python03函数、递归
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
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
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:
- 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
1 def sayhi():#函数名 2 print("Hello, I'm nobody!") 3 4 sayhi() #调用函数
可以带参数
1 #下面这段代码 2 a,b = 5,8 3 c = a**b 4 print(c) 5 6 7 #改成用函数写 8 def calc(x,y): 9 res = x**y 10 return res #返回函数执行结果 11 12 c = calc(a,b) ＃结果赋值给c变量 13 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 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 stu_register("王山炮",22,"CN","python_devops") 9 stu_register("张叫春",21,"CN","linux") 10 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？
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",)
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 print(name,age,args) 3 4 stu_register("Alex",22) 5 #输出 6 #Alex 22 () #后面这个()就是args,只是因为没传值,所以为空 7 8 stu_register("Jack",32,"CN","Python") 9 #输出 10 # Jack 32 ('CN', 'Python')
还可以有一个**kwargs
1 def stu_register(name,age,*args,**kwargs): # *kwargs 会把多传入的参数变成一个dict形式 2 print(name,age,args,kwargs) 3 4 stu_register("Alex",22) 5 #输出 6 #Alex 22 () {}#后面这个{}就是kwargs,只是因为没传值,所以为空 7 8 stu_register("Jack",32,"CN","Python",sex="Male",province="ShanDong") 9 #输出 10 # Jack 32 ('CN', 'Python') {'province': 'ShanDong', 'sex': 'Male'}
局部变量
1 name = "Alex Li" 2 3 def change_name(name): 4 print("before change:",name) 5 name = "金角大王,一个有Tesla的男人" 6 print("after change", name) 7 8 9 change_name(name) 10 11 print("在外面看看name改了么?",name)
输出
1 before change: Alex Li 2 after change 金角大王,一个有Tesla的男人 3 在外面看看name改了么? Alex Li
全局与局部变量
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 语句代表着此函数的结束
- 如果未在函数中指定return,那这个函数的返回值为None
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 n 5 return calc(int(n/2)) 6 7 calc(10) 8 9 输出： 10 10 11 5 12 2 13 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）
5.匿名函数
匿名函数就是不需要显式的指定函数
1 #这段代码 2 def calc(n): 3 return n**n 4 print(calc(10)) 5 6 #换成匿名函数 7 calc = lambda n:n**n 8 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 res = map(lambda x:x**2,[1,5,7,4,8]) 2 for i in res: 3 print(i) 4 5 输出： 6 1 7 25 8 49 9 16 10 64
6.函数式编程
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。
而函数式编程（请注意多了一个“式”字）——Functional Programming，虽然也可以归结到面向过程的程序设计，但其思想更接近数学计算。
我们首先要搞明白计算机（Computer）和计算（Compute）的概念。
在计算机的层次上，CPU执行的是加减乘除的指令代码，以及各种条件判断和跳转指令，所以，汇编语言是最贴近计算机的语言。
而计算则指数学意义上的计算，越是抽象的计算，离计算机硬件越远。
对应到编程语言，就是越低级的语言，越贴近计算机，抽象程度低，执行效率高，比如C语言；越高级的语言，越贴近计算，抽象程度高，执行效率低，比如Lisp语言。
函数式编程就是一种抽象程度很高的编程范式，纯粹的函数式编程语言编写的函数没有变量，因此，任意一个函数，只要输入是确定的，输出就是确定的，这种纯函数我们称之为没有副作用。而允许使用变量的程序设计语言，由于函数内部的变量状态不确定，同样的输入，可能得到不同的输出，因此，这种函数是有副作用的。
函数式编程的一个特点就是，允许把函数本身作为参数传入另一个函数，还允许返回一个函数！
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); #直接把函数当成参数传给函数
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 def add(x,y,f): 2 return f(x) + f(y) 3 4 5 res = add(3,-6,abs) 6 print(res)
8.内置函数
以下是Python3版本所有的内置函数：
1. abs() 获取绝对值
1 >>> abs(-10) 2 10 3 >>> abs(10) 4 10 5 >>> abs(0) 6 0 7 >>> a = -10 8 >>> a.__abs__() 9 10
2. all() 接受一个迭代器，如果迭代器的所有元素都为真，那么返回True，否则返回False
>>> tmp_1 = ['python',123] >>> all(tmp_1) True >>> tmp_2 = [] >>> all(tmp_2) True >>> tmp_3 = [0] >>> all(tmp_3) False
3. any() 接受一个迭代器，如果迭代器里有一个元素为真，那么返回True,否则返回False
4. ascii() 调用对象的__repr__()方法，获得该方法的返回值.
5. bin(), 6. oct(), 7. hex() 三个函数功能为：将十进制数分别转换为2/8/16进制。
8. bool() 测试一个对象是True还是False.
9. bytes() 将一个字符串转换成字节类型
>>> s = 'python' >>> x = bytes(s, encoding='utf-8') >>> x b'python' >>> a = '王' >>> s = bytes(a, encoding='utf-8') >>> s b'\xe7\x8e\x8b'
10. str() 将字符类型/数值类型等转换为字符串类型
>>> str(b'\xe7\x8e\x8b', encoding='utf-8') # 字节转换为字符串 '王' >>> str(1) # 整数转换为字符串 '1'
11. challable() 判断对象是否可以被调用，能被调用的对象就是一个callables对象，比如函数和带有__call__()的实例
>>> callable(max) True >>> callable([1, 2, 3]) False >>> callable(None) False >>> callable('str') False
12. char()，13. ord() 查看十进制数对应的ASCII字符/查看某个ASCII对应的十进制数
>>> chr(-1) Traceback (most recent call last): File "<pyshell#26>", line 1, in <module> chr(-1) ValueError: chr() arg not in range(0x110000) >>> chr(0) '\x00' >>> ord('\x00') 0 >>> ord('7') 55
14. classmethod() 用来指定一个方法为类的方法，由类直接调用执行，只有一个cls参数,执行类的方法时，自动将调用该方法的类赋值给cls.没有此参数指定的类的方法为实例方法
class Province: country = "中国" def __init__(self, name): self.name = name @classmethod def show(cls): # 类方法，由类调用，最少要有一个参数cls，调用的时候这个参数不用传值，自动将类名赋值给cls print(cls) # 调用方法 Province.show()
15. complie() 将字符串编译成python能识别或可以执行的代码，也可以将文字读成字符串再编译。
compile(source, filename, mode, flags=0, dont_inherit=False, optimize=-1) 将source编译为代码或者AST对象。代码对象能过通过exec语句来执行或者eval()进行求值。 参数source：字符串或者AST（abstract syntax trees）对象。 参数filename：代码文件名称，如果不是从文件读取代码则传递一些可辨认的值。 参数model：指定编译代码的种类。可以指定'exec', 'eval', 'single'。 参数flag和dont_inherit：这两个参数为可选参数。
>>> s = "print('helloworld')" >>> r = compile(s, "<string>", "exec") >>> r <code object <module> at 0x000001C648038390, file "<string>", line 1>
16. complex()
创建一个值为real + imag * j的复数或者转化一个字符串或数为复数。如果第一个参数是字符串，则不需要指定第二个参数。
参数real：int，long，float或字符串。
参数imag：int，long，float。
17. delattr() 删除对象的属性
18. dict() 创建数据字典
>>> a = dict() 空字典 >>> a {} >>> b = dict(one = 1, two =2) >>> b {'one': 1, 'two': 2} >>> c = dict({'one':1 ,'two':2}) >>> c {'one': 1, 'two': 2}
19. dir() 不带参数时返回当前范围内的变量，方法和定义的类型列表，带参数时返回参数的属性，方法列表。
>>> dir() ['__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'li', 'li1', 'li2', 'li_1'] >>> dir(list) ['__add__', '__class__', '__contains__', '__delattr__', '__delitem__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__gt__', '__hash__', '__iadd__', '__imul__', '__init__', '__iter__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__mul__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__reversed__', '__rmul__', '__setattr__', '__setitem__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'append', 'clear', 'copy', 'count', 'extend', 'index', 'insert', 'pop', 'remove', 'reverse', 'sort']
20. divmod() 分别取商和余数
>>> divmod(20,6)
(3, 2)
21. enumerate() 返回一个可以枚举的对象，该对象的next()方法将返回一个元组。
>>> test = ['a', 'b', 'c'] >>> for k,v in enumerate(test): print(k,v) # 输出结果： 0 a 1 b 2 c
22. eval() 将字符串str当成有效的表达式来求值并返回计算结果;将字符串转换成字典。
>>> s = "1+2*3" >>> type(s) <class 'str'> >>> eval(s) 7
23. exec() 执行字符串或complie方法编译过的字符串，没有返回值
24. filter() 过滤器，构造一个序列，等价于[ item for item in iterables if function(item)]，在函数中设定过滤条件，逐一循环迭代器中的元素，将返回值为True时的元素留下，形成一个filter类型数据。
filter(function, iterable) 参数function：返回值为True或False的函数，可以为None。 参数iterable：序列或可迭代对象。 >>> def bigerthan5(x): ... return x > 5 >>> filter(bigerthan5, [3, 4, 5, 6, 7, 8]) [6, 7, 8]
25. float() 讲一个字符串或整数转换为浮点数。
>>> float() 0.0 >>> float('123') 123.0 >>> float(1) 1.0 >>> float('a') Traceback (most recent call last): File "<pyshell#45>", line 1, in <module> float('a') ValueError: could not convert string to float: 'a'
26. format() 格式化输出字符串，format(value, format_spec)实质上是调用了value的__format__(format_spec)方法。
>>> "I am {0}, I like {1}!".format("wang", "moon") 'I am wang, I like moon!'
27. frozenset() 创建一个不可修改的集合。
frozenset([iterable])
set和frozenset最本质的区别是前者是可变的，后者是不可变的。当集合对象会被改变时（例如删除，添加元素），只能使用set，
一般来说使用fronzet的地方都可以使用set。
参数iterable：可迭代对象。
28. getattr() 获取对象的属性
getattr(object, name [, defalut])
获取对象object名为name的特性，如果object不包含名为name的特性，将会抛出AttributeError异常；如果不包含名为name的特性且提供default参数，将返回default。参数object：对象参数name：对象的特性名参数default：缺省返回值>>> append = getattr(list, 'append')>>> append<method 'append' of 'list' objects>>>> mylist = [3, 4, 5]>>> append(mylist, 6)>>> mylist[3, 4, 5, 6]>>> method = getattr(list, 'add')Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module>AttributeError: type object 'list' has no attribute 'add'>>> method = getattr(list, 'add', 'NoMethod')>>> method'NoMethod'>>> a = 1 >>> globals() {'__loader__': <class '_frozen_importlib.BuiltinImporter'>, 'a': 1, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__doc__': None, '__name__': '__main__', '__package__': None, '__spec__': None}
30. hasattr()
hasattr(object，name) 判断对象object是否包含名为name的特性（hasattr是通过调用getattr(object，name)）是否抛出异常来实现的。 参数object：对象 参数name：特性名称 >>> hasattr(list, 'append') True >>> hasattr(list, 'add') False
31. hash() 哈希值
hash(object)
如果对象object为哈希表类型，返回对象object的哈希值。哈希值为整数，在字典查找中，哈希值用于快递比价字典的键。
两个数值如果相等，则哈希值也相等。
32. help() 返回对象的帮助文档
调用内建的帮助系统，如果不包含参数，交互式帮助系统将在控制台启动。如果参数为字串，则可以是模块，类，方法等名称，并且帮助页面将会在控制台打印。参数也可以为任意对象
33. id() 返回对象的内存地址
>>> a = 1
>>> id(a)
1588522800
34. input() 获取用户输入内容
num = input("请输入一个数字：") # 用户输入3 print(num) # 输出结果 3
35. int() 将一个字符串或数值转换为一个普通整数
int([x[,radix]]) 如果参数是字符串，那么它可能包含符号和小数点。参数radix表示转换的基数（默认是10进制）。 它可以是[2,36]范围内的值，或者0。如果是0，系统将根据字符串内容来解析。 如果提供了参数radix，但参数x并不是一个字符串，将抛出TypeError异常； 否则，参数x必须是数值（普通整数，长整数，浮点数）。通过舍去小数点来转换浮点数。 如果超出了普通整数的表示范围，一个长整数被返回。 如果没有提供参数，函数返回0。
36. isinstance() 检查对象是否是类的对象，返回True或False
isinstance(obj, cls) 检查obj是否是类cls的对象, 返回True 或 False class Foo(object): pass obj = Foo() isinstance(obj, Foo)
37. issubclass() 检查一个类是否是另一个类的子类。返回True或False
issubclass(sub, super) 检查sub类是否是super类的派生类（子类）。返回True 或 False class Foo(object): pass class Bar(Foo): pass issubclass(Bar, Foo)
38. iter()
iter(o[, sentinel]) 返回一个iterator对象。该函数对于第一个参数的解析依赖于第二个参数。 如果没有提供第二个参数，参数o必须是一个集合对象，支持遍历功能（__iter__()方法）或支持序列功能（__getitem__()方法）， 参数为整数，从零开始。如果不支持这两种功能，将触发TypeError异常。 如果提供了第二个参数，参数o必须是一个可调用对象。在这种情况下创建一个iterator对象，每次调用iterator的next()方法来无 参数的调用o，如果返回值等于参数sentinel，触发StopIteration异常，否则将返回该值。
39. len() 返回对象长度，参数可以是序列类型（字符串，元组或列表）或映射类型（如字典）
40. list() 列表构造函数。
list([iterable])
list的构造函数。参数iterable是可选的，它可以是序列，支持编译的容器对象，或iterator对象。
该函数创建一个元素值，顺序与参数iterable一致的列表。如果参数iterable是一个列表，将创建
列表的一个拷贝并返回，就像语句iterables[:]。
41. locals() 打印当前可用的局部变量的字典
不要修改locals()返回的字典中的内容；改变可能不会影响解析器对局部变量的使用。
在函数体内调用locals()，返回的是自由变量。修改自由变量不会影响解析器对变量的使用。
不能在类区域内返回自由变量。
42. map()
map(function, iterable,...) 对于参数iterable中的每个元素都应用fuction函数，并将结果作为列表返回。 如果有多个iterable参数，那么fuction函数必须接收多个参数，这些iterable中相同索引处的元素将并行的作为function函数的参数。 如果一个iterable中元素的个数比其他少，那么将用None来扩展改iterable使元素个数一致。 如果有多个iterable且function为None，map()将返回由元组组成的列表，每个元组包含所有iterable中对应索引处值。 参数iterable必须是一个序列或任何可遍历对象，函数返回的往往是一个列表(list)。 li = [1,2,3] data = map(lambda x :x*100,li) print(type(data)) data = list(data) print(data) 运行结果： <class 'map'> [100, 200, 300]
43. max() 返回给定元素里最大值
max(iterable [,args...][, key])
如果只提供iterable参数，函数返回可遍历对象（如：字符串，元组或列表）中最大的非空元素。
如果提供多个参数，那么返回值最大的那个参数。
可选参数key是单参数的排序函数。
如果提供key参数，必须是以命名的形式，如：max(a, b, c, key = fun)
44. meoryview()
45. min() 返回给定元素里最小值
min(iterable [,args...][, key])
如果只提供iterable参数，函数返回可遍历对象（如：字符串，元组或列表）中最小的非空元素。
如果提供多个参数，那么返回值最小的那个参数。
可选参数key是单参数的排序函数。
如果提供key参数，必须是以命名的形式，如：max(a, b, c, key = fun)
46. next() 返回一个可迭代数据结构（如列表）中的下一项
47. object()
获取一个新的，无特性(geatureless)对象。Object是所有类的基类。它提供的方法将在所有的类型实例中共享。
该函数时2.2.版本新增，2.3版本之后，该函数不接受任何参数。
48. open() 打开文件
open(filename [, mode [, bufsize]]) 打开一个文件，返回一个file对象。 如果文件无法打开，将处罚IOError异常。 应该使用open()来代替直接使用file类型的构造函数打开文件。 参数filename表示将要被打开的文件的路径字符串； 参数mode表示打开的模式，最常用的模式有：'r'表示读文本，'w'表示写文本文件，'a'表示在文件中追加。 Mode的默认值是'r'。 当操作的是二进制文件时，只要在模式值上添加'b'。这样提高了程序的可移植性。 可选参数bufsize定义了文件缓冲区的大小。0表示不缓冲；1表示行缓冲；任何其他正数表示使用该大小的缓冲区； 负数表示使用系统默认缓冲区大小，对于tty设备它往往是行缓冲，而对于其他文件往往完全缓冲。如果参数值被省却。 使用系统默认值。
49. pow() 幂函数
r = pow(2, 10) # 2的10次方 print(r) # 输出 1024
50. print() 输出函数
python2中的print语句被python3中的print()函数取代。 如何限制print的默认换行： 1. python2版本下，在print输出的最后加一个逗号',' 2. python3.4以后，print(value, ...,sep='',end='\n',file=sys.stdout,flush=False),将end设为空即可。
51. property()
52. range() 根据需要生成一个指定范围的数字，可以提供你需要的控制来迭代指定的次数
53. repr() 将任意值转换为字符串，供计时器读取的形式
repr(object)
返回一个对象的字符串表示。有时可以使用这个函数来访问操作。
对于许多类型来说，repr()尝试返回一个字符串，eval()方法可以使用该字符串产生对象；
否则用尖括号括起来的，包含类名称和其他二外信息的字符串被返回。
54. reversed() 反转，逆序对象
reversed(seq) 返回一个逆序的iterator对象。参数seq必须是一个包含__reversed__()方法的对象或支持序列操作(__len__()和__getitem__()) 该函数是2.4中新增的
55. round() 四舍五入
round(x [, n]) 对参数x的第n+1位小数进行四舍五入，返回一个小数位数为n的浮点数。 参数n的默认值是0。结果是一个浮点数。如round(0.5)结果为1.0 >>> round(4,6) 4 >>> round(5,6) 5
56. set()
57. setattr() 与getattr()相对应
58. slice() 切片功能
59. sorted() 排序
>>> sorted([36,6,-12,9,-22]) 列表排序 [-22, -12, 6, 9, 36] >>> sorted([36,6,-12,9,-22],key=abs) 高阶函数，以绝对值大小排序 [6, 9, -12, -22, 36] >>> sorted(['bob', 'about', 'Zoo', 'Credit']) 字符串排序，按照ASCII的大小排序 ['Credit', 'Zoo', 'about', 'bob'] 如果需要排序的是一个元组，则需要使用参数key，也就是关键字。 >>> a = [('b',2), ('a',1), ('c',0)] >>> list(sorted(a,key=lambda x:x[1])) 按照元组第二个元素排序 [('c', 0), ('a', 1), ('b', 2)] >>> list(sorted(a,key=lambda x:x[0])) 按照元组第一个元素排序 [('a', 1), ('b', 2), ('c', 0)] >>> sorted(['bob', 'about', 'Zoo', 'Credit'],key=str.lower) 忽略大小写排序 ['about', 'bob', 'Credit', 'Zoo'] >>> sorted(['bob', 'about', 'Zoo', 'Credit'],key=str.lower,reverse=True) 反向排序 ['Zoo', 'Credit', 'bob', 'about']
60. staticmethod()
61. str() 字符串构造函数
62. sum() 求和
63. super() 调用父类的方法
64. tuple() 元组构造函数
65. type() 显示对象所属的类型
66. vars()
67. zip() 将对象逐一配对
list_1 = [1,2,3] list_2 = ['a','b','c'] s = zip(list_1,list_2) print(list(s)) 运行结果： [(1, 'a'), (2, 'b'), (3, 'c')]
68. __import__()
