py之路——day11-20230518：函数与函数式编程
作者：zb
一、函数与函数式编程
1、编程的方式 编程方式目前为止总共有三种范式：
⑴面向对象编程，核心是“类”，在py中定义类的关键字是“class”
⑵面向过程编程，核心是“过程”，在py中定义过程的关键字是“def”
⑶函数式编程，核心是“函数”，在py中定义函数的关键字是“def”，函数式编程范式比较古老并且函数式编程不需要变量，一切参数值的传递都是通过函数进行的，比较复杂，py不是一种函数式编程的语言，它是一种面向对象的编程语言
2、过程与函数的区别
综上所得，在py中，函数和过程的定义关键字相同都是def，那么在py中过程和函数有什么区别？在py中，过程是没有返回值（由return关键字定义的值）的函数，但是py给过程隐式的返回了一个“None”，代码如下：
# -*- coding:utf-8 -*- # 作者：朱博 # 函数 def func1(): """ testing1 :return: """ print("in the func1") return 0 # 过程 def func2(): """ testing2 :return: """ print("in the func2") x = func1() y = func2() print("from func1 x is %s", x) print("from func2 y is %s", y)
代码执行结果：
1 D:\oldboy_py\venv\Scripts\python.exe D:/oldboy_py/day1-20230512函数与函数式编程/过程与函数的区别.py 2 in the func1 3 in the func2 4 from func1 x is %s 0 5 from func2 y is %s None
3、为什么要使用函数？
⑴代码的复用性：
编程过程中如果遇到可以重复使用的逻辑一定要使用函数，方便重复利用
⑵保持一致性：
如果要修改一段复用代码的逻辑，可以通过修改单个函数的方式达到同时修改程序中所有引用该函数的地方的目的
⑶可扩展性：
可以随时修改函数的逻辑来满足程序的需要
举例代码如下：
1 # 打印日志功能 2 import time 3 4 5 def logger(): 6 """ 7 实现打印日志的功能 8 :return: 9 """ 10 time_format = "%Y-%m-%d %X" 11 time_current = time.strftime(time_format) 12 with open("a.txt", "a+") as f: 13 f.write("%s end action\n" % time_current) 14 15 16 def test1(): 17 """test1""" 18 print("in the test1") 19 logger() 20 21 22 def test2(): 23 """test2""" 24 print("in the test2") 25 logger() 26 27 28 def test3(): 29 """test3""" 30 print("in the test3") 31 logger() 32 33 34 test1() 35 test2() 36 test3()
代码执行结果：
1 D:\oldboy_py\venv\Scripts\python.exe D:/oldboy_py/day1-20230512函数与函数式编程/为什么要使用函数.py 2 in the test1 3 in the test2 4 in the test3 5 6 Process finished with exit code 0
生成文件内容：
1 2023-05-18 21:47:20 end action
2 2023-05-18 21:47:20 end action
3 2023-05-18 21:47:20 end action
二、函数式编程之参数详解
1、函数的返回值
⑴函数在运行到return语句后就不再继续向下执行了，无论后面还有什么语句都不再执行
示例代码如下：
1 def test1(): 2 """ 3 test1 4 :return: 5 """ 6 print("in the test1") 7 return 0 8 print("test end") 9 10 11 test1()
执行结果：
1 D:\oldboy_py\venv\Scripts\python.exe D:/oldboy_py/day1-20230512函数与函数式编程/函数运行碰到return关键字就结束运行了.py
2 in the test1
3
4
Process finished with exit code 0
⑵函数的返回值类型：
a、函数的返回值个数=0，则函数返回None
b、函数的返回值个数=1，则函数返回该值
c、函数的返回值个数>1，则函数返回一个将多个值包含起来的元组
示例代码如下：
1 def test1(): 2 """ 3 test1返回值个数=0 4 :return: 5 """ 6 print("in the test1") 7 8 9 def test2(): 10 """ 11 test2返回值个数=1 12 :return: 13 """ 14 print("in the test2") 15 return 0 16 17 18 def test3(): 19 """ 20 test3返回值个数>1 21 :return: 22 """ 23 print("in the test3") 24 return 1, "a", ['zb', 'aaa'] 25 26 27 x = test1() 28 y = test2() 29 z = test3() 30 print(x, "\n", y, "\n", z)
执行结果：
1 D:\oldboy_py\venv\Scripts\python.exe D:/oldboy_py/day1-20230512函数与函数式编程/函数的返回值个数.py 2 in the test1 3 in the test2 4 in the test3 5 None 6 0 7 (1, 'a', ['zb', 'aaa'])
⑶函数可以返回一个已经被定义的函数的的返回值，也可以返回该函数的内存地址（不加括号返回即可），这就是所谓的高阶函数
示例代码如下：
1 def test1(): 2 """ 3 test1 4 :return: 5 """ 6 return "in the test1" 7 8 # 返回内存地址 9 def test2(): 10 """ 11 test2 12 :return: 13 """ 14 return test1 15 16 # 返回函数值 17 def test3(): 18 """ 19 test3 20 :return: 21 """ 22 return test1() 23 24 x = test2() 25 y = test3() 26 print(x) 27 print(y)
执行结果：
1 D:\oldboy_py\venv\Scripts\python.exe D:/oldboy_py/day1-20230512函数与函数式编程/函数可以返回已经被定义的函数的返回值.py 2 <function test1 at 0x0000024A0CE8E9E0> 3 in the test1 4 5 Process finished with exit code 0
⑷函数的实参和形参
a、实参
实际占用内存空间的参数
b、形参
只是对实参的引用
c、位置参数
实参和形参必须一一对应传递的参数
d、关键字参数
按照函数定义的形参去传递参数，与定义形参时的顺序无关
e、位置参数+关键字参数混合调用
位置参数和关键字参数混合调用的时候，关键字参数必须在位置参数之后
示例代码如下：
1 def test(x, y, z): 2 """ 3 test 4 :param x: 5 :param y: 6 :param z: 7 :return: 8 """ 9 print(x) 10 print(y) 11 print(z) 12 13 14 # 位置调用 15 test(1, 2, 3) 16 # 关键字调用 17 test(y=2, x=1, z=3) 18 # 位置+关键字混合调用 19 test(1, 2, z=3)
执行结果：
1 D:\oldboy_py\venv\Scripts\python.exe D:/oldboy_py/day1-20230512函数与函数式编程/函数的参数.py 2 1 3 2 4 3 5 1 6 2 7 3 8 1 9 2 10 3 11 12 Process finished with exit code 0
f、函数的默认参数
->默认参数的特点：
在函数定义的时候，默认就给形参赋值，如果在函数调用的时候没有给默认参数传值，那么就使用定义时的默认值，因此默认参数也叫非必传参数
->默认参数的用途：
例如在软件安装的时候默认的配置等
示例代码如下：
1 def test(x, y=2): 2 """ 3 test 4 :param x: 5 :param y: 6 :return: 7 """ 8 print(x) 9 print(y) 10 11 12 test(1)
执行结果：
1 D:\oldboy_py\venv\Scripts\python.exe D:/oldboy_py/day1-20230512函数与函数式编程/函数的默认参数.py 2 1 3 2 4 5 Process finished with exit code 0
g、函数的参数组
->*args：
在定义形参时，*args表示该形参可以接收个数不固定的位置参数并将他们放在一个元组中，保存在args里
->**kwargs：
在定义形参时，**kwargs表示该形参可以接收个数不固定的关键字参数并将他们放在一个字典中，保存在kwargs里
->在定义函数时，参数组一定要放在形参的最后
以下代码举例说明位置参数+默认参数+关键字参数+参数组混合调用的参数值传递：
1 def test4(name, age=18, *args, **kwagrs): 2 """ 3 4 :param name: 5 :param age: 6 :param args: 7 :param kwagrs: 8 :return: 9 """ 10 print(name) 11 print(age) 12 print(args) 13 print(kwagrs) 14 15 16 test4("朱博", 34, sex="男", hobby='tesla')
执行结果：
1 D:\oldboy_py\venv\Scripts\python.exe D:/oldboy_py/day1-20230512函数与函数式编程/参数组.py 2 朱博 3 34 4 () 5 {'sex': '男', 'hobby': 'tesla'} 6 7 Process finished with exit code 0
h、函数的局部变量和全局变量以及作用域
->局部变量：
只在函数体内生效的变量就是局部变量，不会影响函数体外同名变量值的变量，但是在py中列表、集合、字典以及类等变量除外
->全局变量：
在整个程序中均生效的变量，如果要在单个函数体内修改全局变量的值的话需要在函数体内首先使用global关键字声明全局变量（只有字符串和整数需要先声明，列表、集合、字典以及类等可以不用声明直接在函数体内修改），注意：尽量不要在函数体内修改全局变量的值
示例代码如下：
1 name: str = "朱博" 2 school = "西安邮电大学" 3 names = ['朱博', '白木优子', '谷原希美'] 4 5 6 def change_name(name): 7 """ 8 change_name 9 :param name: 10 :return: 11 """ 12 # global name 13 global school # 全局变量 14 school = "西北农林科技大学" # 修改了全局变量的值 15 print("before change name is %s" % name) 16 name = "zb" # 局部变量 17 print("after change name is %s" % name) 18 names[0] = 'zb' 19 print('inner names %s' % names) 20 21 22 change_name(name) 23 print(name) 24 print(school) 25 print('outer name %s' % names)
执行结果：
1 D:\oldboy_py\venv\Scripts\python.exe D:/oldboy_py/day1-20230512函数与函数式编程/局部变量与全局变量的作用域.py 2 before change name is 朱博 3 after change name is zb 4 inner names ['zb', '白木优子', '谷原希美'] 5 朱博 6 西北农林科技大学 7 outer name ['zb', '白木优子', '谷原希美'] 8 9 Process finished with exit code 0
三、递归函数
1、递归函数的概念
如果一个函数在其内部调用了自身，那么这个函数就是递归函数
2、递归函数的特点
⑴递归函数必须要有一个明确的结束条件
这是py程序本身的保护机制，最多允许py函数递归999次就自动报错停止调用，否则程序会耗尽机器资源
示例代码1如下：
1 def cal(n): 2 """ 3 4 :param n: 5 :return: 6 """ 7 print(n) 8 return cal(n+1) 9 10 11 cal(0)
执行结果1：
1 D:\oldboy_py\venv\Scripts\python.exe D:/oldboy_py/day1-20230512函数与函数式编程/递归必须要有一个明确的结束条件.py 2 0 3 1 4 2 5 3 6 4 7 5 8 6 9 7 10 8 11 9 12 10 13 11 14 12 15 13 16 14 17 15 18 16 19 17 20 18 21 19 22 20 23 21 24 22 25 23 26 24 27 25 28 26 29 27 30 28 31 29 32 30 33 31 34 32 35 33 36 34 37 35 38 36 39 37 40 38 41 39 42 40 43 41 44 42 45 43 46 44 47 45 48 46 49 47 50 48 51 49 52 50 53 51 54 52 55 53 56 54 57 55 58 56 59 57 60 58 61 59 62 60 63 61 64 62 65 63 66 64 67 65 68 66 69 67 70 68 71 69 72 70 73 71 74 72 75 73 76 74 77 75 78 76 79 77 80 78 81 79 82 80 83 81 84 82 85 83 86 84 87 85 88 86 89 87 90 88 91 89 92 90 93 91 94 92 95 93 96 94 97 95 98 96 99 97 100 98 101 99 102 100 103 101 104 102 105 103 106 104 107 105 108 106 109 107 110 108 111 109 112 110 113 111 114 112 115 113 116 114 117 115 118 116 119 117 120 118 121 119 122 120 123 121 124 122 125 123 126 124 127 125 128 126 129 127 130 128 131 129 132 130 133 131 134 132 135 133 136 134 137 135 138 136 139 137 140 138 141 139 142 140 143 141 144 142 145 143 146 144 147 145 148 146 149 147 150 148 151 149 152 150 153 151 154 152 155 153 156 154 157 155 158 156 159 157 160 158 161 159 162 160 163 161 164 162 165 163 166 164 167 165 168 166 169 167 170 168 171 169 172 170 173 171 174 172 175 173 176 174 177 175 178 176 179 177 180 178 181 179 182 180 183 181 184 182 185 183 186 184 187 185 188 186 189 187 190 188 191 189 192 190 193 191 194 192 195 193 196 194 197 195 198 196 199 197 200 198 201 199 202 200 203 201 204 202 205 203 206 204 207 205 208 206 209 207 210 208 211 209 212 210 213 211 214 212 215 213 216 214 217 215 218 216 219 217 220 218 221 219 222 220 223 221 224 222 225 223 226 224 227 225 228 226 229 227 230 228 231 229 232 230 233 231 234 232 235 233 236 234 237 235 238 236 239 237 240 238 241 239 242 240 243 241 244 242 245 243 246 244 247 245 248 246 249 247 250 248 251 249 252 250 253 251 254 252 255 253 256 254 257 255 258 256 259 257 260 258 261 259 262 260 263 261 264 262 265 263 266 264 267 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"D:\oldboy_py\day1-20230512函数与函数式编程\递归必须要有一个明确的结束条件.py", line 12, in cal 1002 return cal(n+1) 1003 File "D:\oldboy_py\day1-20230512函数与函数式编程\递归必须要有一个明确的结束条件.py", line 12, in cal 1004 return cal(n+1) 1005 File "D:\oldboy_py\day1-20230512函数与函数式编程\递归必须要有一个明确的结束条件.py", line 12, in cal 1006 return cal(n+1) 1007 [Previous line repeated 993 more times] 1008 File "D:\oldboy_py\day1-20230512函数与函数式编程\递归必须要有一个明确的结束条件.py", line 11, in cal 1009 print(n) 1010 RecursionError: maximum recursion depth exceeded while calling a Python object 1011 1012 Process finished with exit code 1
示例代码2如下：
1 def cal(n): 2 """ 3 4 :param n: 5 :return: 6 """ 7 print(n) 8 if int(n/2) > 0: 9 return cal(int(n / 2)) 10 print("->", n) 11 12 13 cal(10)
执行结果2：
1 D:\oldboy_py\venv\Scripts\python.exe D:/oldboy_py/day1-20230512函数与函数式编程/递归必须要有一个明确的结束条件.py 2 10 3 5 4 2 5 1 6 -> 1 7 8 Process finished with exit code 0
⑵每次进入更深一层递归时，问题规模要比上一层减少
⑶递归效率不高，还会导致栈溢出，因此不建议使用递归
四、高阶函数
1、高阶函数的概念
如果一个函数可以接收另外一个函数作为参数，那么这个函数就是高阶函数
示例代码如下：
1 def add(a, b, f): 2 """ 3 4 :return: 5 """ 6 return f(a) + f(b) 7 8 9 res = add(3, -6, abs) 10 print(res)
执行结果：
1 D:\oldboy_py\venv\Scripts\python.exe D:/oldboy_py/day1-20230512函数与函数式编程/高阶函数.py 2 9 3 4 Process finished with exit code 0
本文来自博客园，作者：投资交易大师，转载请注明原文链接：https://www.cnblogs.com/qq2751044056/p/17413376.html
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