第三周——Python中的函数和模块1

Python中的函数和模块

函数是功能相对独立且会重复使用的代码的封装。

1. 标准库中的模块和函数

函数	说明
abs	返回一个数的绝对值，例如：abs(-1.3)会返回1.3。
bin	把一个整数转换成以'0b'开头的二进制字符串，例如：bin(123)会返回'0b1111011'。
chr	将Unicode编码转换成对应的字符，例如：chr(8364)会返回'€'。
hex	将一个整数转换成以'0x'开头的十六进制字符串，例如：hex(123)会返回'0x7b'。
input	从输入中读取一行，返回读到的字符串。
len	获取字符串、列表等的长度。
max	返回多个参数或一个可迭代对象（后面会讲）中的最大值，例如：max(12, 95, 37)会返回95。
min	返回多个参数或一个可迭代对象（后面会讲）中的最小值，例如：min(12, 95, 37)会返回12。
oct	把一个整数转换成以'0o'开头的八进制字符串，例如：oct(123)会返回'0o173'。
open	打开一个文件并返回文件对象（后面会讲）。
ord	将字符转换成对应的Unicode编码，例如：ord('€')会返回8364。
pow	求幂运算，例如：pow(2, 3)会返回8；pow(2, 0.5)会返回1.4142135623730951。
print	打印输出。
range	构造一个范围序列，例如：range(100)会产生0到99的整数序列。
round	按照指定的精度对数值进行四舍五入，例如：round(1.23456, 4)会返回1.2346。
sum	对一个序列中的项从左到右进行求和运算，例如：sum(range(1, 101))会返回5050。
type	返回对象的类型，例如：type(10)会返回int；而type('hello')会返回str。

2. 全局变量和局部变量

全局变量：没有写在任何函数里面的变量
局部变量：定义在函数内的变量

python程序中搜索一个变量是按照 LEGB 顺序进行搜索的：
Local（局部作用域）-->Embeded（嵌套作用域）-->
Global（全局作用域）-->Built-in(内置作用域)

global-->声明使用全局变量或者定义一个局部变量将其放到全局作用域
nonlocal-->声明使用嵌套作用域的变量（不使用局部变量）

3. 例子—骰子游戏

玩家摇两颗色子，如果第一次摇出了7点或11点，玩家胜；如果摇出了2点、3点、12点，庄家胜；如果摇出了其他的点数，游戏继续，玩家重新摇色子；如果玩家摇出了第一次摇的点数，玩家胜；如果玩家摇出了7点，庄家胜；如果玩家摇出其他点数，游戏继续，玩家重新摇色子，直到分出胜负。

游戏开始之前，玩家有1000元的初始资金，玩家可以下注，赢了获得下注的金额，输了就扣除下注的金额，游戏结束的条件是玩家把钱输光。

import random

def roll_dice(num):
    """
    摇骰子

    :param num: 骰子的数量
    :return:摇出的点数
    """
    total=0
    for _ in range(num):
        total+=random.randrange(1,7)

    return total

def win():
    """
    玩家赢
    :return:
    """
    global money
    print('玩家胜利')
    money += zhuma

def lose():
    global money
    print('庄家胜利')
    money -= zhuma

money = 1000
while money > 0:
    print(f'玩家总资产为{money}元.')
    zhuma = 0
    while zhuma <= 0 or zhuma > money:
        try:
            zhuma = int(input('请下注: '))
        except ValueError:
            pass

    first_point=roll_dice(2)
    print(f'玩家摇出了{first_point}点。')
    if first_point in (7, 11):
        win()
    elif first_point in (2, 3, 12):
        lose()
    else:
        while True:
            curr_point=roll_dice(2)
            print(f'玩家摇出了{curr_point}点')
            if curr_point==first_point:
                win()
                break
            elif curr_point==7:
                lose()
                break

print('玩家已破产')

4. 例子—双色球随机选号

红色球01-33，选择不重复的6个球，按从小到大排列
蓝色球01-16，选择一个球，跟在红色球的后面

import random

def generate():
    """
    生成一组彩票号码

    :return:
    """
    red_ball = [i for i in range(1, 34)]
    blue_ball = [i for i in range(1, 17)]
    # 无放回抽样
    select_balls = random.sample(red_ball, 6)
    select_balls.sort()
    select_balls += random.sample(blue_ball, k=1)
    return select_balls


def display(balls):
    """
    显示一组彩票号码

    :param balls: 装彩票号码对应的球的列表
    :return:
    """
    for ball in balls:
        print(f'{ball:0>2d}', end=' ')
    print()

n=int(input('机选几注：'))
for _ in range(n):
    display(generate())

5.例子—随机验证码

写一个实现生成指定长度的随机验证码（有数字和英文字母构成）的函数。
写好了之后，通过调用该函数，生成10组随机验证码

import random
import string
def get_captcha_code(length: int=4) ->str:# : int=4) ->str   类型标注
    """
    生成随机验证码

    :param length: 验证码的长度
    :return: 随机验证码字符串
    """
    selected_chars=random.choices(string.digits+string.ascii_letters,k=length)
    return ''.join(selected_chars)

for _ in range(10):
    print(get_captcha_code())

6. 例子—输出2-100范围内的质数

def is_prime(num):
    """
    判断一个正整数是不是质数

    :param num: 正整数
    :return: 如果是质数返回True,否则返回False
    """
    for i in range(2,int(num**0.5)+1):
        if num % i==0:
            return False
    return num!=1 and True

for n in range(2,100):
    if is_prime(n):
        print(n,end=' ')

7. 例子—求极差、均值、方差、标准差、中位数

def ptp(data):
    """求极差（全距）"""
    return max(data)-min(data)

def average(data):
    """求均值"""
    return sum(data)/len(data)

def variance(data):
    """求方差"""
    x_bar = average(data)
    total=0
    for num in data:
        total+=(num-x_bar)**2
    return total / (len(data)-1)

def standard_deviation(data):
    """求标准差"""
    return variance(data)**0.5

def median(data):
    """求中位数"""
    temp=sorted(data)
    size=len(temp)
    if size % 2 != 0:
        return temp[size//2]
    else:
        return average(temp[size//2-1:size//2+1])

8. 总结

1. 一般返回布尔值的命名：前面加is

2. 写程序的终极原则：高内聚，低耦合。—>high cohesion low coupling
   设计函数最重要的原则：单一职责原则（一个函数只做好一件事情）–高度内聚

3. 函数sort（）排序会打乱原来的顺序 ，而sorted（）排序不会打乱顺序，返回

4. 解决命名冲突：

   Python中的from、import、as关键字专门用来处理包和模块导入的操作，as可以用来取别名。
   （1）如果要使用其他模块中的定义函数，可以先通过import导入模块，然后通过“模块名.函数名（）”的方式调用函数；
   （2）还有一种做法是直接 从模块中导入函数–>‘from 模块 import 函数名’–>直接通过函数名调用函数