Python（6）——函数和代码复用

函数的作用

对函数的理解

函数调用

程序输出结果

打招呼函数

编程题
请用程序实现
用函数给某个人打招呼。

函数定义
def say_hello (name):
pass
参数说明
name是一个字符串，表示名字。

返回值说明
该函数没有返回值，调用该函数会输出一段话：你好，xxx，认识你很高兴！

"""
打招呼函数
要求：
1. 定义函数 say_hello
2. 有 1 个参数 name 表示要给谁打招呼
3. 实现函数功能，即在控制台打印：`你好，<name>，认识你很高兴！`（注：name 是函数的参数）
"""
name = input('')
def say_hello(name):
    print('你好，{}，认识你很高兴！'.format(name))

say_hello(name)

return关键字

能否组成三角形函数

编程题
判断三条线段能否构成一个三角形，需要满足两条规则：

三角形的三条边长必须大于零。
任意两边之和必须大于第三边。
编程实现：用函数判断三个数字能否构成三角形，并将判断结果返回。

函数定义
def is_triangle (a, b, c):
pass
参数说明
a, b, c均为整数。

返回值说明
三角形三边长必须大于零，不满足则返回数字-1，表示数据不合法；
任意两边之和必须大于第三边：
不满足则返回数字0，表示不能组成三角形；
满足则返回数字1，表示能组成三角形。

"""
编写 is_triangle 函数，此函数有 3 个参数，分别为3个数字，
判断这3个数字所代表的边长能否组成一个三角形
"""


def is_triangle (a,b,c):
    if a>0 and b>0 and c>0:
        if (a+b)>c and (a+c)>b and (b+c)>a:
            return 1
        else:
            return 0
    else:
        return -1

计算n个自然数的立方和

编程题
编程实现：定义一个函数，其功能是计算 n 个自然数的立方和，如下图所示。

立方和sum

定义函数 sumOfSeries
有 1 个参数 n 表示自然数的个数
有 1 个返回值，返回自然数的立方和
调用函数，使函数执行后在控制台打印：‘和为：xx’

# 定义立方和的函数
def sumOfSeries(n):
    sum = 0
    for i in range(n+1):
        sum += i ** 3
    return sum
   
# 调用函数
print("和为：",sumOfSeries(5))

简单计算器实现

编程题
请用程序实现
用函数实现 加、减、乘、除 的运算。

函数定义
#加法函数
def addition (num1, num2):
pass

#减法函数
def subtraction (num1, num2):
pass

#乘法函数
def multiplication (num1, num2):
pass

#除法函数
def division (num1, num2):
pass
参数说明
num1,num2均为整数，表示需要进行计算的两个数字。

返回值说明
四个函数的返回值，均为执行对应操作后计算出来的值。

# 定义加法函数 addition
def addition (num1, num2):
    sum = num1 + num2
    return sum

# 定义减法函数 subtraction
def subtraction (num1, num2):
    sub = num1 - num2
    return sub
    
# 定义乘法函数 multiplication
def multiplication (num1, num2):
    mul = num1 * num2
    return mul
    
# 定义除法函数 division
def division (num1, num2):
    div = num1 / num2
    return div

转换秒为时间

编程题
1 天有 86400 秒，那么 100000 秒相当于多长时间呢？

编程实现：完善函数convert_from_seconds，将一个指定的秒数转换为[天, 时, 分, 秒]的数据格式，并将其返回。

函数定义
def convert_from_seconds (seconds):
pass
参数说明
seconds 是一个整数，表示待转换的秒数。
返回值说明
函数返回一个列表，列表内存储的值分别为[天, 时, 分, 秒]，且0 ≤ 秒 ≤ 59，0 ≤ 分 ≤ 59，0 ≤ 时 ≤ 23，天 ≥ 0。

# 定义一个 convert_from_seconds 函数, 参数 seconds, 返回表示时间的列表
def convert_from_seconds (seconds):
    day,hour,minu,sec=0,0,0,0
    if seconds < 86400:
        if seconds < 3600:
            if seconds < 60:
                sec = seconds
            else:
                sec = seconds % 60
                minu = seconds // 60
        else:
            hour = seconds // 3600
            minu = (seconds - hour * 3600) // 60
            sec = (seconds - hour * 3600 - minu * 60)
    else:
        day = seconds // 86400
        hour = (seconds % 86400) // 3600
        minu = (seconds - day * 86400 - hour * 3600) // 60
        sec = (seconds - day * 86400 - hour * 3600 - minu * 60)
    return [day, hour, minu, sec]
# 调用函数
result = convert_from_seconds(3600)
print(result)

最大公约数

编程题
编程实现：按下面的要求，输出两个正整数的最大公约数。

定义函数 common_divisor(num1, num2)，该函数返回两个正整数的最大公约数；函数有两个参数，分别对应两个正整数；有1个返回值，代表求得的最大公约数。
接收两个输入值，调用函数 common_divisor，输出最大公约数。

# 定义并实现函数 common_divisor
def common_divisor(num1, num2):
    max=num1 if num1 > num2 else num2
    min=num2 if num1 > num2 else num1
    if max % min==0:
        return min
    else:
        return common_divisor(min, max - min * (max // min))

# 调用函数
result = common_divisor(24, 16)
print(result)

杨辉三角

编程题
杨辉三角，又称贾宪三角形、帕斯卡三角形，是二项式系数在三角形中的一种几何排列。以下是杨辉三角的前十行：由上可以看出:

每行端点与结尾的数为 1
每个数等于它上方两数之和
每行数字左右对称，且由 1 开始逐渐变大
第 n 行的数字有 n 项
请用程序实现
用函数实现，返回一个指定行数的杨辉三角数列。

函数定义
def pascal_triangle (num):
pass
参数说明
num是一个整数，表示需要输出的行数。

返回值说明
函数返回一个列表，列表内存储的值为杨辉三角某一行的数据。

# 定义函数 pascal_triangle 接受参数 num，并返回杨辉三角第 num 行
def pascal_triangle(num):
    if num==0:
        return 
    if num==1:
        return[1]
    if num==2:
        return [1,1]
    num -= 2
    rList = [[1],[1,1]]
    while num>0:
        newList = [1]
        for i in range(len(rList[-1])-1):
            newList.append(rList[-1][i]+rList[-1][i+1])
        newList.append(1)
        num -= 1
        rList.append(newList)
    return newList

# 调用函数
result = pascal_triangle(3)
print(result)
    

线性查找

编程题
线性查找指按一定的顺序检查列表中每一个元素，直到找到所要寻找的特定值为止示。

编程实现：定义一个函数，其功能是线性查找列表中的元素，如下图所示。请按下面的要求实现。

线性查找linear-searching

定义线性查找函数 linear_searching(list,size,target)，接收三个参数 要进行查找的列表(list)、列表长度(size)、目标元素(target)，在 list 中查找 target，如果 target 在 list 中则将 target 的位置（索引+1）返回；否则返回数字 -1。
列表元素已给出，接收输入的目标元素值，调用函数 linear_searching，输出查找结果，如果查到，则输出“该元素在第几个位置”；如果未查到，则输出“该元素不在列表中”。

# 定义函数 linear_searching 接受参数 list, size, target，并将查找结果返回
def linear_searching(list, size, target):
    for i in range(size):
        if list[i] == target:
            return i
    return -1

list=['a','b','c','d','e','f','g']
size=len(list)
target='f'

print(linear_searching(list,size,target))

七段数码管绘制

编程题
七段数码管是一种展示数字的有效方式。
(1) 使用 time 库获得系统当前时间，格式如下：20190411‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‫‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‭‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‫‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‫‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‪‬

(2) 绘制对应的七段数码管‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‫‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‭‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‫‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‫‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‪‬

(3) 数码管风格不限‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‫‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‭‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‫‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‫‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‪‬‮‬‪‬‪‬‪‬‪‬‪‬‮‬‫‬‪‬

import turtle as t
import time
def drawgap():
    t.pu()
    t.fd(5)
def drawline(draw):#绘制单段数码管
    t.pendown() if draw else t.penup()
    t.fd(40)
    drawgap()
    t.right(90)
def drawdigit(digit):#根据数值绘制七段数码管
    drawline(True) if digit in [2,3,4,5,6,8,9] else drawline(False)
    drawline(True) if digit in [0,1,3,4,5,6,7,8,9] else drawline(False)
    drawline(True) if digit in [0,2,3,5,6,8,9] else drawline(False)
    drawline(True) if digit in [0,2,6,8] else drawline(False)
    t.left(90)
    drawline(True) if digit in [0,4,5,6,8,9] else drawline(False)
    drawline(True) if digit in [0,2,3,5,6,7,8,9] else drawline(False)

    drawline(True) if digit in [0,1,2,3,4,7,8,9] else drawline(False)
    t.left(180)
    t.pu()#为绘制后续数字确定位置
    t.fd(20)#为绘制后续数字确定位置
def drawdate(date):#获取日期
    t.pencolor("green")
    for i in date:
        if i == '年':
            t.write('年',font = ("Arial",18,"normal"))
            t.pencolor("blue")
            t.fd(40)
        elif i == "月":
            t.write('月',font = ("Arial",18,"normal"))
            t.pencolor("yellow")
            t.fd(40)
        elif i == "日":
            t.write('日',font = ("Arial",18,"normal"))
            t.pencolor("red")
        else:
            drawdigit(eval(i))#通过eval()将数字变成整数
def main(date):
    t.setup(1500,650,20,20)
    t.pu()
    t.fd(-600)
    t.pensize(5)
    drawdate(time.strftime("%Y年%m月%d日",time.gmtime()))
    t.fd(40)
    t.color("red")
    drawdate(date)
    t.hideturtle()
    t.done()
main(input("请输入一个年月日，例：2021年05月01日:\n"))

斐波那契数列计算

编程题
形如1，1，2，3，5，8…的数列，被称之为斐波那契数列。这个数列的特点是从第三个数字开始，每个数字都等于前两个数字之和。

请用程序实现
用函数实现，计算斐波那契数列某项的值，并将计算结果返回。

函数定义
def fbi (num):
pass
参数说明
num是一个整数，表示斐波那契数列的项数。

返回值说明
函数返回一个整数，该整数为斐波那契数列第 num 项的值。

# 定义一个 fbi 函数，参数 num，返回斐波那契数列第 num 项的值。
def fbi(num):
    if num == 1 or num == 2:
        return 1
    else:
        return fbi (num-1) +fbi (num-2)

print(fbi(5))

汉诺塔实践

编程题
请用程序实现
用函数实现汉诺塔的移动步骤拆解。

函数定义
def hanoi (n, src, dst, mid):
pass
参数说明
n是整数，表示圆柱 A 上面的圆盘个数。
src是大写字母A，表示最左边的圆柱。
dst是大写字母C，表示最右边的圆柱。
mid是大写字母B，表示中间的圆柱。
返回值说明
此函数没有返回值，调用函数后函数输出圆盘移动的步骤。

# 请在...补充一行或多行代码
count = 0

def hanoi (n, src, dst, mid):
    global count
    if n == 1:
        print("{}: {}->{}".format(1, src, dst))
        count += 1
    else:
        #先把最上面的所有盘src->mid,移动过程用到dst
        hanoi(n-1,src,mid,dst)
        #把最下面的盘src->dst
        print("{}: {}->{}".format(n, src, dst))
        #print(f"第{n}个盘从{src}-->{dst}")
        #把mid塔的所有盘从mid-->dst,移动过程使用到a
        hanoi(n-1,mid,dst,src)

hanoi(3, "A", "C", "B")
print(count)

合法的用户名

编程题
有一些网站注册用户时，会对用户名长度进行限制，比如用户名的长度必须在6(含)~18(含)位之间。

请用程序实现
用函数实现对用户名的合法性进行检查。

函数定义
def check_username (username):
pass
参数说明
username是一个任意长度的字符串，表示待检查的用户名。

返回值说明
如果用户名长度在6(含)~18(含)，则用户名有效，返回True；否则返回False。

"""
实现 check_username 函数，检查 username 是否有效
username 长度在 6-18 位之间，返回 True，否则返回 False
"""
def check_username(username):
    if 6 <= len(username) <= 18:
        return True
    else:
        return False

# 调用函数
result = check_username('lisi')
print(result)

科赫雪花小包裹

编程题
科赫曲线，也叫雪花曲线。绘制科赫曲线。

# 请在...补充一行或多行代码
import turtle
def koch(size, n):
    ...

def main(level):
    turtle.setup(600,600)
    turtle.penup()
    turtle.goto(-200, 100)
    turtle.pendown()
    turtle.pensize(2)
    koch(400,level)
    turtle.right(120)
    koch(400,level)
    turtle.right(120)
    koch(400,level)
    turtle.hideturtle() 
    
try:
    level = eval(input("请输入科赫曲线的阶: "))
    main(level)
except:
    print("输入错误")

密码的强度

编程题
密码是账户的重要安全保障，涉及到安全问题，太简单的密码容易被猜到或破解。

请用程序实现
用函数实现一个校验密码强度的函数，用于提醒用户在注册时，密码是否足够安全。

以下为密码强度校验规则：

密码长度在 6 位及以上，强度 +1，在 8 位及以上，强度 +2，12 位及以上，强度 +4
有大写字母，强度 +2
除字母外，还包含数字，强度 +2
有除字母、数字以外字符强度 +2
函数定义
def passworld_strength (pwd):
pass
参数说明
pwd是一个字符串，表示需要检查的密码。

返回值说明
函数返回一个整数，表示密码强度。

"""
实现密码强度计算函数:
1. 实现函数 passworld_strength 返回 0-10 的数值，表示强度，数值越高，密码强度越强
2. 密码长度在 6 位及以上，强度 +1，
   在 8 位及以上，强度 +2，
   在 12 位及以上，强度 +4
3. 有大写字母，强度 +2
4. 除字母外，还包含数字，强度 +2
5. 有除字母、数字以外字符，强度 +2
"""
def password_strength(pwd):
    n=0
    if len(pwd)>=6 and len(pwd)<8:
        n=n+1
    elif len(pwd)>=8 and len(pwd)<12:
        n=n+2
    elif len(pwd)>=12:
        n=n+4
    pwdlist=list(pwd)
    for i in range(len(pwd)):
        if pwdlist[i]>='A' and pwdlist[i]<='Z':
            n=n+2
            break
    for i in range(len(pwd)):
        if pwdlist[i]>='0' and pwdlist[i]<='9':
            n=n+2
            break
    for i in range(len(pwd)):
        if ('null'<=pwdlist[i]<'0') or ('9'<pwdlist[i]<='@') or ('Z'<pwdlist[i]<='`') or ('z'<pwdlist[i]<='~'):
            n=n+2
            break
    return n
pwd=input()
print(password_strength(pwd))

藏头诗

编程题
古人经常使用藏头诗，隐晦的表达自己的想说的话，既有诗意，又能传递信息，比如下面这两首诗：

芦花丛中一扁舟，
俊杰俄从此地游。
义士若能知此理，
反躬难逃可无忧。

我画蓝江水，
爱晚亭上枫。
秋月溶溶照，
香烟袅袅绕。
请用程序实现
用函数实现，将藏头诗中隐含的意思找出来。

函数定义
def acrostic (poem):
pass
参数说明
poem是一个列表，其保存了一首诗。

返回值说明
函数返回一个字符串，字符串为藏头诗中隐含的意思。

poem1 = [
    "芦花丛中一扁舟",
    "俊杰俄从此地游",
    "义士若能知此理",
    "反躬难逃可无忧"
]

poem2 = [
    "我画蓝江水",
    "爱晚亭上枫",
    "秋月溶溶照",
    "香烟袅袅绕"
]


def acrostic(poem):
    str = []
    for i in range(len(poem)):
        str_ = poem[i];
        str_list = list(str_)
        str.append(str_list[0])
    newstr = ''.join(str)
    return newstr


print(acrostic(poem1))
print(acrostic(poem2))

统计指定字符出现次数函数

编程题
请用程序实现
用函数实现，统计字符串中指定字符出现的次数。

注意: 禁止使用count()函数。

函数定义
def sum_char (string, char):
pass
参数说明
string是一个字符串，char是一个字符

返回值说明
函数返回一个整数，表示字符 char 在 string 中出现的次数。

"""
统计字符串 string 中出现字符 char 的次数，并返回；
char 是长度为 1 的字符串。
"""
def sum_char(string, char):
    number = 0
    for i in string:
        if i == char:
            number += 1
    return number

print(sum_char('hello,world', 'l'))
        

文件扩展名

编程题
文件扩展名是操作系统用来标记文件类型的一种机制。通常来说，一个扩展名是跟在主文件名后面的，由一个分隔符(.)分隔。

请用程序实现
用函数实现，将文件的扩展名获取出来。

函数定义
def file_ext (filename):
pass
参数说明
filename是一个字符串，表示文件名。

返回值说明
如果 filename 有扩展名，则函数返回该 filename 的扩展名，否则返回文件名错误。

"""
获取文件扩展名
说明：实现 file_ext 函数，该函数接受一个表示文件名的字符串参数 filename，返回它的扩展名
"""
def file_ext(filename):
    str1 = list(filename)
    for i in range (len(filename)):
        if str1[i] != '.':
            continue
        if str1[i] == '.':
            str2 = str1[i+1:]
            str3 = ''.join(str2)
            return str3
        else:
            return error

filename = input('')
print(file_ext(filename))

插入排序

编程题
插入排序（英语：Insertion Sort）是一种简单直观的排序算法。

它的工作原理是通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。

定义一个函数，其功能是进行插入排序，如下图所示。请编写函数完成要求。
请用程序实现：定义插入排序函数 insertion_sort 接受参数 list_sort，在函数内部对 list_sort 进行插入排序，并将排序后的列表返回。

# 定义函数 insertion_sort 接受参数 list_sort，并返回插入排序结果。
def insertion_sort(list_sort):
    n = len(list_sort)
    for j in range(n):
        i = j
        while i > 0:#和有序表中的每个一样元素进行比较（从最后一个开始）
            if list_sort[i] < list_sort[i-1]:
                list_sort[i],list_sort[i-1] = list_sort[i-1],list_sort[i]
                i -= 1
            else:
                break
            
    return list_sort
list_sort = [9,8,8,7,6,5,4,3,2,1]
print(insertion_sort(list_sort))
            
            

选择排序

编程题
选择排序（Selection sort）是一种简单直观的排序算法。

它的工作原理如下。首先在未排序序列中找到最小（大）元素，存放到排序序列的起始位置，

然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小（大）元素，然后放到已排序序列的末尾。以此类推，直到所有元素均排序完毕。

定义一个函数，其功能是进行选择排序，如下图所示。请编写函数完成要求。
请用程序实现: 定义选择排序函数 selection_sort 接受参数 list_sort，在函数内部对 list_sort 进行选择排序，并将排序后的列表返回。

# 定义函数 selection_sort 接受参数 list_sort，并返回选择排序结果。
def selection_sort(list_sort):
    for i in range(len(list_sort)):
         for j in range(i, len(list_sort)):
                if list_sort[i] > list_sort[j]:
                    list_sort[i], list_sort[j] = list_sort[j], list_sort[i]
    return list_sort

list_sort = [9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1]
print(selection_sort(list_sort))

冒泡排序

编程题
冒泡排序（Bubble Sort）也是一种简单直观的排序算法。

它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。

走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢"浮"到数列的顶端。

定义一个函数，其功能是进行冒泡排序，如下图所示。请编写函数完成要求。
请用程序实现: 定义冒泡排序函数 bubble_sort 接受参数 list_sort，在函数内部对 list_sort 进行冒泡排序，并将排序后的列表返回。

# 定义函数 bubble_sort 接受参数 list_sort，并返回冒泡排序结果
def bubble_sort(list_sort):
    n = len(list_sort)
    for i in range(n):
        for j in range(0, n-i-1):
            if list_sort[j] > list_sort[j+1] :
                list_sort[j], list_sort[j+1] = list_sort[j+1], list_sort[j]
    return list_sort
list_sort = [9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1]
print (bubble_sort(list_sort))

二分查找

编程题
二分搜索是一种在有序数组中查找某一特定元素的搜索算法。

搜索过程从数组的中间元素开始，如果中间元素正好是要查找的元素，则搜索过程结束；

如果某一特定元素大于或者小于中间元素，则在数组大于或小于中间元素的那一半中查找，而且跟开始一样从中间元素开始比较。如果在某一步骤数组为空，则代表找不到。

这种搜索算法每一次比较都使搜索范围缩小一半。

定义一个函数，其功能是进行二分查找，如下图所示。请编写函数完成要求。
请用程序实现: 定义二分查找函数 binary_search 接受参数 要进行查找的列表(list_sort)、列表长度(size)、目标元素(target)。在函数内部检查 target 是否在 list_sort 中，如果在则返回 target 的索引；如果不在则返回数字 -1。

# 定义函数 binary_search 接受参数 list_sort, size, targer，并将查找结果返回
def binary_search(list_sort, size, targer):
    low = 0
    high = size - 1
    while low <= high:
        mid = int((low + high) / 2)
        guess = list_sort[mid]
        if guess == targer:
            return mid
        if guess > targer:
            high = mid - 1
        else:
            low = mid + 1
    return -1
 
list_sort = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
targer = 3 
print(binary_search(list_sort, len(list_sort), targer))