用户名，进行合法性校验，拿到合法的用户名
    • 1.2 接受用户输入密码，进行合法性校验，拿到合法的密码
    • 1.3 将合法的用户名和密码写入文件
    • 1.4 注册
    • 1.5 封装文件读写功能
  • 二、分层实现功能
• 今日总结

一、递归

一、什么是函数递归？

函数的嵌套调用是：函数嵌套函数。函数的递归调用：它是一种特殊的嵌套调用，但是它在调用一个函数的过程中，又直接或间接地调用了它自身。

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

foo()  # 进入死循环

如果递归函数不断地调用函数自身，那么这个递归函数将会进入一个死循环，因此我们应该给递归函数一个明确的结束条件。

1.1 直接调用

直接调用指的是：直接在函数内部调用函数自身。

import sys

print(f"最大递归层数: {sys.getrecursionlimit()}")
最大递归层数: 3000
import sys

# 修改递归层数
sys.setrecursionlimit(10000)
def foo(n):
    print('from foo',n)
    foo(n+1)
foo(0)

1.2 间接调用

间接调用指的是：不在原函数体内调用函数自身，而是通过其他的方法间接调用函数自身。

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

递归必须要有两个明确的阶段：

1. 递推：一层一层递归调用下去，进入下一层递归的问题规模都将会减小
2. 回溯：递归必须要有一个明确的结束条件，在满足该条件开始一层一层回溯。

递归的精髓在于通过不断地重复逼近一个最终的结果。

'''
...
age(5) = age(4) + 2
age(4) = age(3) + 2
age(3) = age(2) + 2
age(2) = age(1) + 2
age(1) = 26


age(n) = age(n-1) +2 
age(1) = 26  # n=1
'''

def age(n):
    if n == 1:
        return 26
    res = age(n-1) + 2
    return res


print(f"age(5): {age(5)}")

age(5): 34

二、为什么要用递归

递归的本质就是干重复的活，但是仅仅是普通的重复，我们使用while循环就可以了。」

lis = [1, [2, [3, [4, [5, [6, ]]]]]]


def tell(lis):
    for i in lis:
        if type(i) is list:
            tell(i)
        else:
            print(i)


# print(f"tell(lis): {tell(lis)}")
tell(lis)

1
2
3
4
5
6

三、如何用递归？

3.1 二分法的应用

有一个从小到大排列的整型数字列表，我们判断某一个数字是不是在这个列表里面。

动图二分法查找数字23：

动图二分法查找数字1：

nums = [1, 3, 7, 11, 22, 34, 55, 78, 111, 115]

for item in nums:
    if item == 10:
        print('find it')
        break
else:
    print('not exists')
not exists

对于上述的列表我们可能可以通过一个for循环实现我们需要的功能，但是当我们的列表中的元素个数非常多时，我们还用这种方法，那是极其复杂的，因此我们可以考虑使用二分法的思想实现。

from random import randint
nums = [randint(1, 100) for i in range(100)]
nums = sorted(nums)
print(nums)

[1, 2, 4, 5, 5, 5, 6, 6, 6, 7, 7, 7, 10, 11, 11, 11, 11, 12, 13, 13, 15, 16, 16, 20, 21, 21, 23, 24, 26, 26, 27, 28, 28, 31, 33, 33, 34, 35, 38, 38, 39, 40, 42, 43, 45, 45, 46, 46, 47, 47, 51, 52, 52, 53, 53, 55, 55, 56, 56, 57, 57, 57, 58, 59, 61, 62, 64, 66, 66, 67, 68, 69, 69, 71, 72, 72, 74, 74, 75, 76, 78, 78, 79, 79, 79, 79, 80, 82, 85, 88, 89, 90, 90, 91, 91, 91, 94, 99, 99, 100]

def search(search_num, nums):
    mid_index = len(nums)//2
    print(nums)
    if not nums:
        print('not exists')
        return
    if search_num > nums[mid_index]:
        # in the right
        nums = nums[mid_index+1:]
        search(search_num, nums)
    elif search_num < nums[mid_index]:
        # in the left
        nums = nums[:mid_index]
        search(search_num, nums)
    else:
        print('find it')


search(7, nums)

[1, 2, 4, 5, 5, 5, 6, 6, 6, 7, 7, 7, 10, 11, 11, 11, 11, 12, 13, 13, 15, 16, 16, 20, 21, 21, 23, 24, 26, 26, 27, 28, 28, 31, 33, 33, 34, 35, 38, 38, 39, 40, 42, 43, 45, 45, 46, 46, 47, 47, 51, 52, 52, 53, 53, 55, 55, 56, 56, 57, 57, 57, 58, 59, 61, 62, 64, 66, 66, 67, 68, 69, 69, 71, 72, 72, 74, 74, 75, 76, 78, 78, 79, 79, 79, 79, 80, 82, 85, 88, 89, 90, 90, 91, 91, 91, 94, 99, 99, 100]
[1, 2, 4, 5, 5, 5, 6, 6, 6, 7, 7, 7, 10, 11, 11, 11, 11, 12, 13, 13, 15, 16, 16, 20, 21, 21, 23, 24, 26, 26, 27, 28, 28, 31, 33, 33, 34, 35, 38, 38, 39, 40, 42, 43, 45, 45, 46, 46, 47, 47]
[1, 2, 4, 5, 5, 5, 6, 6, 6, 7, 7, 7, 10, 11, 11, 11, 11, 12, 13, 13, 15, 16, 16, 20, 21]
[1, 2, 4, 5, 5, 5, 6, 6, 6, 7, 7, 7]
[6, 6, 7, 7, 7]
find it

二、内置函数

更多内置函数：https://docs.python.org/3/library/functions.html?highlight=built#ascii

1.1 掌握

1.bytes()

解码字符。

res = '你好'.encode('utf8')
print(res)
b'xe4xbdxa0xe5xa5xbd'
res = bytes('你好', encoding='utf8')
print(res)
b'xe4xbdxa0xe5xa5xbd'

2.chr()/ord()

chr()参考ASCII码表将数字转成对应字符；ord()将字符转换成对应的数字。

print(chr(65))
A
print(ord('A'))
65

3.divmod()

分栏。

print(divmod(10, 3))
(3, 1)

4.enumerate()

带有索引的迭代。

l = ['a', 'b', 'c']
for i in enumerate(l):
    print(i)
(0, 'a')
(1, 'b')
(2, 'c')

5.eval()

把字符串翻译成数据类型。

lis = '[1,2,3]'
lis_eval = eval(lis)
print(lis_eval)
[1, 2, 3]

6.hash()

是否可哈希。

print(hash(1))
1

1.2 了解

1.abs()

求绝对值。

print(abs(-13))  # 求绝对值
13

2.all()

可迭代对象内元素全为真，则返回真。

print(all([1, 2, 3, 0]))
print(all([]))
False
True

3.any()

可迭代对象中有一元素为真，则为真。

print(any([1, 2, 3, 0]))
print(any([]))
True
False

4.bin()/oct()/hex()

二进制、八进制、十六进制转换。

print(bin(17))
print(oct(17))
print(hex(17))
0b10001
0o21
0x11

5.dir()

列举出所有time的功能。

import time
print(dir(time))
['_STRUCT_TM_ITEMS', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'altzone', 'asctime', 'clock', 'ctime', 'daylight', 'get_clock_info', 'gmtime', 'localtime', 'mktime', 'monotonic', 'perf_counter', 'process_time', 'sleep', 'strftime', 'strptime', 'struct_time', 'time', 'timezone', 'tzname', 'tzset']

6.frozenset()

不可变集合。

s = frozenset({1, 2, 3})
print(s)
frozenset({1, 2, 3})

7.globals()/loacals()

查看全局名字；查看局部名字。

# print(globals())
def func():
    a = 1
#     print(globals())
    print(locals())


func()
{'a': 1}

8.pow()

print(pow(3, 2, 3))  # (3**2)%3
0

9.round()

print(round(3.5))
4

10.slice()

lis = ['a', 'b', 'c']
s = slice(1, 4, 1)
print(lis[s])  # print(lis[1:4:1])
['b', 'c']

11.sum()

print(sum(range(100)))
4950

12.import()

通过字符串导入模块。

m = __import__('time')
print(m.time())
1556607502.334777

1.3 面向对象知识点

1. classmethod
2. staticmethod
3. property
4. delattr
5. hasattr
6. getattr
7. setattr
8. isinstance()
9. issubclass()
10. object()
11. super()

三、面向过程编程

面向过程编程是解决问题的一种思想，相当于武林门派，武林门派之间没有好坏之分，因此它与我们之后学习的面向对象编程其实没有好坏之分。

面向过程编程，核心是编程二字，过程指的是解决问题的步骤，即先干什么、后干什么、再干什么、然后干什么……

基于该思想编写程序就好比在设计一条流水线，面向对称编程其实是一种机械式的思维方式。

当我们写登录功能，我们首先需要输入账号、密码，然后认证两次密码是否相同，然后从数据库中读取密码验证用户密码输入是否正确，然后输入验证码……之后，我们就能够实现登录功能。这样把登录功能问题流程化，进而是解决问题的思路非常清晰。

优点：复杂的问题流程化，进而简单化。

生产汽水瓶的流水线，没办法生产特斯拉。流水线下一个阶段的输入与上一个阶段的输出是有关联的。因此他的扩展性极差。

缺点：扩展性差。

一、注册功能

1.1 接受用户输入用户名，进行合法性校验，拿到合法的用户名

def check_username():
    username = input('username>>>').strip()
    if username.isalpha():
        return username
    else:
        print('用户名必须为字母，傻叉')

1.2 接受用户输入密码，进行合法性校验，拿到合法的密码

def check_pwd():
    while True:
        pwd = input('password>>>').strip()
        if len(pwd) < 5:
            print('密码长度至少五位')
            continue
        re_pwd = input('re_password>>>').strip()
        if pwd == re_pwd:
            return pwd
        else:
            print('两次输入密码不一致')

1.3 将合法的用户名和密码写入文件

def insert(username, pwd, path='57.txt'):
    with open(path, 'a', encoding='utf8') as fa:
        fa.write(f'{username}:{pwd}
')

1.4 注册

def register():
    username = check_username()
    pwd = check_pwd()
    insert(username, pwd)
    print(f'{username}注册成功')

register()

username>>>nick
password>>>12345
re_password>>>12345
nick注册成功

如果现在我们需要校验用户的年龄，因此我们需要增加一个check_age()方法，并且其他有牵连的地方都需要修改，因此它的扩展性极差。

1.5 封装文件读写功能

# def register():
#     while True:
#         username = input('username>>>').strip()
#         # 检测用户是否重复，如果重复则重新输入
#         with open('db.txt', 'r', encoding='utf8') as fr:
#             for line in fr:
#                 info = line.strip('
').split(':')
#                 if username == info[0]:
#                     print('用户名已经存在')
#                     break
#             else:
#                 # 用户名不存在
#                 # 跳出循环，不用重复输入用户名字
#         res =

# def tell_info():
#     username = input('username>>>').strip()
#     with open('db.txt', 'r', encoding='utf8') as fr:
#         for line in fr:
#             info = line.strip('
').split(':')
#             if username == info[0]:
#                 return info

数据处理层

def select(username):
    with open('db.txt', 'r', encoding='utf8') as fr:
        for line in fr:
            info = line.strip('
').split(':')
            if username == info[0]:
                return info


def tell_info():
    username = input('username>>>').strip()
    info = select(username)
    print(info)

用户功能层

def register():
    while True:
        username = input('username>>>').strip()
        # 检测用户是否重复，如果重复则重新输入
        res = select(username)
        if res:
            print('用户名已经存在')
        else:
            break

    while True:
        pwd = input('password>>>').strip()
        re_pwd = input('re_password>>>').strip()
        if pwd != re_pwd:
            print('两次输入密码不一致，请重新输入')
        else:
            break

把注册功能分开之后，功能与功能直接解耦合，复杂的问题流程化，更加清晰。

二、分层实现功能

• 用户功能层：实现用户具体的功能。
• 接口层：连接数据处理层和用户功能层。
• 数据处理层：处理数据后把结果交给接口层。

分层实现功能的好处：当我们需要实现web端和app端的软件，我们只要把数据处理层和接口层写好，然后实现不同的用户功能层即可，web端使用web端的用户功能层，app端使用app端的用户功能层，但是接口层和数据处理层是通用的。

今日总结

暂无