python教学----005函数（一）

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

 

复习-编码先说python2

  1. py2里默认编码是ascii
  2. 文件开头那个编码声明是告诉解释这个代码的程序 以什么编码格式 把这段代码读入到内存，因为到了内存里，这段代码其实是以bytes二进制格式存的，不过即使是2进制流，也可以按不同的编码格式转成2进制流，你懂么？
  3. 如果在文件头声明了#_*_coding:utf-8*_，就可以写中文了， 不声明的话，python在处理这段代码时按ascii，显然会出错， 加了这个声明后，里面的代码就全是utf-8格式了
  4. 在有#_*_coding:utf-8*_的情况下，你在声明变量如果写成name=u"大保健"，那这个字符就是unicode格式，不加这个u,那你声明的字符串就是utf-8格式
  5. utf-8 to gbk怎么转，utf8先decode成unicode,再encode成gbk

 

再说python3

  1. py3里默认文件编码就是utf-8,所以可以直接写中文，也不需要文件头声明编码了，干的漂亮
  2. 你声明的变量默认是unicode编码，不是utf-8, 因为默认即是unicode了（不像在py2里，你想直接声明成unicode还得在变量前加个u）, 此时你想转成gbk的话，直接your_str.encode("gbk")即可以
  3. 但py3里，你在your_str.encode("gbk")时，感觉好像还加了一个动作，就是就是encode的数据变成了bytes里，我擦，这是怎么个情况，因为在py3里，str and bytes做了明确的区分，你可以理解为bytes就是2进制流，你会说，我看到的不是010101这样的2进制呀， 那是因为python为了让你能对数据进行操作而在内存级别又帮你做了一层封装，否则让你直接看到一堆2进制，你能看出哪个字符对应哪段2进制么？什么？自己换算，得了吧，你连超过2位数的数字加减运算都费劲，还还是省省心吧。　　
  4. 那你说，在py2里好像也有bytes呀，是的，不过py2里的bytes只是对str做了个别名(python2里的str就是bytes, py3里的str是unicode)，没有像py3一样给你显示的多出来一层封装，但其实其内部还是封装了的。 这么讲吧， 无论是2还是三， 从硬盘到内存，数据格式都是 010101二进制到-->b'\xe4\xbd\xa0\xe5\xa5\xbd' bytes类型－－>按照指定编码转成你能看懂的文字

编码应用比较多的场景应该是爬虫了，互联网上很多网站用的编码格式很杂，虽然整体趋向都变成utf-8，但现在还是很杂，所以爬网页时就需要你进行各种编码的转换，不过生活正在变美好，期待一个不需要转码的世界。

 

编程方法：

  1. 面向对象--à 类 ---àclass
  2. 面向过程--à 过程 --àdef 没有返回值
  3. 函数式编程--à函数 --àdef 有返回值

 

eg.

#====定义==函数==============
def func1():
    """testing1""" #注释
    print('in the func1!')
    return 0
x=func1()

#========定义==过程(无返回值)===============
def func2():
    '''testing2'''
    print('in the func2!')
y=func2()
#过程就是没有返回值的函数而已。
print(x,y) #0 None;在python3中过程结果自动填充为None

 

1.函数基本语法及特性

背景提要

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

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

while True：

    if cpu利用率 > 90%:

        #发送邮件提醒

        连接邮箱服务器

        发送邮件

        关闭连接

     

    if 硬盘使用空间 > 90%:

        #发送邮件提醒

        连接邮箱服务器

        发送邮件

        关闭连接

     

    if 内存占用 > 80%:

        #发送邮件提醒

        连接邮箱服务器

        发送邮件

        关闭连接

上面的代码实现了功能，但这样干存在2个问题：

  1. 代码重复过多，一个劲的copy and paste不符合高端程序员的气质
  2. 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

如果使用函数，则为以下代码：

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

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:

  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

1

2

3

4

def sayhi():#函数名

        “““函数描述、说明”””

    print("Hello, I'm nobody!")

 

sayhi() #调用函数

 

eg.打印时间戳到日志文件。

import time
def logger():
    time_format = '%Y-%m-%d %X' #Y年，m月，d日，X小时分钟秒
    time_current = time.strftime(time_format) #.strftime,按照后面的格式设置时间
    with open('a.txt','a+') as f:
        f.write("%s end action.\n"%time_current)

def f1():
    print("test1 starting action...")
    logger()

def f2():
    print("test2 starting action...")
    logger()

def f3():
    print("test3 starting action...")
    logger()

f1()
f2()
f3()
'''
函数的三个优点：
1、代码重用
2、保持一致性
3、容易扩展，只改一处，只要调用的都进行修改
'''

 

 

可以带参数

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

#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)

 

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

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

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

1

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，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？　　

eg.默认参数示例

def func_1(x,y,z=2): #默认参数z=2,但是默认参数必须放到位置参数的后面。
    print(x)    #调用函数的时候，默认参数非必须传递
    print(y)
    print(z)
func_1(1,4)
func_1(1,3)

 

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。

1

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

eg. 参数示例

def pri(x,y,z): #x,y,z形参；形式上的参数，不占用内存空间
    print(x)  #x,y,z叫位置参数，有先后的位置；
    print(y)
    print(z)

#pri(2,1,0)       #1，2，0实参，实际上的参数；占用内存空间;实参和形参的位置是一一对应的。
#pri(y=1,x=2,z=4)   #关键字调用，可以换顺序
#pri(x=2,3，3)     #报错，关键参数必须在位置参数之后；
#pri(2,y=3,3)    #报错，关键参数必须在位置参数之后；
#pri(2,x=3,3)     #报错，x重复复制，首先根据位置参数x=2,后根据关键参数x=3，给了x两个不同的值，且y没有值所以报错

#x=1
#y=2
#pri(y=y,x=x，0) #前面y为实参
#pri(y=x,x=y，0)

　　

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

2

3

4

5

6

7

8

9

10

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

    print(name,age,args)

 

stu_register("Alex",22)

#输出

#Alex 22 () #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

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

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("Alex",22)

#输出

#Alex 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'}

 

eg.非固定参数
def func_4(name,age=18,*args,**kwargs):   #固定参数、*args 、**kwargs 要按照这个顺序才行.
    print(name)
    print(age)
    print(args)
    print(kwargs)
    logger("FUNC_4")
#func_4("kkk") #程序执行从上到下logger在后，所以报错。

def logger(source):
    print("from %s" %source)

func_4("kkk")
#func_4("kkk",age=20,'sdf','sdfsdaf',sex='m') #位置参数不能写道关键字参数的后面，所以报错。
func_4("kkk",20,'sdf','sdfsdaf',sex='m')

执行结果为：

kkk
20
('sdf', 'sdfsdaf')
{'sex': 'm'}
from FUNC_4

 

 

局部变量　　

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

name = "Alex Li"

 

def change_name(name):

    print("before change:",name)

    name = "金角大王,一个有Tesla的男人"

    print("after change", name)

 

 

change_name(name)

 

print("在外面看看name改了么?",name)

输出

1

2

3

before change: Alex Li

after change 金角大王,一个有Tesla的男人

在外面看看name改了么? Alex Li

 

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。

 

尽量不要在函数中使用global修改全局变量，因为可能随时会调用函数，不便于排查问题。

 

eg.全局和局部变量

school ="ysu" #在函数的顶层，第一级定义的，全局变量

def change_name(name):
#    global school='shehui'   #增加global之后，可以在函数内部修改全局变量；不要用！！
    school = 'qzyz'
    print("before change",name,school)  #school局部变量
    name = "kkk"   #局部变量，这个函数就是这个变量的作用域（作用范围）
    age=28
    print("after change",name)


name = "alex"
change_name(name)
print(name,school)
#print(age) #局部变量，出了作用域就无法调用了。


 #=====================禁用。。。。
def chage_name():
    global name     #永远不要这么干，虽然可以用。外部没有全局变量，里面用了就可以准备跑路了。。。。
    name="kkk"
chage_name()
print(name)
===================================

names = ["kkk","ge bi laowang","ysuking"]
names_tuple = (1,2,3,["kkk","ysuking"])
def change_name():
    names_tuple[3][0]="卡卡卡"  #字符串、数字在局部变量无法修改全局变量，其他类型可以修改。
    print("inside func",names_tuple)
change_name()
print(names_tuple)

 

 

 

 

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 

eg.

def fun_1():
    print('in the test1.')
    #return 0            #函数已经在此结束
#    print('fun_1 end.') #不会执行。
def fun_2():
    print('in the test2.')
    return 0
def fun_3():
    print('in the test3.')
#    return 1,'hello',['alex','aaa'],{'age':33}
#    return fun_2() #也可返回别的函数或者返回值；这个返回结果为0
    return fun_2  #返回结果<function fun_2 at 0x03916270>
x=fun_1()
y=fun_2()
z=fun_3()
print(x,y,z)

'''返回值总结：
返回值个数=0：返回None
返回值个数=1：返回object(对象)
返回值个数>1：返回tuple(元组)


为什么要有返回值？
因为想要这个函数整个执行的结果；
'''

　　

 

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

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

name = "Alex"

 

def change_name():

    name = "Alex2"

 

    def change_name2():

        name = "Alex3"

        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)

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？

嵌套函数的用法会了，但它有什么用呢？下节课揭晓。。。

　　

 

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

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

def calc(n):

    print(n)

    if int(n/2) ==0:

        return n

    return calc(int(n/2))

 

calc(10)

 

输出：

10

5

2

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

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

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("\033[31;1m找的数在mid[%s]左面\033[0m" % dataset[mid])

            return binary_search(dataset[0:mid], find_num)

        else:# 找的数在mid右面

            print("\033[32;1m找的数在mid[%s]右面\033[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)

　　

5. 匿名函数 

匿名函数就是不需要显式的指定函数

1

2

3

4

5

6

7

8

#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))

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

1

2

3

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。

1

2

3

4

5

6

def add(x,y,f):

    return f(x) + f(y)

 

 

res = add(3,-6,abs) #abs为取绝对值的内置函数

print(res)

 

编程实例1：实现sed功能的函数式写法：

 


import os,sys
def sed(file,old_str,new_str):
    '''
    :param file:打开的文件名称
    :param old_str:要替换的内容
    :param new_str: 替换后的内容
    :return:
    '''
    with open(file,'r') as f ,\
    open("%s.bak"%file,'w') as f2:
        for line in f:
            if old_str in line:
                line=line.replace(old_str,new_str)  #替换的功能，可以同时修改一行的多处。
            f2.write(line)
    os.remove(file)　　　　　　#删除原来的file文件
    os.rename("%s.bak"%file,file)  #将file.bak改名为file
sed(sys.argv[1],sys.argv[2],sys.argv[3])  #python func_sed.py test.test end good  即可将test.test文件中的所有end修改为good

编程实例2：

修改haproxy.conf文件，实现可以增删改查；

haproxy.conf:

global
log 127.0.0.1 local2
daemon
maxconn 256
log 127.0.0.1 local2 info
defaults
log global
mode http
timeout connect 5000ms
timeout client 50000ms
timeout server 50000ms
option dontlognull

listen stats :8888
stats enable
stats uri /admin
stats auth admin:1234

frontend oldboy.org
bind 0.0.0.0:80
option httplog
option httpclose
option forwardfor
log global
acl www hdr_reg(host) -i www.oldboy.org
use_backend www.oldboy.org if www

backend www.kkk.org
server 100.1.7.9 100.1.7.9 weight 20 maxconn 3000  #输入www.kkk.org打印这一行

 

需求

1、search
2、add
3、update
4、delete

1、查 search
输入：www.kkk.org
获取当前backend下的所有记录

2、新建 add
输入：
 {'bakend': 'www.kkk.org','record':{'server': '100.1.7.9','weight': 20,'maxconn': 30}}

判断是否有此条记录，如果有，提示已经存在；如果没有新增加。

3、改 update

修改原文件的部分内容
4、删除 delete
输入：
{'backend': 'www.oldboy.org','record':{'server': '100.1.7.9','weight': 20,'maxconn': 30}}

检查如果有这条记录，删除此条记录。

 

代码：

import os
list_all=["search","add","update","delete"] #菜单
file="haproxy1.conf"
select=''

def list_menu(): #显示list列表　　
    for list in list_all:
        print(list_all.index(list), list)
    select = input("please select you choice,'Q'or'q' to exit:") #按Q或q键退出
    if select == 'q' or select == 'Q':
        return print("Bye-bye")
    elif select.isdigit():　　　　#如果是数字
        select=int(select)
        if select < len(list_all) and select >= 0 :　　#如果在列表范围内
            if select == 0:
                seach_world()
            elif select == 1:
                add_world()
            elif select == 2:
                print("function update...")
                old_str = input("please input old_str:")
                new_str = input("please input new_str:")
                update_world(old_str,new_str)
            else:
                delete_world()
        else:
            print("sorry,you input a wrong number,please try again later!")

def seach_world():　　　　#查找函数
    print("function search...")
    key_str=input("please input the backend's key-world!")
    with open(file,'r') as f:
        for line in f:
            if key_str in line:
                if line.startswith("backend"): #只匹配包含关键字且已backend开头的文件
                    print(f.readline())　　　　#打印下一行
                    break　　　　　　　　　　　　　　
        else:
            return print("None")　　　　　　　　#如果for循环结束还找不到，则打印None

def update_world(old_str,new_str):　　　　　　#修改同上例，不再赘述
    with open(file,'r') as f ,\
    open("%s.bak"%file,'w') as f2:
        for line in f:
            if old_str in line:
                line=line.replace(old_str,new_str)
            f2.write(line)
    os.remove(file)
    os.rename("%s.bak"%file,file)

def add_world():　　　　　　　　　　　　　　　　#增加配置文件
    print("function add...")
    str = input("please input your new configure:")
    dict_str=eval(str)　　　　　　　　#将输入的字符串转换成字典格式，前提是字符串必须符合字典的格式。
    with open(file,'r+') as f:
        for line in f:
            if dict_str["backend"] in line:
                return print("Sorry,the configure has created...")　　#如果有这条记录则不添加
        else:
            f.write("backend %s\n"%dict_str["backend"])
            f.write("server %s %s weight %s maxconn %s\n" %(dict_str["record"]["server"],dict_str["record"]["server"],dict_str["record"]["weight"],dict_str["record"]["maxconn"]))
            print("congratulation！！write complete...")

def delete_world():　　　　　　　　　　#删除配置文件
    print("function search...")
    str2 = input("请输入您好删除的配置文件:")
    dict_str2 = eval(str2)
    old_str = "backend %s\n"%dict_str2['backend']
    new_str = ''
    update_world(old_str,new_str)
    old_str="        server %s %s weight %s maxconn %s\n" %(dict_str2["record"]["server"],dict_str2["record"]["server"],dict_str2["record"]["weight"],dict_str2["record"]["maxconn"])
    update_world(old_str, new_str)

list_menu()　　#调用函数

 

posted on 2018-01-25 15:39  小笨1987  阅读(141)  评论(0)  编辑  收藏  举报
Copyright © 2024 小笨1987
Powered by .NET 8.0 on Kubernetes Powered by: 博客园