Python函数和模块使用浅析

#Python函数和模块使用

一、函数

1、函数定义：
我们可以把程序中相对独立的功能模块抽取出来。这样做的好处一是减少重复代码的编写，二是将来可以使用重复的使用这些功能模块。python中的函数就是代表了这样的功能模块。

2、语法：def f （x）：

例如：y = f (x) 其中f是函数名，x是自变量，y是因变量。

# 定义求阶乘的函数 - 将求阶乘的功能抽取出来放到函数中
# 注意：在前面有代码的情况下：定义函数时需要与前、后代码空格两行
def f(x):
    y = 1
    for z in range(1, x + 1):
        y *= z
    return y


if __name__ == '__main__':
	m = int(input('m = '))
	n = int(input('n = '))
	print(f(m) // f(n) // f(m - n))
#通过上面的if条件可以在导入模块使用时，直接让新的数据在函数中执行

3、调用函数：函数名 + （自变量）

函数定义过程中，可以赋予函数一个默认值。

在文件hello.py下写一个函数：

def foo():
    print('hello, world!')

在hi.py文件引用foo函数：

from hello import foo
foo()   # 输出hello, world!

4、参数传递:

在 python 中，类型属于对象，变量是没有类型的：

a=[1,2,3]
a="Runoob"

以上代码中，[1,2,3] 是 List 类型，“Runoob” 是 String 类型，而变量 a 是没有类型，她仅仅是一个对象的引用（一个指针），可以是 List 类型对象，也可以指向 String 类型对象。

# 在参数前使用*表示args是可变参数
# 调用f函数时传入的参数个数可以是0个或多个
def f(*args):
    total = 0
    for val in args:
        total += val
    return total

mylist = [1, 2, 3, 4, 12, 20]
print(f(*mylist))
# 列表mylist在函数f（*args）中拆散后相加。

• 1）.随机参数(可变参数)(*args) – *args是可变参数，args接收的是一个tuple；

随机参数既可以直接传入：func(1, 2, 3)，又可以先组装list或tuple，再通过args传入：func((1, 2, 3))；

def my_sum(*args):
    total = 0
    for x in args:
        total += x
    return total

def main():
    my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
    # 如果希望将元组或列表作为可变参数传入，需要在参数名前面加*
    print(my_sum(*my_list))


if __name__ == '__main__':
    main()

• 2）.关键字参数（**kwargs） – kwargs接收的是一个dict。 – 根据参数名来决定如何执行

关键字参数可以直接传入：person(‘Jack’, 24, city= ‘Beijing’, job=‘Engineer’)，又可以先组装dict，再通过**kwargs传入：person（‘Jack’, 24, **extra）

def person(name, age, **kwargs):
    return ('name:', name, 'age:', age, 'other:', kwargs)


def main():
    extra = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
    print(person('Jack', 24, **extra))


if __name__ == '__main__':
    main()

• 3）.命名关键字参数 – 定义命名的关键字参数不要忘了写分隔符*，否则定义的将是位置参数。

对于关键字参数，函数的调用者可以传入任意不受限制的关键字参数。如果要限制关键字参数的名字，就可以用命名关键字参数，例如，上面person函数中只接收city和job作为关键字参数，添加一个特殊分隔符"*"，后面的参数被视为命名关键字参数。命名关键字参数必须传入参数名，这和位置参数不同。如果没有传入参数名，调用将报错：命名关键字参数可以有缺省值，从而简化调用：

def person(name, age, *, city, job):
    print(name, age, city, job)


def main():
    person('Jack', 24, city='Beijing', job='Engineer')


if __name__ == '__main__':
    main()

5、函数的递归调用:

函数的递归调用需满足以下两个条件
1、收敛条件 – 让递归在有限次数完成或者回溯
(如果递归条件无法在有限次数内收敛就有可能导致RecursionError)
2、递归公式

# 1到100求和
def f(n):
    if n == 1:
        return 1
    return (n + f(n - 1))

if __name__ == '__main__':
    print(f(100))

6、作用域—LEGB

局部变量（local veriable） 全局变量（global veriable）
局部作用域：函数只在函数作用域内使用 （嵌套作用域、全局作用域、内置作用域）

注意：python搜索一个变量的方式是从局部作用域到嵌套作用域再到全局作用域。
Local — Enclosed — Global。
**如果想改变搜索范围，可以使用Global和nonlocal关键字 **

注意：开发过程中减少全局变量的使用，能不使用全局变量就一定不能使用。

a = 100

def f():
    global a
    a = 200
    # 此处执行出的a为100，因为赋值说明了global a,否则执行结果为200
    b = 'hello'

   def g():
        nonlocal b
        b = 'good'
    # 此处执行结果为good，????

6、装饰器 / 包装器 – decorator
通过装饰器修饰函数 让函数在执行过程中可以做到更多额外的操作

7、高阶函数 y = f(g(x)) – λ Lambda函数（匿名函数） / 闭包 / 偏函数 / 柯里化
嵌套函数

#通过向函数中传入函数，可以写出更通用的代码
#calc函数中的第二个参数是另一个函数  它代表一个二元运算
#这样的calc函数就不需要根某一种特定的二元运算耦合在一起
#所以calc函数变得通用性更强，可以由传入的第二个参数来决定到底做什么
def calc(my_list, op):
    total = my_list[0]
    for index in range(1, len(my_list)):
        total = op(total, my_list[index])
    return total

##二、模块

Python 模块(Module)，是一个 Python 文件，以 .py 结尾，包含了 Python 对象定义和Python语句。
模块让你能够有逻辑地组织你的 Python 代码段。
把相关的代码分配到一个模块里能让你的代码更好用，更易懂。（用import导入模块来使用）
模块能定义函数，类和变量，模块里也能包含可执行的代码。

用as命名代替长名字的函数。
单一职责原则：模块，函数，

import module1 as m1
import module2 as m2

m1.foo()
m2.foo()
# as让m1、m2分别代替module1和module2

内存管理

栈 - 变量 - 地址 - 对象的引起 堆 - 真正的对象 id（） is（） 静态区

# 用sys.getrefcount() 查看内存量占用
import sys

list1 = [0] * 10
list2 = list1
list3 = list2
print(sys.getsizeof(list1))
print(sys.getrefcount(list1))
del list2
del list3
del list1[0]
print(sys.getrefcount(list1))

三、练习

约瑟夫环：

def main():
    persons = [True] * 30
    counter = 0   # 死去的人数
    index = 0     # 下标
    number = 0    # 报数
    while counter < 15:
        if persons[index]:
            number += 1
            if number == 9:
                persons[index] = False
                counter += 1
                number = 0
        index += 1
      #  index %= 30
        if index == 30:
            index = 0
    for person in persons:
        print('基' if person else '非', end=' ')

if __name__ == '__main__':
    main()

模拟双色球机选出号双色球：

from random import randrange,randint

def display(balls):
    for index, ball in enumerate(balls):
        if index == len(balls) - 1:
            print('|', end=' ')
        print('%02d' %ball, end=' ')
    print()

def random_select():
    red_balls = list(range(1, 34))
    selected_balls = []
    for _ in range(6):
        index = randrange(len(red_balls))
        selected_balls.append(red_balls[index])
        del red_balls[index]
    selected_balls.sort()
    selected_balls.append(randint(1, 16))
    return selected_balls

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

if __name__ == '__main__':
    main()