Python初学10——代码复用与函数递归

最新推荐文章于 2023-03-25 16:41:11 发布

觅道無涯-千知

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分类专栏： Python 文章标签： python

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一、代码复用与模块化设计

代码复用的抽象：

函数：将代码命名，在代码层面建立了初步的抽象
对象：具有属性和方法，如<a>.<b>和<a>.<b>()，在函数之上再次组织进行抽象

代码的模块化：

紧耦合：两个部分之间交流很多，无法独立存在
松耦合：两个部分之间交流较少，可以独立存在
模块内部紧耦合，模块之间松耦合

二、函数递归的理解（基例、链条）

函数递归：函数调用自身的方式。

比如： $n! = \left\{\begin{matrix} 1 & & n=0 \\ n(n-1)! & & otherwise \end{matrix}\right.$

存在两个特点：

链条：计算过程存在递归链条
基例：存在一个或多个不需要再次递归的基础实例

三、函数递归的调用过程（函数、分支）

计算n!

递归实现：（函数+分支）

递归本身是一个函数，需要定义一个函数
函数内部采用分支语句对输入参数判断
链条和基例，要分别编写对应代码

四、函数递归举例

4.1 字符串反转

目标：将字符串s反转后输出。

可以用字符串切片的方法：s[::-1]，实现对字符串s的反转输出。字符串切片方法参考“Python初学4”第一章第3节。
用函数递归实现：

4.2 斐波那契数列

目标：代码实现斐波那契数列。

$F(n) = \left\{\begin{matrix} 1 & & n=1 \\ 1 & & n=2 \\ F(n-1) + F(n-2) & & otherwise \end{matrix}\right.$

4.3 汉诺塔

目标：代码实现汉诺塔问题。

五、“科赫雪花”实例

5.1 绘制“科赫曲线”

“科赫曲线”绘制过程：一条线段平均分三段，中间一段变成一个60度的凸起。

import turtle
'''
    功能：  绘制“科赫曲线”
    参数：  size：初始线段的长度
            level：“科赫曲线”的阶数
    返回值：无
'''
def koch(size, level):
    if level == 0:
        turtle.forward(size)
    else:
        for angle in [0, 60, -120, 60]:
            turtle.left(angle)
            koch(size/3, level-1)

def main():
    turtle.setup(800,400) # 设置画布大小
    turtle.penup()        # 抬起画笔
    turtle.goto(-300,-50) # 设置画笔位置
    turtle.pendown()      # 落下画笔
    turtle.pensize(2)     # 设置画笔粗细
    koch(600,3)           # 绘制“科赫曲线”
    turtle.hideturtle()   # 隐藏画笔
    turtle.done()         # 保留显示窗口

main()

5.2 “科赫曲线”绘制“科赫雪花”

import turtle
'''
    功能：  绘制“科赫曲线”
    参数：  size：初始线段的长度
            level：“科赫曲线”的阶数
    返回值：无
'''
def koch(size, level):
    if level == 0:
        turtle.forward(size)
    else:
        for angle in [0, 60, -120, 60]:
            turtle.left(angle)
            koch(size/3, level-1)

'''
    功能：  使用等边三角形框架绘制“科赫雪花”
    参数：  size：初始线段的长度
            level：“科赫曲线”的阶数
    返回值：无
'''
def kocher(size, level):
    for angle in [60, -120, -120]:
        turtle.left(angle)
        koch(size, level)


def main():
    turtle.setup(800,600) # 设置画布大小
    turtle.penup()        # 抬起画笔
    turtle.goto(-500,-50) # 设置画笔位置
    turtle.pendown()      # 落下画笔
    turtle.pensize(2)     # 设置画笔粗细
    kocher(400, 5)        # 绘制“科赫雪花”
    turtle.hideturtle()   # 隐藏画笔
    turtle.done()         # 保留显示窗口

main()