Python学习笔记2-函数、高级特性

函数

  1. 调用函数
    要调用一个函数,需要知道函数的名称和参数,比如求绝对值的函数abs,只有一个参数
>>> abs(100)
100
>>> abs(-20)
20
>>> abs(12.34)
12.34

如果对要调用的函数有不清楚的地方,可以通过help(abs)查看函数的帮助信息
返回值: 函数可以返回tuple,如x, y = move(100, 100, 60, math.pi / 6),就像返回一次返回多个值一样。

  1. 创建函数
    2.1 默认参数
    python支持默认参数,格式如
def power(x, n=2):
    s = 1
    while n > 0:
        n = n - 1
        s = s * x
    return s

默认参数确实带来了很多方便,不过也有些细节要注意:
一、必选参数在前,默认参数在后,否则Python的解释器会报错
二、如何设置默认参数。
三、当函数有多个参数时,把变化大的参数放前面,变化小的参数放后面。变化小的参数就可以作为默认参数。
还有一点:
Python函数在定义的时候,默认参数L的值就被计算出来了,即[],因为默认参数L也是一个变量,它指向对象[],每次调用该函数,如果改变了L的内容,则下次调用时,默认参数的内容就变了,不再是函数定义时的[]了。
所以,定义默认参数要牢记一点:默认参数必须指向不变对象!
2.2 可变参数
在Python函数中,还可以定义可变参数,格式如下

def sum(*nums):
    s=0
    for n in nums:
        s=s+n
    return s

如果要直接传入list或tuple,可以这样:

nums = [1, 2, 3]
sum(*nums)

2.3关键字参数
可变参数允许你传入0个或任意个参数,这些可变参数在函数调用时自动组装为一个tuple。而关键字参数允许你传入0个或任意个含参数名的参数,这些关键字参数在函数内部自动组装为一个dict。请看示例:

def person(name, age, **kw): 
    print('name:', name, 'age:', age, 'other:', kw)

和可变参数类似,也可以先组装出一个dict,然后,把该dict转换为关键字参数传进去:

>>> extra = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
>>> person('Jack', 24, city=extra['city'], job=extra['job'])
name: Jack age: 24 other: {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}

上面复杂的调用可以用简化的写法:

>>> extra = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
>>> person('Jack', 24, **extra)
name: Jack age: 24 other: {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}

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,只接收city和job作为关键字参数。这种方式定义的函数如下:

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

如果函数定义中已经有了一个可变参数,后面跟着的命名关键字参数就不再需要一个特殊分隔符*了:

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

2.4参数组合
在Python中定义函数,可以用必选参数、默认参数、可变参数、关键字参数和命名关键字参数,这5种参数都可以组合使用。但是请注意,参数定义的顺序必须是:必选参数、默认参数、可变参数、命名关键字参数和关键字参数。

def f1(a, b, c=0, *args, **kw):
    print('a =', a, 'b =', b, 'c =', c, 'args =', args, 'kw =', kw)
def f2(a, b, c=0, *, d, **kw):
    print('a =', a, 'b =', b, 'c =', c, 'd =', d, 'kw =', kw)

对于任意函数,都可以通过类似func(*args, **kw)的形式调用它,无论它的参数是如何定义的。

高级特性

  1. 切片
    对于经常取指定索引范围的操作,用循环十分繁琐,因此,Python提供了切片(Slice)操作符,能大大简化这种操作。
    如下:
>>> L = ['Michael', 'Sarah', 'Tracy', 'Bob', 'Jack']
>>> L[0:3]
['Michael', 'Sarah', 'Tracy']

其实就是获取左闭右开的子集,如果第一个索引是0,还可以省略,另外python还支持倒序切片,如:

>>> L[-2:]
['Bob', 'Jack']
>>> L[-2:-1]
['Bob']

记住倒数第一个元素的索引是-1.如果是L[0:4:2]就是从第0个到第四个,每两个数取一个的意思
字符串'xxx'也可以看成是一种list,每个元素就是一个字符。因此,字符串也可以用切片操作,只是操作结果仍是字符串,如下所示:

>>> 'ABCDEFG'[:3]
'ABC'
>>> 'ABCDEFG'[::2]
'ACEG'
  1. 迭代
    如果给定一个list或tuple,我们可以通过for循环来遍历这个list或tuple,这种遍历我们称为迭代(Iteration)。python的迭代其实和Java的for each 循环比较类似,不过其抽象程度高于Java的迭代,像list这种数据类型虽然有下标,但很多其他数据类型是没有下标的,但是,只要是可迭代对象,无论有无下标,都可以迭代,比如dict就可以迭代:
>>> d = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
>>> for key in d:
...     print(key)
...
a
c
b

因为dict的存储不是按照list的方式顺序排列,所以,迭代出的结果顺序很可能不一样。
默认情况下,dict迭代的是key。如果要迭代value,可以用for value in d.values(),如果要同时迭代key和value,可以用for k, v in d.items()。
当我们使用for循环时,只要作用于一个可迭代对象,for循环就可以正常运行,而我们不太关心该对象究竟是list还是其他数据类型。
那么,如何判断一个对象是可迭代对象呢?方法是通过collections模块的Iterable类型判断,如下:

>>>isinstance('abc', Iterable)
True
  1. 列表生成式
    列表生成式即List Comprehensions,是Python内置的非常简单却强大的可以用来创建list的生成式。举个例子,要生成list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]可以用list(range(1, 11))
    但如果要生成[1x1, 2x2, 3x3, ..., 10x10]怎么做?方法一是循环:
>>> L = []
>>> for x in range(1, 11):
...    L.append(x * x)
...
>>> L
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

但是循环太繁琐,而列表生成式则可以用一行语句代替循环生成上面的list:

>>> [x * x for x in range(1, 11)]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

for循环后面还可以加上if判断,这样我们就可以筛选出仅偶数的平方:

>>> [x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
[4, 16, 36, 64, 100]

用列表生成式可以写出很简洁的代码,不过个人感觉可读性略差,可能习惯了就好

  1. 生成器
    简单的说生成器是一个函数,它记住上一次返回时在函数体中的位置。对生成器函数的第二次(或第 n 次)调用跳转至该函数中间,而上次调用的所有局部变量都保持不变。
    生成器不仅“记住”了它数据状态;生成器还“记住”了它在流控制构造(在命令式编程中,这种构造不只是数据值)中的位置。
    生成器的特点
    生成器是一个函数,而且函数的参数都会保留。
    迭代到下一次的调用时,所使用的参数都是第一次所保留下的,即是说,在整个所有函数调用的参数都是第一次所调用时保留的,而不是新创建的。如下:
>>>g=(x*x for x in range(1,11))
>>>print(next(g))
1
>>>print(next(g))
4
>>>print(next(g))
9
>>>print(next(g))
16
>>>print(next(g))
25

如上所示,next()用起来不是很方便,所以我们创建了一个generator后,基本上永远不会调用next(),而是通过for循环来迭代它,并且不需要关心StopIteration的错误。
generator非常强大。如果推算的算法比较复杂,用类似列表生成式的for循环无法实现的时候,还可以用函数来实现。

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