一、函数的定义与使用
1、函数的理解与定义
函数是一段代码的表示
def <函数名>(<参数(0个或多个)>):
<函数体>
return <返回值>
- 函数是一段具有特定功能的可重用的语句组
- 函数是一种功能的抽象，一般函数表示特定功能
- 两个作用：降低编程难度和代码复用
y = f(x)
- 函数定义时，所指定的参数是一种占位符
- 函数定义后，如果不经过调用，不会被执行
- 函数定义时，参数是输入，函数体是处理，结果是输出（IOP）
2、函数的使用及调用过程
调用是运行函数代码的方式
3、函数的参数传递
3.1、参数个数
函数可以有参数，也可以没有，但必须保留括号
def <函数名>( ):
<函数体>
return <返回值>
def fact(): print('我也是函数')
3.2、可选参数传递
函数定义时可以为某些参数指定默认值，构成可选参数
def <函数名>(<非可选参数>,<可选参数>):
<函数体>
return <返回值>
示例：
3.3、可变参数传递
函数定义时可以设计可变数量参数，即不确定参数总数量
def <函数名>(<参数>,*b):
<函数体>
return <返回值>
示例：
3.4、参数传递的两种方式
函数调用时，参数可以按照位置或名称方式传递
示例：
4、函数的返回值
函数可以返回0个或多个结果
- return保留字用来传递返回值
- 函数可以有返回值，也可以没有；可以有return，也可以没有
- return可以传递0个返回值，也可以传递任意多个返回值
示例：
5、局部变量和全局变量
规则1：局部变量和全局变量是不同变量
- 局部变量是函数内部的占位符，与全局变量可能重名但不同
- 函数运算结束后，局部变量被释放
- 可以使用global保留字在函数内部使用全局变量
示例1：
示例2：
规则2：局部变量为组合数据类型且未创建，等同于全局变量
使用规则：
- 基本数据类型，无论是否重名，局部变量与全局变量不同
- 可以通过global保留字在函数内部声明全局变量
- 组合数据类型，如果局部变量未真实创建，则是全局变量
6、lambda函数
lambda函数返回函数名作为结果
- lambda函数是一种匿名函数，即没有名字的函数
- 使用lambda保留字定义，函数名是返回结果
- lambda函数用于定义简单的、能够在一行内表示的函数
| <函数名> = lambda <参数>:<表达式> | 等价于 |
def <函数名>(<参数>): <函数体> return <返回值> |
示例：
谨慎使用lambda函数
- lambda函数主要用作一些特定函数或方法的参数
- lambda函数有一些固定使用方式，建议逐步掌握
- 一般情况，建议使用def定义的普通函数
7、小结
- 使用保留字def定义函数，lambda定义匿名函数
- 可选参数(赋初值)、可变参数(*b)、名称传递
- 保留字return可以返回任意多个结果
- 保留字global声明全局变量，一些隐士规则
二、代码复用与函数递归
1、代码复用与模块化设计
把代码当成资源进行抽象
- 代码资源化：程序代码是一种用来表示计算的“资源”
- 代码抽象化：使用函数等方法对代码赋予更高级别的定义
- 代码复用：同一份代码在需要时可以被重复使用
1.1、代码复用
函数 和 对象 是代码复用的两种主要形式
函数：将代码命名在代码层面建立了初步抽象
对象：属性和方法<a>.<b> 和<a>.<b>()在函数之上再次组织进行抽象
1.2、模块化设计
分而治之
- 通过函数或对象封装将程序划分为模块及模块间的表达
- 具体包括：主程序、子程序和子程序间关系
- 分而治之：一种分而治之、分层抽象、体系化的设计思想
紧耦合 松耦合
- 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
2、函数递归的理解
2.1递归的定义
两个关键特征
- 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例
类似数学归纳法
- 数学归纳法
- 证明当n取第一个值n0时命题成立
- 假设当nk时命题成立，证明当n=nk+1时命题也成立
- 递归数学归纳法思维的编程体现
3、函数递归的调用过程
3.1、递归的实现
函数 + 分支语句
- 递归本身是一个函数，需要函数定义方式描述
- 函数内部，采用分支语句对输入参数进行判断
- 基例和链条，分别编写对应代码
3.2、递归的调用过程
4、函数递归实例解析
4.1、字符串反转
4.2、斐波那契数列
4.3、汉诺塔
实例：
# 汉诺塔 count = 0 def hanoi(n,src,dst,mid): global count if n == 1 : print("{}:{}->{}".format(1,src,dst)) count += 1 else : hanoi(n-1,src,mid,dst) print("{}:{}->{}".format(n,src,dst)) count += 1 hanoi(n-1,mid,dst,src) hanoi(3,"A","C","B") print(count) >>> 1:A->C 2:A->B 1:C->B 3:A->C 1:B->A 2:B->C 1:A->C 7
5、单元小结
- 模块化设计：松耦合、紧耦合
- 函数递归的2个特征：基例和链条