简学Python第三章

imelee 2017-03-15

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简学Python第三章__函数式编程、递归、内置函数

Python第三章__函数式编程、递归、闭包

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目录：

函数式编程
传参与返回值
递归
匿名函数
闭包
高阶函数
内置函数

在第三章，我们引入新的概念函数，在以往的代码编写中我们都是用的过程式编程，函数式编程的特点将过程式编程变成易于管理调用的小模块，

让重复的代码可以反复的调用，大大减少代码量，懒惰即美德

一、函数式编程

　　创建函数

　　一个函数式由关键字 def ，与函数名与括号冒号，和括号中的参数组成，当想要执行函数的时候只需要写上函数名加括号即可

　　格式： def function (parameter) 下面就创建一个函数

1 #!/usr/bin/env python
2 # -*- coding:utf-8 -*-
3 
4 #创建函数
5 def print_str():
6     print("Hello World")
7 
8 #调用函数
9 print_str()

第一个函数

　　变量的作用域

　　我们看一个例子，在下面代码中我们先把变量 a=“haha” 然后在函数中把 a=“heihei” 最后执行这个函数，并输出变量a的结果

　　我们发现为什么a不等于 "heihei",而是我们之前赋值的 “haha” 这个现象我们马上揭秘

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding:utf-8 -*-
 3 
 4 
 5 a = "haha"
 6 
 7 #创建函数
 8 def print_str():
 9     a = "heihei"
10     print("Hello World")
11 
12 #调用函数
13 print_str()
14 print("我是变量a:",a)

变量的作用域例一

　　全局变量与局部变量

　　很明显变量的作用域就是变量在哪一个范围内生效，如果出了这个范围则无法使用

　　全局变量：通常全局变量存活在脚本运行结束，并且所有的函数都可以访问它

　　局部变量：只能局部变量所在的函数内部调用，并且除非把局部变量声明成全局变量否则，其他函数均无法调用，并且局部变量

　　当所在的函数执行完成后就不存在了

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding:utf-8 -*-
 3 
 4 
 5 a = "haha"
 6 
 7 #创建函数
 8 def print_str():
 9     a = "heihei"
10     print("我是局部变量a:",a)
11 
12 
13 #调用函数
14 print_str()
15 print("我是全局变量a:",a)

全局变量与局部变量

　　global

　　global就是可以把局部变量变成全局变量的，如果被声明的局部变量名与全局变量名一样的话，那么局部变量会覆盖全局变量，切

　　使用global声明变量需要在变量之前声明否则python会告诉你，你需要在 a 前面声明

　　报错提示：SyntaxWarning: name 'a' is assigned to before global declaration global a

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding:utf-8 -*-
 3 
 4 a = "haha"
 5 
 6 #创建函数
 7 def print_str():
 8     global a
 9     a = "heihei"
10     print("我是局部变量a:",a)
11 
12 #调用函数
13 print_str()
14 print("我是全局变量a:",a)

gloable

二、传参与返回值

　　传参

　　函数用起来比较简单也容易理解，但是参数的变化就比较多了，在函数括号内就是参数，参数可以接收字符串，数字，也可以接收字典和列表

　　并且在调用的时候，我们还可以指定给哪个参数赋什么值

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding:utf-8 -*-
 3 
 4 #创建函数
 5 def print_str(Name,Age,Aender):
 6     print('''
 7     Name:%s
 8     Age:%s
 9     Aender:%s
10     '''%(Name,Age,Aender))
11 
12 #用户输入
13 in_name = input("请输入你的名字：")
14 in_age = input("请输入你的年龄：")
15 in_aender = input("请输入你的性别：")
16 
17 #固定位置传参
18 print_str(in_name,in_age,in_aender)
19 print("----------------------------------")
20 
21 #不固定位置传参
22 print_str(in_name,Aender=in_aender,Age=in_age)

传参

　　当我们想要传入列表或者字典时需要怎么办？

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding:utf-8 -*-
 3 
 4 def print_str(lists):
 5     if type(lists) == list:
 6         print('''
 7         Name:%s
 8         Age:%s
 9         Aender:%s
10         '''%(lists[0],lists[1],lists[2]))
11     else:
12         print('''
13         Name:%s
14         Age:%s
15         Aender:%s
16         '''%(lists["name"],lists["age"],lists["aenber"]))
17 
18 #传入列表
19 userlist = ["Ben","22","Man"]
20 print_str(userlist)
21 
22 print("----------------------------------")
23 #传入字典
24 userdict = {"name":"Ben","age":"022","aender":"Man"}
25 print_str(userlist)

传入字典或列表

　　默认参数

　　在函数中还可以设置默认参数，默认参数的意思是这个参数你可以传值也可以不传值，当不传值的时候这个参数就等于默认值

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding:utf-8 -*-
 3 
 4 def print_str(lists,Country="China"):
 5     if type(lists) == list:
 6         print('''
 7         Name:%s
 8         Age:%s
 9         Aender:%s
10         country:%s
11         '''%(lists[0],lists[1],lists[2],Country))
12     else:
13         print('''
14         Name:%s
15         Age:%s
16         Aender:%s
17         country:%s
18         '''%(lists["name"],lists["age"],lists["aenber"],Country))
19 
20 #传入列表
21 userlist = ["Ben","22","Man"]
22 print_str(userlist)
23 
24 print("----------------------------------")
25 #传入字典
26 userdict = {"name":"Ben","age":"022","aender":"Man"}
27 print_str(userlist,"America")

默认参数

　　非固定参数

　　非固定参数的意义在于可以接收任意个值，在你的函数不确定用户想传入多少个值的时候使用，当然在调用有只有非固定参数的函数的时候我们可以不传参数。

　　非固定参数分一个*和两个*，*args会把传入的参数变成元祖，**kwargs把传入的参数变成字典，当然*ages可以是别的名称，但是在规范中最好使用*args，和**kwargs

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding:utf-8 -*-
 3 
 4 def print_str(*args,**kwargs):
 5     print("我是*",args)
 6     print("我是**",kwargs)
 7 
 8 #传入列表
 9 userlist = ["Ben","22","Man"]
10 print_str(userlist,"America")
11 print("----------------------------------")
12 #传入字典
13 print_str(A = "1",B = "2")

非固定传参

　　既然形参可以带*和**，那么实参也是可以带*和**，那么*就是配合列表使用的，**就是配合字典的！

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding:utf-8 -*-
 3 
 4 def print_str(*args,**kwargs):
 5     print("我是*",args)
 6     print("我是**",kwargs)
 7 
 8 #传入列表
 9 userlist = ["Ben","22","Man"]
10 print_str(*userlist)
11 
12 print("----------------分隔符----------------")
13 
14 #传入字典
15 userdict = {"name":"Ben","age":"022","gender":"Man"}
16 print_str(**userdict)
17 
18 解参

解参

　　实参带*就会把列表分解成 "Ben","22","Man" 一个一个单独的元素传入函数，而**会把字典分解成name="Ben",age="022",gender="Man"

　　这种键值对传入函数。

　　形参与实参

　　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

　　注！当普通参数和默认参数和非固定参数结合使用的时候，要遵循一个顺序，普通参数在默认参数前面，默认参数在非固定参数前面

　　返回值

　　在正常使用函数的时候，函数是可以把函数内部处理的结果返回给函数调用者的，在没有返回值得函数中会保留None传给函数调用者，返回值可以返回序列等

　　在函数执行的时候遇到return函数会停止执行，并返回结果

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding:utf-8 -*-
 3 
 4 #创建函数
 5 def print_str(Age):
 6     if int(Age) <= 30:
 7         return "你才%s啊!真年轻"%(Age)
 8     else:
 9         return "你都%s啦!老家伙"%(Age)
10 
11 in_age = input("请输入你的年龄：")
12 word = print_str(in_age)
13 print(word)

return

　　嵌套函数

　　在函数内部也可以写函数，这样就是外层函数套着内侧函数，这种形式称之为嵌套函数，同理因为作用域的关系嵌套函数只能内部调用

　　return unction_2(stra)+"我是第二层\n" 就等于先 c = unction_2(stra) 然后 return c+"我是第二层\n"

1 def unction(stra):
2     def unction_2(stra_2):
3         return stra_2+"我是第三层\n"
4     return unction_2(stra)+"我是第二层\n"
5 
6 r_str = unction("")
7 print(r_str+"我是第一层")

嵌套函数

三、递归

　　前面已经介绍了函数相关的知识，在函数中，函数可以调用其他的函数，并且函数还可以调用自身，利用这种特性我们可以完成一些特定的

　　操作，这种函数调用自身的形式就是递归

　　def recursion() :
　　　　return recursion()

　　在递归中不能像上面两行一样一直调用自身，这样一会程序就会崩溃，因为它永远的在调用就跟while死循环一样出不去，所以递归也需要进

　　判断给它出口

　　例子：阶乘

　　什么是阶乘，阶乘就是给一个自然数N，然后计算N的阶乘那么 N = 1x2x3x4....N ，这个就是阶乘，我们可以把它到过来看，

　　N = N x (n-1) x (n-2) x (n-3) ...... 1 一直乘到括号中的值等于1，既然知道了阶乘是什么，那么我们来写一个程序实现它

1 def factorial(n):
2     for i in range(1,n):
3         n *= i
4     return n
5 c = factorial(4)
6 print(c)

阶乘非递归版本

　　剖析：上面的例子首先把n=4传入进去，然后通过 for i in range(1,4)让i分别等于1,2,3，然后进行 n*=i，我们可以看出这个for循环是循环3次的

　　第一次(n = n*i) n = 4*1 ,此时n还是等于4

　　第二次(n = 4*i) n = 4*2 此时n = 8

　　第三次(n = 8*i) n = 8*3 此时n等于24

　　此时for循环了3次所以结束了，通过return把n的结果返回，所以最终结果算出 4的阶乘等于24

　　递归版本

　　下面看递归版本的阶乘

1 def factorial(n) :
2     if n == 1:
3         return 1
4     else:
5         return n * factorial(n-1)
6 c = factorial(4)
7 print(c)

阶乘递归版本

　　剖析：

　　首先c = factorial(4)开始执行函数，然后进行第一次判断 n == 1，显然第一层n不等于1，然后碰到return n * factorial(n-1)，碰到return本来是要返回的，但是 factorial(n-1)

　　有调用了factiorial这个函数，因此进入了第二层

　　第二层因为上一层传入的参数是n-1，所以第二层的n是等于3的，然后判断，这一层的n也不等于1，然后又进入第三层

　　第三层n等于2，然后判断这一层的n还不等于1，然后又进入第四层

　　到第四层的时候这时的 n就等于1，所以触发了 return 1 不再调用函数了，所以就开始返回

　　返回第三层 return n * factorial(n-1) ，此时factorial(n-1) 就等于第四层return上去的1，所以第三层返回时就等于return n * 1（return 2 * 1），并且第三层n是等于2的

　　返回第二层factorial(n-1)就等于第三层return上去的2，并且第二层n是等于3的，return 3 * 2

　　返回第一层factorial(n-1)就等于第二层return上去的6，并且第一层n是等于4的，return 4 * 6

　　到此为止递归执行完毕，c就等于 4 * 6 c=24

四、匿名函数

　　匿名函数也叫lambda函数，函数没有具体的名称。语法：function name= lambda args（多个参数用逗号隔开）: Expression（表达式，表达式的结果就是返回值）

　　先来看一个最简单例子:

 1 #普通函数
 2 def func(arg1,arg2):
 3     return arg1-arg2
 4 
 5 #lambda函数
 6 func_2 = lambda arg1,arg2: arg1-arg2
 7 
 8 #传参执行
 9 print(func(5,4))
10 print(func_2(5,4))

匿名函数

　　有认识，这个匿名函数和普通函数没有什么区别么，其实匿名函数就像三元运算一样，并且能够用lambda函数有几大优势

　　1、在一些不会再别的地方调用的函数，我们可以使用匿名函数，并且这样简化了代码，看起来更加整洁。

　　2、lambda函数将会搭配一些内置函数来使用（下面会涉及到）

五、闭包

　　在上面的示例中知道了函数可以调用函数本身，这种形式称之为递归，那么还可以将函数作为参数返回，这种形式就称之为闭包

　　闭包最大的好处就是即用即调，闭包对于安装计算，隐藏状态，以及在函数对象和作用域中随意地切换是很有用的！

 1 #!/usr/bin/env python
 2 # -*- coding:utf-8 -*-
 3 def func(rate):
 4     count = [0]
 5     def add_func(arg):
 6         count[0] +=1
 7         print("第%s次调用"%count[0])
 8         arg = arg - arg*rate
 9         return arg
10     return add_func
11 
12 closure = func(0.03)
13 print(closure(1000))
14 print(closure(1100))
15 print(closure(1200))

闭包示例

　　例子中做了一个减去手续费后返回余额的功能，首先执行了func函数，将利率封装了进去，然后，func函数把它内部的函数进行了进行了返回

　　要知道当函数不加括号的时候是不执行的！，所以此时closoure就是 add_func 函数的内存地址，当想要使用这个功能的时候，直接把closoure加括号

　　并传入值即可执行。并且可以看到的是在全局作用域中执行，随时可以切换到局部作用域。

六、高阶函数

　　函数可以用来当做返回值，可以用调用自己本身，高阶函数就是函数的参数把另一个函数作为参数，这种函数就称之为高阶函数。

 1 def func_1(num):
 2     return num+1
 3 
 4 def func_2(num):
 5     return num-1
 6 
 7 def func_main(num,func):
 8     #  可以简写成return func(num)
 9     results = func(num)
10     return results
11 
12 results = func_main(10,func_1)
13 print(results)
14 print(func_main(10,func_2))

高阶函数

　　编写高阶函数，就是让函数的参数能够接收别的函数。

七、内置函数

　　内置函数就是python中内置的一些方法，内置函数官方介绍请猛戳这里

　　内置函数使用方法示例,详细介绍请参考

  1 # !/usr/bin/env python
  2 # -*- coding:utf-8 -*-
  3 
  4 #返回数字的绝对值。 参数可以是整数或浮点数。 如果参数是复数，则返回其大小。
  5 print(abs(-1.11))
  6 
  7 #传入一个可被循环的元素，如果这个元素中有一个为False则都为假
  8 # 0 空值 False 都为假
  9 print(all([1,2,3]))
 10 
 11 #与all相反，只有一个为真，则为真；
 12 print(any([0,2,False]))
 13 
 14 #这个函数跟repr()函数一样，返回一个可打印的对象字符串方式表示。当遇到非ASCII码时
 15 #就会输出\x，\u或\U等字符来表示。与Python 2版本里的repr()是等效的函数。
 16 print(ascii("dsads"),ascii(66),ascii('b\23'))
 17 
 18 #将十进制转换为二进制；
 19 print(bin(10))
 20 
 21 #返回布尔值，即True或False之一,如果参数为false或省略，则返回False; 否则返回True。
 22 print(bool(1))
 23 
 24 #根据传入的参数创建一个新的字节数组
 25 #如果传入字符串必须给出编码
 26 print(bytearray('你好','utf-8'))
 27 #当source参数是一个可迭代对象，那么这个对象中的元素必须符合大于0 小于256
 28 print(bytearray([256,1,2]))
 29 
 30 #返回一个的“bytes”对象,返回bytes类型
 31 bytes('中文','utf-8')
 32 
 33 #检查对象是否可以被调用
 34 def func():
 35     pass
 36 print(callable(func))
 37 
 38 #返回整数所对应的Unicode字符,chr（97）返回字符串'a'，而chr（8364）返回字符串'€'。
 39 print(chr(126))
 40 
 41 #是用来指定一个类的方法为类方法,类方法可以不实例化直接调用
 42 class A:
 43     @classmethod
 44     def B(cls,arg1,):
 45         print(arg1)
 46 A.B(1)
 47 A().B(1)
 48 
 49 #将源编译为代码或者AST对象。代码对象能够通过exec语句来执行或者eval（）进行求值。
 50 #源可以是正常字符串，字节字符串或AST对象。
 51 expr = "5+5-1"
 52 obj = compile(expr,"","eval")
 53 print(eval(obj))
 54 
 55 #返回值为real + imag * j的复数或者转化一个字符串或数为复数。如果第一个参数为字符串，则不需要指定第二个参数。
 56 print(complex(1, 2))
 57 print(complex(1))
 58 print(complex("1+2j"))
 59 
 60 
 61 
 62 # 参数是一个对象和一个字符串。 该字符串必须是对象属性之一的名称。
 63 class A:
 64     def a1(self):
 65         print("a1")
 66     def a2(self):
 67         print("a2")
 68 
 69 obj = A
 70 print(dir(obj))
 71 delattr(obj, "a1")
 72 print(dir(obj))
 73 
 74 #dir 返回对象中的方法
 75 strs="aaa"
 76 print(dir(strs))
 77 
 78 #返回两个数值的商和余数
 79 print(divmod(7,3))
 80 
 81 #用于遍历序列中的元素以及它们的下标
 82 print(enumerate([1,2,3]))#返回的是可迭代的对象
 83 for i,j in enumerate(('A','B','C')):
 84     print(i,j)
 85 
 86 #将字符串str当成有效的表达式来求值并返回计算结果。
 87 print(eval("1+2+3"))
 88 print(eval("False or True"))
 89 
 90 #字符串str当成动态语句块执行并返回结果
 91 exec('a=1+2+3')
 92 print(a)
 93 
 94 #使用指定方法(方法，函数),过滤可迭代对象的元素
 95 def add(arg):
 96     return arg > 3
 97 
 98 for i in filter(add,[1,2,3,4,5]):
 99     print(i)
100 
101 #浮点型
102 print(float(11))
103 
104 #格式化显示 更多方法请参考官方说明
105 print('{:,.2f}'.format(111111))
106 
107 #根据传入的参数创建一个新的不可变集合
108 a = frozenset([1,2,3,4,5])
109 print(a)
110 
111 #获取对象的属性值
112 class A():
113     def __init__(self,):
114         self.name = "123"
115 b = A()
116 print(getattr(b,'name'))
117 
118 #返回当前作用域内的全局变量和其值组成的字典
119 print(globals())
120 
121 #检查对象是否含有属性
122 class A():
123     def __init__(self,):
124         self.name = "123"
125 b = A()
126 print(hasattr(b,'name'))
127 
128 #哈希值计算
129 #在当前环境中是唯一的
130 print(hash('Hello'))
131 
132 #help帮助
133 def funcs(args):
134     """
135     Function description
136     :param args: args = list
137     :return:
138     """
139     pass
140 print(help(funcs))
141 
142 #转换16进制
143 print(hex(44))
144 
145 #显示对象的标识符
146 print(id("123"))
147 
148 #input标准输入
149 s = input("user name：")
150 print(s)
151 
152 #int返回整数
153 print(int(1.2))
154 print(int("2"))
155 
156 #判断对象是否是类或者类型元组中任意类元素的实例
157 print(isinstance("1",int))
158 print(isinstance(1.1,(int,float)))
159 
160 
161 #判断类是否是另外一个类或者类型元组中任意类元素的子类
162 print(dir(str))
163 print(issubclass(bytearray,str))
164 print(issubclass(bool,int))
165 
166 #根据传入的参数创建一个新的可迭代对象
167 a = iter('12345')
168 print(next(a))
169 print(next(a))
170 
171 #返回对象的长度len
172 a = [1,2,3,4]
173 
174 #转换列表
175 print(list("abcd"))
176 
177 #返回当前作用域内的局部变量和其值组成的字典
178 def A():
179     print(locals())
180     s = 1
181     print(locals())
182 A()
183 
184 #使用指定方法去作用传入的每个可迭代对象的元素，生成新的可迭代对象
185 def add(x):
186     return x+100
187 lists = [1,2,3,4]
188 for i in map(add,lists):
189     print(i)
190 
191 #max：返回最大值
192 print(max(1,2,3))
193 print(max([1,2,3,4]))
194 
195 #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；
196 s = memoryview(b'abcd')
197 print(s[1])
198 
199 #返回最小值
200 print(min(1,2,3))
201 print(min([2,3]))
202 
203 #返回可迭代对象中的下一个元素值
204 a = iter('1234')
205 print(next(a))
206 
207 #创建一个新的object对象(新式类)
208 class B(object):
209     pass
210 
211 #转化成8进制数字符串
212 print(oct(10))
213 
214 #open文件操作
215 file = open('test.txt',encoding="utf-8")
216 
217 #ord：返回Unicode字符对应的整数
218 print(ord("A"))
219 
220 #幂运算
221 
222 print(pow(2,3))
223 
224 #标准输出
225 print()
226 
227 #property：标示属性的装饰器
228 #类中使用具体方法请百度，或者等待后续更新
229 property
230 
231 #range：根据传入的参数创建一个新的range对象
232 range(10)
233 range(1,10)
234 
235 """repr（）函数得到的字符串通常可以用来重新获得该对象，repr（）的输入对python比较友好。
236 通常情况下obj==eval(repr(obj))这个等式是成立的。"""
237 obj='Python'
238 print(eval(repr(obj)))
239 
240 
241 #翻转序列
242 a = reversed([1,2,3,4,5])
243 print(list(a))
244 
245 #round：对浮点数进行四舍五入求值
246 print(round(1.5))
247 
248 #set 转换成集合
249 print(set([1,2,3]))
250 
251 #setattr：设置对象的属性值
252 class A():
253     def __init__(self,age):
254         self.age = age
255 s = A(11)
256 print(s.age)
257 setattr(s,'age',22)
258 print(s.age)
259 
260 #根据传入的参数创建一个新的切片对象
261 c1 = slice(3)
262 c2 = slice(2,4)
263 c3 = slice(0,5,2)
264 s = [1,2,3,4,5,6]
265 print(s[c1])
266 print(s[c2])
267 print(s[c3])
268 
269 
270 #排序，返回一个新的列表默认按字符ascii码排序
271 a = [4,3,2,1,7]
272 print(sorted(a))
273 
274 #标示方法为静态方法的装饰器
275 class B(object):
276     def __init__(self,age):
277         self.age = age
278 
279     @staticmethod
280     def hello(args):
281         print(args)
282 
283 B.hello("Hello World")
284 
285 #字符串类型
286 print(str(123))
287 
288 #求和
289 print(sum([1,2,3,4]))
290 
291 #根据传入的参数创建一个新的子类和父类关系的代理对象
292 class A(object):
293     def __init__(self):
294         print("我是 A Clase")
295 
296 class B(A):
297     def __init__(self):
298         print("我是 B Class")
299         super().__init__()
300 b = B()
301 
302 #元祖
303 tuple([1,2,3,4])
304 
305 
306 #type 返回对象的类型
307 print(type([1]))
308 print(type("1"))
309 
310 #返回当前作用域内的局部变量和其值组成的字典，或者返回对象的属性列表
311 def func():
312     print(vars())
313     s = 1
314     print(vars())
315 func()
316 
317 #聚合传入的每个迭代器中相同位置的元素，返回一个新的元组类型迭代器
318 list1 = [1,2,3]
319 list2 = ["A","B","C","D"]
320 print(zip(list1,list2))
321 for i in zip(list1,list2):
322     print(i)
323 
324 #__import__：动态导入模块
325 __import__

内置方法