Python全栈开发，Day4

 本章内容

1. 函数基本语法及特征
2. 参数与局部变量
3. 返回值
4. 嵌套函数
5. 递归
6. 匿名函数
7. 函数式编程介绍
8. 高阶函数
9. 内置函数

 一、函数基本语法及特征

函数是什么？

函数一词来源于数学，但编程中的【函数】概念，与数学中的函数是有很大不同的。编程中的函数在英文中也有很多不同的叫法。在BASIC中叫做subroutine（子过程或子程序），在Pascal中叫做procedure（过程）和function，在C中只有function，在java里面叫做method。

定义：函数是指将一组语句的集合通过一个名字（函数名）封装起来，要想执行这个函数，只需调用其函数名即可

特性：

1. 减少重复代码
2. 使程序变的可扩展
3. 使程序变得易维护

语法定义：

def sayhi():#函数名
        print("Hello, I'm nobody!")

sayhi()  #调用函数

 

可以带参数：

#下面这段代码
a,b=5,8
c = a**b
print(c)

#改成用函数写
def calc(x,y)
        res = x**y
        return res #返回函数执行结果

c = calc(a,b)  #结果赋值给c变量
print(c)

 

二、函数参数与局部变量

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

def calc(x,y):   #这里x，y为形参
        res = x**y
        return res

c = calc(a,b)    #这里a，b是实参
print(c)

 

默认参数

def stu_register(name,age,country,course):
    print("--------注册学生信息---------")  
    print("姓名:",name) 
    print("年龄",age) 
    print("国籍",country) 
    print("课程",course) 

stu_register("王山炮",22,"CN","Python")

 

发现country这个参数基本都是“CN”，就像我们在网站上注册用户，像国籍这种信息，你不填写，默认就会是中国，这就是通过默认参数实现的，把country变成默认参数非常简单

def stu_register(name,age,course,country="CN"):
#默认参数需要放到形参的后面

 

这样，这个参数在调用时不指定，那默认就是CN，指定了的话，就用你指定的值。

关键参数

正常情况下，给函数传参数要按顺序，不想按顺序就可以用关键参数，只需指定参数名即可，但记住一个要求就是，关键参数必须放在位置参数之后。

stu_register(age=22,name='alex',course="python",)

 

非固定参数

若你的函数在定义时不确定用户想传入多少个参数，就可以使用非固定参数*args

def stu_register(name,age,*args):
#*args 会把多传入的参数变成一个元组形式
    pirnt(name,age,args)

stu_register("Lyon",20)
#输出
#Lyon 20 () #后面这个()就是args,只是因为没传值,所以为空
 
stu_register("Jack",32,"CN","Python")
#输出
# Jack 32 ('CN', 'Python')

 

还可以有一个**kwargs

def stu_register(name,age,*args,**kwargs):
 # *kwargs 会把多传入的参数变成一个dict形式
    print(name,age,args,kwargs)
 
stu_register("Lyon",20)
#输出
#Lyon 20 () {}#后面这个{}就是kwargs,只是因为没传值,所以为空
 
stu_register("Jack",32,"CN","Python",sex="Male",province="ShanDong")
#输出
# Jack 32 ('CN', 'Python') {'province': 'ShanDong', 'sex': 'Male'}

 

局部变量

name = "Lyon"
def the_name(name):
    print("one name", name)
    name = "Charlie"
    print("two name", name)


print(name)#第一个name打印的是全局变量的name
name = "yangyong"
the_name(name)#调用函数全局变量name将“yangyong”赋值进去
print(name)#调用函数之后name并没有因为函数内部的赋值而改变


#输出
#Lyon
#one name yangyong
#two name Charlie
#yangyong

 

全局与局部变量

在子程序中定义的变量称为局部变量，在程序的一开始定义的变量称为全局变量。

全局变量作用域是整个程序，局部变量作用域是定义该变量的子程序。

当全局变量与局部变量同名时：

在定义局部变量的子程序内，局部变量起作用；在其它地方全局变量起作用。

三、返回值

要想获取函数的执行结果，就可以用return语句把结果返回

注意：

1. 函数在执行过程中只要遇到return语句，就会停止执行并返回结果，所以也可以理解为return语句代表着函数的结束
2. 如果未在函数中指定return那这个函数的返回值为None

四、嵌套函数

嵌套函数顾名思义就是函数里面再套函数

name = "Lyon"
def chane_name():
    name = "Lyon1"
    def chane_name1():
        name = "Lyon2"
        print("第三层打印",name)

    chane_name1()#调用内层函数
    print("第二层打印",name)
chane_name()
print("最外层打印",name)

 

这里如果在最外层调用chane_name1()会出现什么效果？

没错，出错了，要想调用chane_name1()那么首先要调用change_name()，只有在chane_nanme()里面才能找到chane_name()函数

 五、递归

在函数内部，可以调用其他函数。如果一个函数在内部调用自身本身，这个函数就是递归函数。

 

def numb(x):
    print(x)
    if int(x/2)>0:
        return numb(int(x/2))
    print("-->",x)
numb(50)

输出
50
25
12
6
3
1
--> 1

 

递归特性：

1. 必须有一个明确的结束条件
2. 每次进入更深一层递归时，问题规模相比上次递归都应有所减少
3. 递归效率不高，递归层次过多会导致栈溢出（在计算机中，函数调用是通过栈（stack）这种数据结构实现的，每当进入一个函数调用，栈就会加一层栈帧，每当函数返回，栈就会减一层栈帧。由于栈的大小不是无限的，所以，递归调用的次数过多，会导致栈溢出）

堆栈扫盲http://www.cnblogs.com/lln7777/archive/2012/03/14/2396164.html 

递归的实际应例，二分查找

data = [1, 3, 6, 7, 9, 12, 14, 16, 17, 18, 20, 21, 22, 23, 30, 32, 33, 35]
 
 
def binary_search(dataset,find_num):
    print(dataset)
 
    if len(dataset) >1:
        mid = int(len(dataset)/2)
        if dataset[mid] == find_num:  #find it
            print("找到数字",dataset[mid])
        elif dataset[mid] > find_num :# 找的数在mid左面
            print("33[31;1m找的数在mid[%s]左面33[0m" % dataset[mid])
            return binary_search(dataset[0:mid], find_num)
        else:# 找的数在mid右面
            print("33[32;1m找的数在mid[%s]右面33[0m" % dataset[mid])
            return binary_search(dataset[mid+1:],find_num)
    else:
        if dataset[0] == find_num:  #find it
            print("找到数字啦",dataset[0])
        else:
            print("没的分了,要找的数字[%s]不在列表里" % find_num)
 
 
binary_search(data,66)

六、匿名函数

匿名函数就是不需要显示的指定函数

#这段代码
def calc(n):
        return n**n 
    print(calc(10))

#换成匿名函数
calc = lambda n:n**n
print(calc(10))

匿名函数主要是和其它函数搭配使用，如下：

res = map(lambda x: x**2,[1,5,7,4,8])
for i in res:
    print(i)

输出

1

25

49

16

64

七、函数式编程介绍

函数是python内建支持的一种封装，我们通过把大段代码拆成函数，通过一层一层的函数调用，就可以把复杂任务分解成简单的任务，这种分解可以称之为面向过程的程序设计。函数就是面向过程的程序设计的基本单元。

函数式编程中的函数这个术语不是指计算机中的函数（实际上是Subroutine），而是指数学中的函数，即自变量的映射。也就是说一个函数的值仅决定于函数参数的值，不依赖其他状态。比如sqrt（x）函数计算x的平方根，只要x不变，不论什么时候调用，调用几次，值都是不变的。

Python对函数式编程提供部分支持。由于Python允许使用变量，因此，Python不是纯函数式编程语言。

一、定义

简单说，“函数式编程”是一种“编程范式”（programming paradigm），也就是如果编写程序的方法论。

主要思想是把运算过程尽量写成一系列嵌套的函数调用。举例来说，现在有这样一个数学表达式：

（1+2）*3-4

传统的过程式编程，可能这样写：

var a = 1+2;

var b = a*3;

var c = b-4;

函数式编程要求使用函数，我们可以把运算过程定义为不同的函数，然后写成下面这样：

var result= subtract(multiply(add(1,2),3),4);

这段代码在演进下去，可以变成这样

add(1,2).multiply(3).subtract(4)

这基本就是自然语言的表达了。再看下面的代码：

merge([1,2],[3,4]).sort().search("2")

因此，函数式编程的代码更容易理解。

八、高阶函数

变量可以指向函数，函数的参数能接收变量，那么一个函数就可以接收另一个函数作为参数，这种函数就称为高阶函数。

def add(x,y,f):
    return f(x) + f(y)
 

res = add(3,-6,abs)  #abs为取绝对值，在这里f就是一个函数
print(res)

九、内置函数

内置函数顾名思义就是python本身自带的函数，就比如上面用到的abs（）这就是一个内置函数，内置函数有很多，详解请看：

https://docs.python.org/3/library/functions.html?highlight=built#ascii 

这里有几个常用的，我就直接copy过来了。

#compile
f = open("函数递归.py")
data =compile(f.read(),'','exec')
exec(data)


#print
msg = "又回到最初的起点"
f = open("tofile","w")
print(msg,"记忆中你青涩的脸",sep="|",end="",file=f)


# #slice
# a = range(20)
# pattern = slice(3,8,2)
# for i in a[pattern]: #等于a[3:8:2]
#     print(i)
#
#


#memoryview
#usage:
#>>> memoryview(b'abcd')
#<memory at 0x104069648>
#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，
import time
for n in (100000, 200000, 300000, 400000):
    data = b'x'*n
    start = time.time()
    b = data
    while b:
        b = b[1:]
    print('bytes', n, time.time()-start)

for n in (100000, 200000, 300000, 400000):
    data = b'x'*n
    start = time.time()
    b = memoryview(data)
    while b:
        b = b[1:]
    print('memoryview', n, time.time()-start)

注：本文仅为学习笔记、摘要。

详细来源：http://www.cnblogs.com/alex3714/articles/5740985.html