Python之函数、递归、内置函数

时间  2019-12-13
标签 python 函数 递归 内置 栏目 Python 繁體版
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本节内容html

1. 函数基本语法及特性python

2. 参数与局部变量linux

3. 返回值程序员

嵌套函数算法

4.递归编程

5.匿名函数服务器

6.函数式编程介绍数据结构

7.高阶函数编程语言

8.内置函数ide

 

温故知新

1. 集合

主要做用: 

  1. 去重
  2. 关系测试， 交集＼差集＼并集＼反向(对称)差集 
     1 >>> a = {1,2,3,4}
 2 >>> b ={3,4,5,6}
 3 >>> a
 4 {1, 2, 3, 4}
 5 >>> type(a)
 6 <class 'set'>
 7 >>> a.symmetric_difference(b)
 8 {1, 2, 5, 6}
 9 >>> b.symmetric_difference(a)
10 {1, 2, 5, 6}
11 >>>
12 >>>
13 >>> a.difference(b)
14 {1, 2}
15 >>> a.union(b)
16 {1, 2, 3, 4, 5, 6}
17 >>> a.issu
18 a.issubset(   a.issuperset(
19 >>> a.issubset(b)
20 False
    View Code

     

2. 元组　　

只读列表，只有count, index 2 个方法

做用：若是一些数据不想被人修改， 能够存成元组，好比身份证列表

3. 字典

key-value对

  1. 特性：
  2. 无顺序
  3. 去重
  4. 查询速度快，比列表快多了
  5. 比list占用内存多

为何会查询速度会快呢？由于他是hash类型的，那什么是hash呢？

哈希算法将任意长度的二进制值映射为较短的固定长度的二进制值，这个小的二进制值称为哈希值。哈希值是一段数据惟一且极其紧凑的数值表示形式。若是散列一段明文并且哪怕只更改该段落的一个字母，随后的哈希都将产生不一样的值。要找到散列为同一个值的两个不一样的输入，在计算上是不可能的，因此数据的哈希值能够检验数据的完整性。通常用于快速查找和加密算法

dict会把全部的key变成hash 表，而后将这个表进行排序，这样，你经过data[key]去查data字典中一个key的时候，python会先把这个key hash成一个数字，而后拿这个数字到hash表中看没有这个数字， 若是有，拿到这个key在hash表中的索引，拿到这个索引去与此key对应的value的内存地址那取值就能够了。

上面依然没回答这样作查找一个数据为何会比列表快，对不对？ 呵呵，等我课上揭晓。

4. 字符编码

 

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，由于到了内存里，这段代码实际上是以bytes二进制格式存的，不过即便是2进制流，也能够按不一样的编码格式转成2进制流，你懂么？
  3. 若是在文件头声明了#_*_coding:utf-8*_，就能够写中文了， 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*_的状况下，你在声明变量若是写成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,因此能够直接写中文，也不须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, 由于默认便是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")便可以
  3. 但py3里，你在your_str.encode("gbk")时，感受好像还加了一个动做，就是就是encode的数据变成了bytes里，我擦，这是怎么个状况，由于在py3里，str and bytes作了明确的区分，你能够理解为bytes就是2进制流，你会说，我看到的不是010101这样的2进制呀， 那是由于python为了让你能对数据进行操做而在内存级别又帮你作了一层封装，不然让你直接看到一堆2进制，你能看出哪一个字符对应哪段2进制么？什么？本身换算，得了吧，你连超过2位数的数字加减运算都费劲，还仍是省省心吧。　　
  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作了个别名(python2里的str就是bytes, py3里的str是unicode)，没有像py3同样给你显示的多出来一层封装，但其实其内部仍是封装了的。 这么讲吧， 不管是2仍是三， 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，互联网上不少网站用的编码格式很杂，虽然总体趋向都变成utf-8，但如今仍是很杂，因此爬网页时就须要你进行各类编码的转换，不过生活正在变美好，期待一个不须要转码的世界。

最后，编码is a piece of fucking shit, noboby likes it.

 

 

1.函数基本语法及特性

背景提要

如今老板让你写一个监控程序，监控服务器的系统情况，当cpu＼memory＼disk等指标的使用量超过阀值时即发邮件报警，你掏空了全部的知识量，写出了如下代码

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while  True ：
     if  cpu利用率 >  90 % :
         #发送邮件提醒
         链接邮箱服务器
         发送邮件
         关闭链接
     
     if  硬盘使用空间 >  90 % :
         #发送邮件提醒
         链接邮箱服务器
         发送邮件
         关闭链接
     
     if  内存占用 >  80 % :
         #发送邮件提醒
         链接邮箱服务器
         发送邮件
         关闭链接

上面的代码实现了功能，但即便是邻居老王也看出了端倪，老王亲切的摸了下你家儿子的脸蛋，说，你这个重复代码太多了，每次报警都要重写一段发邮件的代码，太low了，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. 若是往后须要修改发邮件的这段代码，好比加入群发功能，那你就须要在全部用到这段代码的地方都修改一遍

你以为老王说的对，你也不想写重复代码，但又不知道怎么搞，老王好像看出了你的心思，此时他抱起你儿子，笑着说，其实很简单，只须要把重复的代码提取出来，放在一个公共的地方，起个名字，之后谁想用这段代码，就经过这个名字调用就好了，以下

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def  发送邮件(内容)
     #发送邮件提醒
     链接邮箱服务器
     发送邮件
     关闭链接
     
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' )

 

你看着老王写的代码，气势恢宏、磅礴大气，代码里透露着一股内敛的傲气，心想，老王这我的真是不通常，忽然对他的背景更感兴趣了，问老王，这些花式玩法你都是怎么知道的？ 老王亲了一口你儿子，捋了捋不存在的胡子，淡淡的讲，“老夫，年少时，师从京西沙河淫魔银角大王 ”， 你一听“银角大王”这几个字，不禁的娇躯一震，心想，真nb,怪不得代码写的这么6, 这“银角大王”当年在江湖上但是数得着的响当当的名字，只惋惜后期纵欲过分，卒于公元2016年， 真是惋惜了，只留下其哥哥孤守当年兄弟俩一块儿打下来的江山。 此时你看着的老王离开的身影，感受你儿子跟他愈来愈像了。。。

 

 

　

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一样的，具体区别，咱们后面会讲，编程中的函数在英文中也有不少不一样的叫法。在BASIC中叫作subroutine(子过程或子程序)，在Pascal中叫作procedure(过程)和function，在C中只有function，在Java里面叫作method。

定义: 函数是指将一组语句的集合经过一个名字(函数名)封装起来，要想执行这个函数，只需调用其函数名便可

特性:

  1. 减小重复代码
  2. 使程序变的可扩展
  3. 使程序变得易维护

语法定义

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def  sayhi(): #函数名
     print ( "Hello, I'm nobody!" )
 
sayhi()  #调用函数

能够带参数

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#下面这段代码
a,b  =  5 , 8
c  =  a * * b
print (c)
 
 
#改为用函数写
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。所以，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

实参能够是常量、变量、表达式、函数等，不管实参是何种类型的量，在进行函数调用时，它们都必须有肯定的值，以便把这些值传送给形参。所以应预先用赋值，输入等办法使参数得到肯定值

 

默认参数

看下面代码

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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", 就像咱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， 这就是经过默认参数实现的，把country变成默认参数很是简单

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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，为何呢？　　

关键参数

正常状况下，给函数传参数要按顺序，不想按顺序就能够用关键参数，只需指定参数名便可，但记住一个要求就是，关键参数必须放在位置参数以后。

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

　　

非固定参数

若你的函数在定义时不肯定用户想传入多少个参数，就可使用非固定参数

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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,只是由于没传值,因此为空
 
stu_register( "Jack" , 32 , "CN" , "Python" )
#输出
# Jack 32 ('CN', 'Python')

还能够有一个**kwargs

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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,只是由于没传值,因此为空
 
stu_register( "Jack" , 32 , "CN" , "Python" ,sex = "Male" ,province = "ShanDong" )
#输出
# Jack 32 ('CN', 'Python') {'province': 'ShanDong', 'sex': 'Male'}

 

局部变量　　

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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

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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。
全局变量做用域是整个程序，局部变量做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，局部变量起做用；在其它地方全局变量起做用。

 

3.返回值　　

要想获取函数的执行结果，就能够用return语句把结果返回

注意:

  1. 函数在执行过程当中只要遇到return语句，就会中止执行并返回结果，so 也能够理解为 return 语句表明着函数的结束
  2. 若是未在函数中指定return,那这个函数的返回值为None 

　　

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

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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， 为何呢？

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，能够调用其余函数。若是一个函数在内部调用自身自己，这个函数就是递归函数。

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def  calc(n):
     print (n)
     if  int (n / 2 )  = = 0 :
         return  n
     return  calc( int (n / 2 ))
 
calc( 10 )
 
输出：
10
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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小

3. 递归效率不高，递归层次过多会致使栈溢出（在计算机中，函数调用是经过栈（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。因为栈的大小不是无限的，因此，递归调用的次数过多，会致使栈溢出）

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 data = [1, 3, 6, 7, 9, 12, 14, 16, 17, 18, 20, 21, 22, 23, 30, 32, 33, 35]
 2  
 3  
 4 def binary_search(dataset,find_num):
 5     print(dataset)
 6  
 7     if len(dataset) >1:
 8         mid = int(len(dataset)/2)
 9         if dataset[mid] == find_num:  #find it
10             print("找到数字",dataset[mid])
11         elif dataset[mid] > find_num :# 找的数在mid左面
12             print("\033[31;1m找的数在mid[%s]左面\033[0m" % dataset[mid])
13             return binary_search(dataset[0:mid], find_num)
14         else:# 找的数在mid右面
15             print("\033[32;1m找的数在mid[%s]右面\033[0m" % dataset[mid])
16             return binary_search(dataset[mid+1:],find_num)
17     else:
18         if dataset[0] == find_num:  #find it
19             print("找到数字啦",dataset[0])
20         else:
21             print("没的分了,要找的数字[%s]不在列表里" % find_num)
22  
23  
24 binary_search(data,66)
View Code

　

5. 匿名函数 

匿名函数就是不须要显式的指定函数

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#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，用上这个东西没感受有毛方便呀， 。。。。呵呵，若是是这么用，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，以下

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res  =  map ( lambda  x:x * * 2 ,[ 1 , 5 , 7 , 4 , 8 ])
for  i  in  res:
     print (i)

输出

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6.函数式编程介绍　　

 

函数是Python内建支持的一种封装，咱们经过把大段代码拆成函数，经过一层一层的函数调用，就能够把复杂任务分解成简单的任务，这种分解能够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（其实是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，不依赖其余状态。好比sqrt(x)函数计算x的平方根，只要x不变，不论何时调用，调用几回，值都是不变的。

 

Python对函数式编程提供部分支持。因为Python容许使用变量，所以，Python不是纯函数式编程语言。

1、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可能写成一系列嵌套的函数调用。举例来讲，如今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，咱们能够把运算过程定义为不一样的函数，而后写成下面这样：

　　var result = subtract(multiply(add(1,2), 3), 4);

这段代码再演进如下，能够变成这样

add(1,2).multiply(3).subtract(4)

这基本就是天然语言的表达了。再看下面的代码，你们应该一眼就能明白它的意思吧：

merge([1,2],[3,4]).sort().search("2")

所以，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

变量能够指向函数，函数的参数能接收变量，那么一个函数就能够接收另外一个函数做为参数，这种函数就称之为高阶函数。

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def  add(x,y,f):
     return  f(x)  +  f(y)
 
 
res  =  add( 3 , - 6 , abs )
print (res)

 

8. 内置参数　　

 

内置参数详解 https://docs.python.org/3/library/functions.html?highlight=built#ascii 

#compile
f = open("函数递归.py")
data =compile(f.read(),'','exec')
exec(data)


#print
msg = "又回到最初的起点"
f = open("tofile","w")
print(msg,"记忆中你青涩的脸",sep="|",end="",file=f)


# #slice
# a = range(20)
# pattern = slice(3,8,2)
# for i in a[pattern]: #等于a[3:8:2]
#     print(i)
#
#


#memoryview
#usage:
#>>> memoryview(b'abcd')
#<memory at 0x104069648>
#在进行切片并赋值数据时，不须要从新copy原列表数据，能够直接映射原数据内存，
import time
for n in (100000, 200000, 300000, 400000):
    data = b'x'*n
    start = time.time()
    b = data
    while b:
        b = b[1:]
    print('bytes', n, time.time()-start)

for n in (100000, 200000, 300000, 400000):
    data = b'x'*n
    start = time.time()
    b = memoryview(data)
    while b:
        b = b[1:]
    print('memoryview', n, time.time()-start)
几个内置方法用法提醒

　　

本节做业

有如下员工信息表

 

固然此表你在文件存储时能够这样表示

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1 ,Alex Li, 22 , 13651054608 ,IT, 2013 - 04 - 01

现须要对这个员工信息文件，实现增删改查操做

  1. 可进行模糊查询，语法至少支持下面3种:
    1. 　　select name,age from staff_table where age > 22
    2. 　　select  * from staff_table where dept = "IT"
    3.       select  * from staff_table where enroll_date like "2013"
    4. 查到的信息，打印后，最后面还要显示查到的条数 
  2. 可建立新员工纪录，以phone作惟一键，staff_id需自增
  3. 可删除指定员工信息纪录，输入员工id，便可删除
  4. 可修改员工信息，语法以下:
    1. 　　UPDATE staff_table SET dept="Market" WHERE where dept = "IT"

 注意：以上需求，要充分使用函数，请尽你的最大限度来减小重复代码！

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