函数

1.集合的使用

  • 1.1集合的操作
    • len()，返回集合的长度。
    s = set('python')#s为{'p','y','t','h','o','n'}
len(s)#值为6
    • add()，为集合添加单个元素（可以是任何对象），如果原集合中有添加的对象，集合不变（自动去重）。
    s = set('python')#s为{'p','y','t','h','o','n'}
s.add(1)#s的值为{'p','y','t','h','o','n',1}
    • update()，把括号内的对象（可以迭代）的值（字典是key）添加到原集合中，如果原集合中有添加的元素，则自动去重。
    s =set('python')#s为{'p','y','t','h','o','n'}
s.add(1)#s的值为{'p','y','t','h','o','n',1}
s1 = [2,3,1]
s.update(s1)#s为{'p','y','t','h','o','n',1,2,3}
    • pop()，随机去除集合中的一个值并返回该值。
    s =set('python')#s为{'p','y','t','h','o','n'}
a=s.pop()
print(s,a)#我这次的运行结果为{'p', 't', 'y', 'o', 'h'} n
    • remove()去除集合中指定的元素。如果元素不存在，则系统给出KeyError。
    s =set('python')#s为{'p','y','t','h','o','n'}
s.remove('n')#s为{'p','y','t','h','o'}
s.remove('e')#KeyError:'e'
    • clear()，清空集合。
    s =set('python')#s为{'p','y','t','h','o','n'}
s.clear()#s为set()
  • 1.2集合的运算
    • 交集，两个集合都包含的元素集合，语法集合a & 集合b或a.intersection(b)。
    • 差集，在集合A中但不在集合B中的元素集合，语法集合a - 集合b，也可以使用difference()，语法a.difference(b)。
    • 并集，在集合A中或在集合B中的元素集合，语法集合a | 集合b或a.union(b)。
    • 异或集，在集合A中但不在集合B中或者在集合B中但不在集合A中，语法
      集合a ^ 集合b或a.symmetric_difference(b)。
    • 子集，真子集，超集，真超集。语法为
    a = {1,2,3}
b = {1,2,3,4,5}
c = {1,2,3,4,5}
print(f'a是b的子集：{a <= b}，a是b的真子集：{a < b}')
print(f'c是b的子集：{c <= b}，c是b的真子集：{c < b}')
print(f'b是a的超集：{b >= a}，b是a的真超集：{b > a}')
print(f'b是c的超集：{b >= c}，b是c的真超集：{b > c}')
'''
运行结果为：
a是b的子集：True，a是b的真子集：True
c是b的子集：True，c是b的真子集：False
b是a的超集：True，b是a的真超集：True
b是c的超集：True，b是c的真超集：False
'''

2.可变对象

  • 2.1对象三要素：id，type，value。可变对象是指在id,type都不变的情况下value可以改变。把变量a赋值给b时，就是把对象的三要素都传给了b，当a为可变变量时，a或b的值改变会影响到另外一个变量值的改变；当a为不可变量时，值是不能改变的，需要改变值，实际上是变量重新赋值，这时变量a的id改变了，但b的id没有改变，所以此时a和b实际表示的不同对象，所以互不影响。
a = [1,2,3,4]
b = a
a[0] = 10
print(f'a的值是{a}，{id(a)}')
print(f'b的值是{b}，{id(b)}')
'''
运行结果为：
a的值是[10, 2, 3, 4]，97830280
b的值是[10, 2, 3, 4]，97830280
'''

a = 1,2,3,4
b = a
a = 10,2,3,4
print(f'a的值是{a}，{id(a)}')
print(f'b的值是{b}，{id(b)}')
'''
运行结果为：
a的值是(10, 2, 3, 4)，10070488
b的值是(1, 2, 3, 4)，10068368
'''
可变对象示意图.png

不可变对象示意图.png

3.函数

  • 3.1函数
    • 函数是一个存放固定功能代码块的对象。
    • 语法
    def 对象名(形参1,形参2,形参3):
    代码块
    • 调用，函数不调用不执行，每调用一次，执行一次，调用语法对象名()。
  • 3.2函数的参数
    • 形参，定义函数时在对象名后面括号中定义的参数为形参。
    • 实参，调用函数时实际传入函数的参数。
    • 函数参数传递方式，主要有位置参数和关键字参数；每个函数可以有且只能有一个不定长位置参数（args），放置在位置参数之后关键字参数之前；每个函数可以有且只能有一个不定长关键字参数（kwargs），放置在所有参数之后。
    • 函数的解包，在需要传递可迭代对象（非字典）元素时可以用，但要保证可迭代对象元素个数与位置参数个数一致，在需要传递字典的值时可以用*，但要保证字典items的个数与关键字参数个数一致。
    def add(a,b,*args,c=6,f=9,**kwargs):
    num_sum = a + b
    for each in args:
        num_sum += each
    num_sum += c
    num_sum += f
    for key in kwargs:
        num_sum += kwargs[key]
    print(f'a参数值为{a}')
    print(f'b参数值为{b}')
    print(f'c参数值为{c}')
    print(f'f参数值为{f}')
    print(f'args参数值为{args}')
    print(f'kwargs参数值为{kwargs}')
    return num_sum
t = [100,2,6,76,12]
d = {'x':98,'y':99,'z':3}
r = add(*t,g=71,**d)
print(r)
'''
运行结果为：
a参数值为100
b参数值为2
c参数值为6
f参数值为9
args参数值为(6, 76, 12)
kwargs参数值为{'g': 71, 'x': 98, 'y': 99, 'z': 3}
482
'''

4.函数的返回值

  • 4.1返回值，我理解为函数运行的结果，函数实现功能后将你需要的结果返回。通常用return来返回需要的值。一般用变量来存储函数返回值，以便程序使用。 
    def add_fun(*args):
    r = 0
    for n in args:
        r += n
    return r
add = add_fun(1,5,100)#add变量存储了函数add_fun的返回值
  • 4.2return后面可以跟任何对象。 
    def fn():
    #return 123
    #return 'python'
    #return [1,2,'a']
    #return {2,3,4,5}
    def fn1():
        return 9
    return fn1#可以return数字、字符串、序列、函数等所以对象
b = fn()()#b的值为9

5.文档字符串

  • 5.1help()函数来验证 
    help(print)
'''
运行结果：
Help on built-in function print in module builtins:
print(...)
    print(value, ..., sep=' ', end='\n', file=sys.stdout, flush=False)    
    Prints the values to a stream, or to sys.stdout by default.
    Optional keyword arguments:
    file:  a file-like object (stream); defaults to the current sys.stdout.
    sep:   string inserted between values, default a space.
    end:   string appended after the last value, default a newline.
    flush: whether to forcibly flush the stream.
'''
  • 5.2主要用来说明函数体作用的文档字符串 
    def sum_num(*args):
  '''
  求任意数的和
  :param args: 不定位置参数，可以接受多个加数
  :return: add
  '''
  add = 0
  for i in args:
      add += i
  return add
help(sum_num)
'''
运行结果：
Help on function sum_num in module __main__:
sum_num(*args)
  求任意数的和
  :param args: 不定位置参数，可以接受多个加数
  :return: add
'''

6.函数的作用域

  • 6.1作用域就是变量生效的区域。
  • 6.2全局作用域和函数作用域。 
    a = 30
class Cla:
    a = 20
    def fn(self):
        a = 10
        print(f'Cla类内fn函数内a的值是{a}')
d = Cla()
d.fn()
print(f'Cla类外a的值是{a}')  
print(f'Cla类内fn函数外a的值是{d.a}')  
'''
运行结果为：
Cla类内fn函数内a的值是10
Cla类外a的值是30
Cla类内fn函数外a的值是20  
'''
  • 6.3关键字global，可以在函数体或类中声明变量为全局。
  a = 30
  class Cla:
      a = 20
      def fn(self):
          global a
          a = 10
          print(f'Cla类内fn函数内a的值是{a}')
  d = Cla()
  d.fn()
  print(f'Cla类外a的值是{a}')
  print(f'Cla类内fn函数外a的值是{d.a}')
  '''
  运行结果为：
  Cla类内fn函数内a的值是10
  Cla类外a的值是10
  Cla类内fn函数外a的值是20
  '''

7.命名空间

用来保存函数变量的字典，变量名为字典的keys。
locals()，用来获取当前作用域的命名空间。

a = 123
b = 1,2,3
c = {'one':1,'two':2,'three':3}
d = [1,2,3]
def fn():
  return 123
local_dict = locals()
print(local_dict)
'''
运行结果为：{'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at \
0x0019AF40>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__file__': 'C:/Python3/function/命名空间.py', \
'__cached__': None, 'a': 123, 'b': (1, 2, 3), 'c': {'one': 1, 'two': 2, 'three': 3}, 'd': [1, 2, 3], 'fn': <function fn at 0x0060DCD0>, \
'local_dict': {...}}
'''

8.递归函数

  • 8.1递归是一种解题思路，它是把一个大问题分解为若干个小问题，然后通过解决一个一个小问题来解决大问题的方法。
  • 8.2递归函数：
    • 递归函数简单的说就是自己调用自己。
    • 递归函数使用条件：
      • 基线条件，可以把大问题分解为小问题，当满足基线条件时，递归结束。
      • 递归条件，将问题继续分解的条件
  • 8.3递归函数练习
    • 任意数的幂运算
    def fn(n,i):
    if i == 1:
        r = n
    else:
        r = n*fn(n,i-1)
    return r
fn(10,9)#1000000000
    • 判断回文字符串
    def fn(n):
    if len(n)<2:
        return True
    elif n[0]!=n[-1]:
        return False
    else:
        return fn(n[1:-1])
fn('adlsjdajslda')#False
  • 8.3我的思考，递归思想是一种很好的解决问题的方法，但是也要考虑运行效率，有些问题用递归快而明了，有些问题则不然。要成为一个优秀的程序员必须要学会计算机资源的充分利用。

作业

用递归解决汉诺塔游戏。
解题思路：1 A-->C
2 1个盘子A-->B（A-->B）,A-->C,1个盘子B-->C(B-->C)
3 2个盘子A-->B(A-->C,A-->B,C-->B),A-->C,2个盘子B-->C(B-->A,B-->C,A-->C)
……
n-1 n-2个盘子A-->Bf(n-2，a,c,b),A-->C,n-2个盘子B-->Cf(n-2，b,a,c)
n n-1个盘子A-->Bf(n-1，a,c,b),A-->C,n-1个盘子B-->Cf(n-1，b,a,c)
当A上有n个盘子，先将n-1个盘子放到B上，然后将A上的最大的第n个盘中方到C上，在将B上n-2个盘在放到A上，将B上第n-1盘子方到C上以此类推至最后最小的盘放到C上。

def hanoi(n,a,b,c):    
    if n == 1:
        print(f'{a}-->{c} ',end='')
    else:
        hanoi(n - 1,a,c,b)  # 把A上n-1个盘子放到B上
        print(f'{a}-->{c} ',end='')  # 把第n个盘子放到C上
        hanoi(n - 1,b,a,c)  # 把B上n-1个盘子放到C上
hanoi(6,'A','B','C')
'''
运行结果为：
A-->B A-->C B-->C A-->B C-->A C-->B A-->B A-->C B-->C B-->A C-->A B-->C \
A-->B A-->C B-->C A-->B C-->A C-->B A-->B C-->A B-->C B-->A C-->A C-->B \
A-->B A-->C B-->C A-->B C-->A C-->B A-->B A-->C B-->C B-->A C-->A B-->C \
A-->B A-->C B-->C B-->A C-->A C-->B A-->B C-->A B-->C B-->A C-->A B-->C \
A-->B A-->C B-->C A-->B C-->A C-->B A-->B A-->C B-->C B-->A C-->A B-->C \
A-->B A-->C B-->C 
'''
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