第一阶段：Python开发基础 day15 函数递归内置函数面向过程编程
一、递归
一、什么是函数递归？
函数的嵌套调用是：函数嵌套函数。函数的递归调用：它是一种特殊的嵌套调用，但是它在调用一个函数的过程中，又直接或间接地调用了它自身。
def foo():
print('from foo')
foo()
foo() # 进入死循环
如果递归函数不断地调用函数自身，那么这个递归函数将会进入一个死循环，因此我们应该给递归函数一个明确的结束条件。
1.1 直接调用
直接调用指的是：直接在函数内部调用函数自身。
import sys
print(f"最大递归层数: {sys.getrecursionlimit()}")
最大递归层数: 3000
import sys
# 修改递归层数
sys.setrecursionlimit(10000)
def foo(n):
print('from foo',n)
foo(n+1)
foo(0)
1.2 间接调用
间接调用指的是：不在原函数体内调用函数自身，而是通过其他的方法间接调用函数自身。
def bar():
print('from bar')
foo()
def foo():
print('from foo')
bar()
bar()
递归必须要有两个明确的阶段：
- 递推：一层一层递归调用下去，进入下一层递归的问题规模都将会减小
- 回溯：递归必须要有一个明确的结束条件，在满足该条件开始一层一层回溯。
递归的精髓在于通过不断地重复逼近一个最终的结果。
'''
...
age(5) = age(4) + 2
age(4) = age(3) + 2
age(3) = age(2) + 2
age(2) = age(1) + 2
age(1) = 26
age(n) = age(n-1) +2
age(1) = 26 # n=1
'''
def age(n):
if n == 1:
return 26
res = age(n-1) + 2
return res
print(f"age(5): {age(5)}")
age(5): 34
二、为什么要用递归
递归的本质就是干重复的活，但是仅仅是普通的重复，我们使用while循环就可以了。」
lis = [1, [2, [3, [4, [5, [6, ]]]]]]
def tell(lis):
for i in lis:
if type(i) is list:
tell(i)
else:
print(i)
# print(f"tell(lis): {tell(lis)}")
tell(lis)
1
2
3
4
5
6
三、如何用递归？
3.1 二分法的应用
有一个从小到大排列的整型数字列表，我们判断某一个数字是不是在这个列表里面。
动图二分法查找数字23：
动图二分法查找数字1：
nums = [1, 3, 7, 11, 22, 34, 55, 78, 111, 115]
for item in nums:
if item == 10:
print('find it')
break
else:
print('not exists')
not exists
对于上述的列表我们可能可以通过一个for循环实现我们需要的功能，但是当我们的列表中的元素个数非常多时，我们还用这种方法，那是极其复杂的，因此我们可以考虑使用二分法的思想实现。
from random import randint
nums = [randint(1, 100) for i in range(100)]
nums = sorted(nums)
print(nums)
[1, 2, 4, 5, 5, 5, 6, 6, 6, 7, 7, 7, 10, 11, 11, 11, 11, 12, 13, 13, 15, 16, 16, 20, 21, 21, 23, 24, 26, 26, 27, 28, 28, 31, 33, 33, 34, 35, 38, 38, 39, 40, 42, 43, 45, 45, 46, 46, 47, 47, 51, 52, 52, 53, 53, 55, 55, 56, 56, 57, 57, 57, 58, 59, 61, 62, 64, 66, 66, 67, 68, 69, 69, 71, 72, 72, 74, 74, 75, 76, 78, 78, 79, 79, 79, 79, 80, 82, 85, 88, 89, 90, 90, 91, 91, 91, 94, 99, 99, 100]
def search(search_num, nums):
mid_index = len(nums)//2
print(nums)
if not nums:
print('not exists')
return
if search_num > nums[mid_index]:
# in the right
nums = nums[mid_index+1:]
search(search_num, nums)
elif search_num < nums[mid_index]:
# in the left
nums = nums[:mid_index]
search(search_num, nums)
else:
print('find it')
search(7, nums)
[1, 2, 4, 5, 5, 5, 6, 6, 6, 7, 7, 7, 10, 11, 11, 11, 11, 12, 13, 13, 15, 16, 16, 20, 21, 21, 23, 24, 26, 26, 27, 28, 28, 31, 33, 33, 34, 35, 38, 38, 39, 40, 42, 43, 45, 45, 46, 46, 47, 47, 51, 52, 52, 53, 53, 55, 55, 56, 56, 57, 57, 57, 58, 59, 61, 62, 64, 66, 66, 67, 68, 69, 69, 71, 72, 72, 74, 74, 75, 76, 78, 78, 79, 79, 79, 79, 80, 82, 85, 88, 89, 90, 90, 91, 91, 91, 94, 99, 99, 100]
[1, 2, 4, 5, 5, 5, 6, 6, 6, 7, 7, 7, 10, 11, 11, 11, 11, 12, 13, 13, 15, 16, 16, 20, 21, 21, 23, 24, 26, 26, 27, 28, 28, 31, 33, 33, 34, 35, 38, 38, 39, 40, 42, 43, 45, 45, 46, 46, 47, 47]
[1, 2, 4, 5, 5, 5, 6, 6, 6, 7, 7, 7, 10, 11, 11, 11, 11, 12, 13, 13, 15, 16, 16, 20, 21]
[1, 2, 4, 5, 5, 5, 6, 6, 6, 7, 7, 7]
[6, 6, 7, 7, 7]
find it
二、内置函数
更多内置函数：https://docs.python.org/3/library/functions.html?highlight=built#ascii
1.1 掌握
1.bytes()
解码字符。
res = '你好'.encode('utf8')
print(res)
b'\xe4\xbd\xa0\xe5\xa5\xbd'
res = bytes('你好', encoding='utf8')
print(res)
b'\xe4\xbd\xa0\xe5\xa5\xbd'
2.chr()/ord()
chr()参考ASCII码表将数字转成对应字符；ord()将字符转换成对应的数字。
print(chr(65))
A
print(ord('A'))
65
3.divmod()
分栏。
print(divmod(10, 3))
(3, 1)
4.enumerate()
带有索引的迭代。
l = ['a', 'b', 'c']
for i in enumerate(l):
print(i)
(0, 'a')
(1, 'b')
(2, 'c')
5.eval()
把字符串翻译成数据类型。
lis = '[1,2,3]'
lis_eval = eval(lis)
print(lis_eval)
[1, 2, 3]
6.hash()
是否可哈希。
print(hash(1))
1
1.2 了解
1.abs()
求绝对值。
print(abs(-13)) # 求绝对值
13
2.all()
可迭代对象内元素全为真，则返回真。
print(all([1, 2, 3, 0]))
print(all([]))
False
True
3.any()
可迭代对象中有一元素为真，则为真。
print(any([1, 2, 3, 0]))
print(any([]))
True
False
4.bin()/oct()/hex()
二进制、八进制、十六进制转换。
print(bin(17))
print(oct(17))
print(hex(17))
0b10001
0o21
0x11
5.dir()
列举出所有time的功能。
import time
print(dir(time))
['_STRUCT_TM_ITEMS', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'altzone', 'asctime', 'clock', 'ctime', 'daylight', 'get_clock_info', 'gmtime', 'localtime', 'mktime', 'monotonic', 'perf_counter', 'process_time', 'sleep', 'strftime', 'strptime', 'struct_time', 'time', 'timezone', 'tzname', 'tzset']
6.frozenset()
不可变集合。
s = frozenset({1, 2, 3})
print(s)
frozenset({1, 2, 3})
7.globals()/loacals()
查看全局名字；查看局部名字。
# print(globals())
def func():
a = 1
# print(globals())
print(locals())
func()
{'a': 1}
8.pow()
print(pow(3, 2, 3)) # (3**2)%3
0
9.round()
print(round(3.5))
4
10.slice()
lis = ['a', 'b', 'c']
s = slice(1, 4, 1)
print(lis[s]) # print(lis[1:4:1])
['b', 'c']
11.sum()
print(sum(range(100)))
4950
12.import()
通过字符串导入模块。
m = __import__('time')
print(m.time())
1556607502.334777
1.3 面向对象知识点
- classmethod
- staticmethod
- property
- delattr
- hasattr
- getattr
- setattr
- isinstance()
- issubclass()
- object()
- super()
三、面向过程编程
面向过程编程是解决问题的一种思想，相当于武林门派，武林门派之间没有好坏之分，因此它与我们之后学习的面向对象编程其实没有好坏之分。
面向过程编程，核心是编程二字，过程指的是解决问题的步骤，即先干什么、后干什么、再干什么、然后干什么……
基于该思想编写程序就好比在设计一条流水线，面向对称编程其实是一种机械式的思维方式。
当我们写登录功能，我们首先需要输入账号、密码，然后认证两次密码是否相同，然后从数据库中读取密码验证用户密码输入是否正确，然后输入验证码……之后，我们就能够实现登录功能。这样把登录功能问题流程化，进而是解决问题的思路非常清晰。
优点：复杂的问题流程化，进而简单化。
生产汽水瓶的流水线，没办法生产特斯拉。流水线下一个阶段的输入与上一个阶段的输出是有关联的。因此他的扩展性极差。
缺点：扩展性差。
一、注册功能
1.1 接受用户输入用户名，进行合法性校验，拿到合法的用户名
def check_username():
username = input('username>>>').strip()
if username.isalpha():
return username
else:
print('用户名必须为字母，傻叉')
1.2 接受用户输入密码，进行合法性校验，拿到合法的密码
def check_pwd():
while True:
pwd = input('password>>>').strip()
if len(pwd) < 5:
print('密码长度至少五位')
continue
re_pwd = input('re_password>>>').strip()
if pwd == re_pwd:
return pwd
else:
print('两次输入密码不一致')
1.3 将合法的用户名和密码写入文件
def insert(username, pwd, path='57.txt'):
with open(path, 'a', encoding='utf8') as fa:
fa.write(f'{username}:{pwd}\n')
1.4 注册
def register():
username = check_username()
pwd = check_pwd()
insert(username, pwd)
print(f'{username}注册成功')
register()
username>>>nick
password>>>12345
re_password>>>12345
nick注册成功
如果现在我们需要校验用户的年龄，因此我们需要增加一个check_age()方法，并且其他有牵连的地方都需要修改，因此它的扩展性极差。
1.5 封装文件读写功能
# def register():
# while True:
# username = input('username>>>').strip()
# # 检测用户是否重复，如果重复则重新输入
# with open('db.txt', 'r', encoding='utf8') as fr:
# for line in fr:
# info = line.strip('\n').split(':')
# if username == info[0]:
# print('用户名已经存在')
# break
# else:
# # 用户名不存在
# # 跳出循环，不用重复输入用户名字
# res =
# def tell_info():
# username = input('username>>>').strip()
# with open('db.txt', 'r', encoding='utf8') as fr:
# for line in fr:
# info = line.strip('\n').split(':')
# if username == info[0]:
# return info
数据处理层
def select(username):
with open('db.txt', 'r', encoding='utf8') as fr:
for line in fr:
info = line.strip('\n').split(':')
if username == info[0]:
return info
def tell_info():
username = input('username>>>').strip()
info = select(username)
print(info)
用户功能层
def register():
while True:
username = input('username>>>').strip()
# 检测用户是否重复，如果重复则重新输入
res = select(username)
if res:
print('用户名已经存在')
else:
break
while True:
pwd = input('password>>>').strip()
re_pwd = input('re_password>>>').strip()
if pwd != re_pwd:
print('两次输入密码不一致，请重新输入')
else:
break
把注册功能分开之后，功能与功能直接解耦合，复杂的问题流程化，更加清晰。
二、分层实现功能
- 用户功能层：实现用户具体的功能。
- 接口层：连接数据处理层和用户功能层。
- 数据处理层：处理数据后把结果交给接口层。
分层实现功能的好处：当我们需要实现web端和app端的软件，我们只要把数据处理层和接口层写好，然后实现不同的用户功能层即可，web端使用web端的用户功能层，app端使用app端的用户功能层，但是接口层和数据处理层是通用的。
今日总结
暂无
