Day7--Python训练营

主要内容是函数与Lambda表达式。
一、函数

1、函数的定义

1. 函数以 def 关键词开头，后接函数名和圆括号()。
2. 函数执行的代码以冒号起始，并且缩进。
3. return [表达式] 结束函数，选择性地返回一个值给调用方。不带表达式的return相当于返回 None 。
2、函数的调用
3、函数文档
4、函数参数
Python 的函数具有非常灵活多样的参数形态，既可以实现简单的调用，又可以传入非常复杂的参数。从简到繁的参数形态
如下：
1. 位置参数 (positional argument)
2. 默认参数 (default argument)
3. 可变参数 (variable argument)
4. 关键字参数 (keyword argument)
5. 命名关键字参数 (name keyword argument)
6. 参数组合
1）位置参数：位置参数 ，这些参数在调用函数 (call function) 时位置要固定。
2）默认参数：默认参数 = 默认值，调用函数时，默认参数的值如果没有传入，则被认为是默认值。 默认参数一定要放在位置参数 后面，不然程序会报错。
    Python 允许函数调用时参数的顺序与声明时不一致，因为 Python 解释器能够用参数名匹配参数值。
3）可变参数：顾名思义，可变参数就是传入的参数个数是可变的，*args - 是 0, 1, 2 到任意个，是不定长的参数。可变参数，可以是从零个到任意个，自动组装成元组。
 加了星号（ *）的变量名会存放所有未命名的变量参数。
4）关键字参数：**kw - 关键字参数，可以是从零个到任意个，自动组装成字典。
「可变参数」和「关键字参数」的同异总结如下：
1. 可变参数允许传入零个到任意个参数，它们在函数调用时自动组装为一个元组 (tuple)。
2. 关键字参数允许传入零个到任意个参数，它们在函数内部自动组装为一个字典 (dict)。
5）命名关键字参数：*, nkw -命名关键字参数，用户想要输入的关键字参数，定义方式是在nkw 前面加个分隔符 *。 如果要限制关键字参数的名字，就可以用「命名关键字参数」，使用命名关键字参数时，要特别注意不能缺少参数名。
6）参数组合
在 Python 中定义函数，可以用位置参数、默认参数、可变参数、命名关键字参数和关键字参数，这 5 种参数中的 4 个都可以一起使用，但是注意，参数定义的顺序必须是：
1. 位置参数、默认参数、可变参数和关键字参数。
2. 位置参数、默认参数、命名关键字参数和关键字参数。
要注意定义可变参数和关键字参数的语法：
1. *args 是可变参数， args 接收的是一个 tuple
2. **kw 是关键字参数， kw 接收的是一个 dict
命名关键字参数是为了限制调用者可以传入的参数名，同时可以提供默认值。定义命名关键字参数不要忘了写分隔符* ，否则定义的是位置参数。
注意：虽然可以组合多达 5 种参数，但不要同时使用太多的组合，否则函数很难懂。
5、函数的返回值
6、变量作用域
1. Python 中，程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的，访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的。
2. 定义在函数内部的变量拥有局部作用域，该变量称为局部变量。
3. 定义在函数外部的变量拥有全局作用域，该变量称为全局变量。
4. 局部变量只能在其被声明的函数内部访问，而全局变量可以在整个程序范围内访问。
当内部作用域想修改外部作用域的变量时，就要用到 global 和 nonlocal 关键字了。
内嵌函数：

def outer():
    print('outer函数在这被调用 ' )
    
    def inner():
        print('inner函数在这被调用 ' )
        
        
    inner() # 该函数只能在outer函数内部被调用
    
    
outer()
# outer函数在这被调用
# inner函数在这被调用

闭包：
1. 是函数式编程的一个重要的语法结构，是一种特殊的内嵌函数。
2. 如果在一个内部函数里对外层非全局作用域的变量进行引用，那么内部函数就被认为是闭包。
3. 通过闭包可以访问外层非全局作用域的变量，这个作用域称为 闭包作用 域。
闭包的返回值通常是函数。
如果要修改闭包作用域中的变量则需要 nonlocal 关键字
递归：

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。
设置递归的层数， Python默认递归层数为 100
import sys
sys.setrecursionlimit( 1000)

二、Lambda 表达式
1、匿名函数的定义
在 Python 里有两类函数：
1. 第一类：用 def 关键词定义的正规函数
2. 第二类：用 lambda 关键词定义的匿名函数
python 使用 lambda 关键词来创建匿名函数，而非 def 关键词，它没有函数名，其语法结构如下：
lambda argument_list: expression
1. lambda - 定义匿名函数的关键词。
2. argument_list - 函数参数，它们可以是位置参数、默认参数、关键字参数，和正规函数里的参数类型一样。
3. : - 冒号，在函数参数和表达式中间要加个冒号。
4. expression - 只是一个表达式，输入函数参数，输出一些值。
注意：
1. expression 中没有 return 语句，因为 lambda 不需要它来返回，表达式本身结果就是返回值。
2. 匿名函数拥有自己的命名空间，且不能访问自己参数列表之外或全局命名空间里的参数。

2、匿名函数的应用
函数式编程是指代码中每一块都是不可变的，都由纯函数的形式组成。这里的纯函数，是指函数本身相互独立、互不影响，对于相同的输入，总会有相同的输出，没有任何副作用。
匿名函数 常常应用于函数式编程的高阶函数 (high-order function)中，主要有两种形式：
1. 参数是函数 (filter, map)
2. 返回值是函数 (closure)
如，在 filter 和 map 函数中的应用：
1. filter(function, iterable) 过滤序列，过滤掉不符合条件的元素，返回一个迭代器对象，如果要转换为列表，可以使用 list() 来转换。
2.map(function, *iterables) 根据提供的函数对指定序列做映射。
除了 Python 这些内置函数，我们也可以自己定义高阶函数。

练习题：
1. 怎么给函数编写文档？

def 函数名():

    “”” 函数文档“””

      代码

2. 怎么给函数参数和返回值注解？

python是一门强类型、动态语言，即同类型的变量才能一起运算、定义变量前不用事先声明变量类型。
但是这样留有弊端：
1.在定义函数时，如果运算的变量类型不对，是不会报错的。通常在这个函数运行时候才会报错。都开始运行了，才发现错误
2.定义完函数直接调用，自己写的函数还行，要是用别人定义的函数，不知道要传什么类型的参数，也不知道函数内部的解构是什么样子的。

int func(int a)

    ...

return 0

非常明显，函数定义的第一行就可以知道，自定义函数func，输入了一个int型参数，返回了一个int结果。在调用该函数时，如果没有按照要求输入一个int参数，程序就会报错。

def func(x):

   ...

return 0

只能看出这个自定义函数有一个参数，这个参数是什么类型，这个函数的返回值是什么都不清楚。

• 参数注解就是，在定义函数的时候，参数列表内部的参数后面，加上冒号和要传入的类型(写了参数注解也无法强制限定变量的类型，只能作为提示，来告知使用者应该传入什么类型的参数。

• 返回值注解就是，在参数列表后面，冒号前面，增加一个 -> 后面接返回值的类型。

• 这些注解都会以字典的形式存在函数的.__annotations__属性中。

3. 闭包中，怎么对数字、字符串、元组等不可变元素更新

• 使用nonlocal关键字

4. 分别根据每一行的首元素和尾元素大小对二维列表 [[6, 5], [3, 7], [2, 8]] 排序。 (利用lambda表达式)

a = [[6, 5], [3, 7], [2, 8]]

a.sort(key=lambda x:x[0],reverse=False) # 首元素大小，升序

print(a) # [[2, 8], [3, 7], [6, 5]] a.sort(key=lambda x:x[1],reverse=False) # 尾元素大小，升序 print(a) # [[6, 5], [3, 7], [2, 8]]

5. 利用python解决汉诺塔问题？
有a、 b、 c三根柱子，在a柱子上从下往上按照大小顺序摞着64片圆盘，把圆盘从下面开始按大小顺序重新摆放在c柱子
上，尝试用函数来模拟解决的过程。

def move(n,a,b,c):
    if n == 1:
        print(a, "->", c)
    else:
        move(n-1, a, c, b)
        move(1, a, b, c)
        move(n-1, b, a, c)

move(5,'a','b','c')
a -> c
a -> b
c -> b
a -> c
b -> a
b -> c
a -> c
a -> b
c -> b
c -> a
b -> a
c -> b
a -> c
a -> b
c -> b
a -> c
b -> a
b -> c
a -> c
b -> a
c -> b
c -> a
b -> a
b -> c
a -> c
a -> b
c -> b
a -> c
b -> a
b -> c
a -> c