首页 > 代码库 > python学习第三周（下 函数）
python学习第三周（下 函数）
本节内容
1. 函数基本语法及特性
2. 参数与局部变量
3. 返回值 嵌套函数
4.递归
5.匿名函数
6.函数式编程介绍
7.高阶函数
8.内置函数
温故知新
1. 集合
主要作用:
- 去重
- 关系测试， 交集＼差集＼并集＼反向(对称)差集
2. 元组
只读列表，只有count, index 2 个方法
作用：如果一些数据不想被人修改， 可以存成元组，比如身份证列表
3. 字典
key-value对
- 特性：
- 无顺序
- 去重
- 查询速度快，比列表快多了
- 比list占用内存多
为什么会查询速度会快呢？因为他是hash类型的，那什么是hash呢？
哈希算法将任意长度的二进制值映射为较短的固定长度的二进制值，这个小的二进制值称为哈希值。哈希值是一段数据唯一且极其紧凑的数值表示形式。如果散列一段明文而且哪怕只更改该段落的一个字母，随后的哈希都将产生不同的值。要找到散列为同一个值的两个不同的输入，在计算上是不可能的，所以数据的哈希值可以检验数据的完整性。一般用于快速查找和加密算法
dict会把所有的key变成hash 表，然后将这个表进行排序，这样，你通过data[key]去查data字典中一个key的时候，python会先把这个key hash成一个数字，然后拿这个数字到hash表中看没有这个数字， 如果有，拿到这个key在hash表中的索引，拿到这个索引去与此key对应的value的内存地址那取值就可以了。
上面依然没回答这样做查找一个数据为什么会比列表快，对不对？ 呵呵，等我课上揭晓。
1.函数基本语法及特性
引入
现在老板让你写一个监控程序，监控服务器的系统状况，当cpu＼memory＼disk等指标的使用量超过阀值时即发邮件报警，你掏空了所有的知识量，写出了以下代码while True：
1 if cpu利用率 > 90%: 2 3 #发送邮件提醒 4 5 连接邮箱服务器 6 7 发送邮件 8 9 关闭连接 10 11 12 13 if 硬盘使用空间 > 90%: 14 15 #发送邮件提醒 16 17 连接邮箱服务器 18 19 发送邮件 20 21 关闭连接 22 23 24 25 if 内存占用 > 80%: 26 27 #发送邮件提醒 28 29 连接邮箱服务器 30 31 发送邮件 32 33 关闭连接
上面的代码实现了功能，但是这个重复代码太多了，每次报警都要重写一段发邮件的代码，太low了，这样干存在2个问题：
- 代码重复过多，一个劲的copy and paste不符合高端程序员的气质
- 如果日后需要修改发邮件的这段代码，比如加入群发功能，那你就需要在所有用到这段代码的地方都修改一遍
换个思路很简单，只需要把重复的代码提取出来，放在一个公共的地方，起个名字，以后谁想用这段代码，就通过这个名字调用就行了，如下
def 发送邮件(内容) #发送邮件提醒 连接邮箱服务器 发送邮件 关闭连接 while True： if cpu利用率 > 90%: 发送邮件(‘CPU报警‘) if 硬盘使用空间 > 90%: 发送邮件(‘硬盘报警‘) if 内存占用 > 80%: 发送邮件(‘内存报警‘)
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:
- 减少重复代码
- 使程序变的可扩展
- 使程序变得易维护
语法定义：
无参数型：
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 #表示a=5，b=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)
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
默认参数
看下面代码
def stu_register(name,age,country,course):
print("----注册学生信息------")
print("姓名:",name)
print("age:",age)
print("国籍:",country)
print("课程:",course)
stu_register("王山炮",22,"CN","python_devops")
stu_register("张叫春",21,"CN","linux")
stu_register("刘老根",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ef 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，指定了的话，就用你指定的值。
另外，你可能注意到了，在把country变成默认参数后，我同时把它的位置移到了最后面，为什么呢？ （country是关键参数，必须放在最后面）
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
1 def stu_register(name,age,*args): # *args 会把多传入的参数变成一个元组形式 2 3 print(name,age,args) 4 5 6 7 stu_register("ajun",22) 8 9 #输出 10 11 #ajun 22 () #后面这个()就是args,只是因为没传值,所以为空 12 13 14 15 stu_register("Jack",32,"CN","Python") 16 17 #输出 18 19 # 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("ajun",22) #输出 #ajun 22 () {}#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 = "ajun" def change_name(name): print("before change:",name) name = "大熊" print("after change", name) change_name(name) print("在外面看看name改了么?",name) 输出 before change: ajun after change 大熊 在外面看看name改了么?ajun
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:
- 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
- 如果未在函数中指定return,那这个函数的返回值为None
强行插入知识点: 嵌套函数
看上面的标题的意思是，函数还能套函数？of course
#Author:ajun name = "ajun" def change_name(): name = "ajun2" def change_name2(): name = "ajun3" print("第3层打印",name) change_name2() #调用内层函数 print("第2层打印",name) change_name() print("最外层打印",name) 结果 第3层打印 ajun3 第2层打印 ajun2 最外层打印 ajun
此时，在最外层调用change_name2()会出现什么效果？
没错， 出错了， 为什么呢？change_name2() 是一个函数内部的函数，类似于局部变量，外部调用，找不到，从而报错。
嵌套函数的用法会了，但它有什么用呢？
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。
#Author:ajun def calc(n): print(n) if int(n/2) ==0: return n return calc(int(n/2)) calc(10)
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
递归函数实际应用案例，二分查找（折半查找）
1 data = http://www.mamicode.com/[1, 3, 6, 7, 9, 12, 14, 16, 17, 18, 20, 21, 22, 23, 30, 32, 33, 35] 2 3 def binary_search(dataset,find_num): 4 5 print(dataset) 6 7 if len(dataset) >1: 8 9 mid = int(len(dataset)/2) 10 11 if dataset[mid] == find_num: #find it 12 13 print("找到数字",dataset[mid]) 14 15 elif dataset[mid] > find_num :# 找的数在mid左面 16 17 print("\033[31;1m找的数在mid[%s]左面\033[0m" % dataset[mid]) 18 19 return binary_search(dataset[0:mid], find_num) 20 21 else:# 找的数在mid右面 22 23 print("\033[32;1m找的数在mid[%s]右面\033[0m" % dataset[mid]) 24 25 return binary_search(dataset[mid+1:],find_num) 26 27 else: 28 29 if dataset[0] == find_num: #find it 30 31 print("找到数字啦",dataset[0]) 32 33 else: 34 35 print("没的分了,要找的数字[%s]不在列表里" % find_num) 36 37 binary_search(data,66)
5. 匿名函数
匿名函数就是不需要显式的指定函数
def calc(n):
return n**n
print(calc(10))
#换成匿名函数
calc = lambda n:n**n
print(calc(10))
你也许会说，用上这个东西没感觉有毛方便呀， 。。。。呵呵，如果是这么用，确实没毛线改进，不过匿名函数主要是和其它函数搭配使用的呢，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
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。
要想学好函数式编程，不要玩py,玩Erlang,Haskell, 好了，我只会这么多了。。。
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(x,y,f):
return f(x) + f(y)
res = add(3,-6,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
1 #compile 2 3 f = open("函数递归.py") 4 5 data =http://www.mamicode.com/compile(f.read(),‘‘,‘exec‘) 6 7 exec(data) 8 9 10 11 12 13 #print 14 15 msg = "又回到最初的起点" 16 17 f = open("tofile","w") 18 19 print(msg,"记忆中你青涩的脸",sep="|",end="",file=f) 20 21 22 23 24 25 # #slice 26 27 # a = range(20) 28 29 # pattern = slice(3,8,2) 30 31 # for i in a[pattern]: #等于a[3:8:2] 32 33 # print(i) 34 35 # 36 37 # 38 39 40 41 42 43 #memoryview 44 45 #usage: 46 47 #>>> memoryview(b‘abcd‘) 48 49 #<memory at 0x104069648> 50 51 #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， 52 53 import time 54 55 for n in (100000, 200000, 300000, 400000): 56 57 data = http://www.mamicode.com/b‘x‘*n 58 59 start = time.time() 60 61 b = data 62 63 while b: 64 65 b = b[1:] 66 67 print(‘bytes‘, n, time.time()-start) 68 69 70 71 for n in (100000, 200000, 300000, 400000): 72 73 data = http://www.mamicode.com/b‘x‘*n 74 75 start = time.time() 76 77 b = memoryview(data) 78 79 while b: 80 81 b = b[1:] 82 83 print(‘memoryview‘, n, time.time()-start) 84 85
9.作业
当然此表你在文件存储时可以这样表示
1,Alex Li,22,13651054608,IT,2013-04-01
现需要对这个员工信息文件，实现增删改查操作
1）可进行模糊查询，语法至少支持下面3种:
select name,age from staff_table where age > 22
select * from staff_table where dept = "IT"
select * from staff_table where enroll_date like "2013"
查到的信息，打印后，最后面还要显示查到的条数
2）可创建新员工纪录，以phone做唯一键，staff_id需自增
3）可删除指定员工信息纪录，输入员工id，即可删除
4）可修改员工信息，语法如下:
UPDATE staff_table SET dept="Market" WHERE where dept = "IT"
注意：以上需求，要充分使用函数，请尽你的最大限度来减少重复代码！
参考文献：http://www.cnblogs.com/alex3714/articles/5740985.html
python学习第三周（下 函数）