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简介: 1.函数基本语法及特性 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,具体区别,我们后面会讲,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。
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1.函数基本语法及特性

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,具体区别,我们后面会讲,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

定义:

1 def Hello():#函数名
2     print('Hello World!')
3 Hello()#调用函数

可以带参数:

1 def calc(x,y):
2     z = x*y
3     return z
4 c = calc(3,4)
5 print(c)#结果12

2.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

还是上面的代码:

1 def calc(x,y): #(x,y)为形参
2     z = x*y
3     return z
4 c = calc(a,b)   #(a.b)为实参
5 print(c)

默认参数

 1 def stu_register(name, age, country, course):
 2     print("----注册学生信息------")
 3     print("姓名:", name)
 4     print("age:", age)
 5     print("国籍:", country)
 6     print("课程:", course)
 7 
 8 
 9 stu_register("小丽", 22, "CN", "python_devops")
10 stu_register("小明", 21, "CN", "linux")
11 stu_register("小王", 25, "CN", "linux")

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

所以,我们可以通过下面代码简化代码:

def stu_register(name, age, course,country="CN"):

这样,这个参数在调用时不指定,那默认就是CN,默认你选的值,默认参数!

注意:跟上一段代码比较,为什么默认参数放到后面呢?

简单来讲就是会产生歧义。
不妨想一想,如果确实如你所说,有默认值的参数位于无默认值之前,则调用函数时就必须使用key=Value的形式,而不能使用直接送入Value的形式了。
为了调用函数时可以更便捷地使用后者,而同时又不产生歧义,在定义函数时,无默认值参数就必须位于前面了。考虑到定义函数只要一次,调用函数可能是很多地方、很多人使用,定义函数时稍微注意点是可以理解的了。

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。

关键字参数:

1 def tes(x=1,y=2):
2     print(x)
3     print(y)
4 tes()

位置参数:

1 def tet1(x,y):
2     print(x)
3     print(y)
4 tet1(1,2)

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参数组,将位置参数(一一对应的位置)放到元组
def tes(*args):
    print(args)
tes(1,2,34,5,6)
#结果:(1, 2, 34, 5, 6)

还可以有一个**kwargs

1 def tes(**kwargs):
2     print(kwargs)
3 tes(name='young',age='23',sex='1')

将上述几个参数组合:

 1 def tes(name,age=23,*args,**kwargs):
 2     print(name)
 3     print(age)
 4     print(args)
 5     print(kwargs)
 6 tes('young',3,5,6,sex='man',job='IT')
 7 '''
 8 结果:
 9 young
10 3
11 (5, 6)
12 {'sex': 'man', 'job': 'IT'}
13 '''

局部变量:

1 name = "哈哈"
2 
3 def change_name(name):
4     print("before:", name)
5     name = "Young"
6     print("after", name)
7 
8 change_name(name)
9 print("真的改了吗?", name)

输出:

before: 哈哈
after Young
真的改了吗? 哈哈

可以通过global来实现

 1 name = "哈哈"
 2 
 3 def change_name(obj):
 4     global name
 5     print("before:", name)
 6     name = "Young"
 7     print("after", name)
 8 
 9 change_name(name)
10 print("确实改了!", name)

输出:

before: 哈哈
after Young
确实改了! Young

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

3.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,so 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

嵌套函数:

python允许在定义函数的时候,其函数体内又包含另外一个函数的完整定义,这就是我们通常所说的嵌套定义。为什么?因为函数是用def语句定义的,凡是其他语句可以出现的地方,def语句同样可以出现。
像这样定义在其他函数内的函数叫做内部函数,内部函数所在的函数叫做外部函数。当然,我们可以多层嵌套,这样的话,除了最外层和最内层的函数之外,其它函数既是外部函数又是内部函数。

1 spam = 99
2 def tester():
3     def nested():
4         global spam
5         print('current=',spam)
6         spam += 1
7     return nested
8 #注意:打印 print 那行的代码调用是tester()()
9 #而不是tester().nested()

4.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。

1 def calc(n):
2     print(n)
3     if int(n/2)>0:
4         return calc(int(n/2))
5     print("->",n)
6 calc(10)

输出:

1 10
2 5
3 2
4 1
5 -> 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)

堆栈相关知识:http://www.cnblogs.com/lln7777/archive/2012/03/14/2396164.html 

 

递归实例, 二分查找:

 1 data = [1, 3, 6, 7, 9, 12, 14, 16, 17, 18, 20, 21, 22, 23, 30, 32, 33, 35]
 2  
 3  
 4 def binary_search(dataset,find_num):
 5     print(dataset)
 6  
 7     if len(dataset) >1:
 8         mid = int(len(dataset)/2)
 9         if dataset[mid] == find_num:  #find it
10             print("找到数字",dataset[mid])
11         elif dataset[mid] > find_num :# 找的数在mid左面
12             print("\033[31;1m找的数在mid[%s]左面\033[0m" % dataset[mid])
13             return binary_search(dataset[0:mid], find_num)
14         else:# 找的数在mid右面
15             print("\033[32;1m找的数在mid[%s]右面\033[0m" % dataset[mid])
16             return binary_search(dataset[mid+1:],find_num)
17     else:
18         if dataset[0] == find_num:  #find it
19             print("找到数字啦",dataset[0])
20         else:
21             print("没的分了,要找的数字[%s]不在列表里" % find_num)
22  
23  
24 binary_search(data,66)
View Code

5.匿名函数

匿名函数就是不需要显式的指定函数

1 def calc(n):
2     return n ** n
3 print(calc(3))
4 # 换成匿名函数
5 calc = lambda n: n ** n
6 print(calc(3))

匿名函数主要是和其它函数搭配使用的:

res = map(lambda x:x**2,[1,2,3,4,5])
for i in res:
    print(i)

输出:

1 4 9 16 25

6.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),也就是如何编写程序的方法论。

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);

这段代码再演进以下,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,大家应该一眼就能明白它的意思吧:

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

因此,函数式编程的代码更容易理解。

7.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,这种函数就称之为高阶函数。

def add(a,b,f):
    return f(a)+f(b)
res = add(2,-3,abs)
print(res)

8.内置参数

内置参数详解 https://docs.python.org/3/library/functions.html?highlight=built#ascii 

几个内置方法用法提醒:

#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)
View Code

 

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