guxh的python笔记二：函数基础

1，函数的参数

1.1，查看函数的参数类型

def run(a, *args, b, **kwargs):
    return a + b

可以通过如下方式查看参数类型：

import inspect
k = inspect.signature(run)
for i, j in k.parameters.items():
   print('{:7}:'.format(i) , j.kind)

输出结果为：

a        : POSITIONAL_OR_KEYWORD
args     : VAR_POSITIONAL
b        : KEYWORD_ONLY
kwargs   : VAR_KEYWORD

含义如下：

POSITIONAL_OR_KEYWORD：位置参数或者关键字参数，可以用位置参数或者关键字参数方式传参

VAR_POSITIONAL：可变位置参数，*args

KEYWORD_ONLY：仅限关键字参数，*args或者*后面的，只能用关键字参数方式传参

VAR_KEYWORD：可变关键字参数，**kwargs

POSITIONAL_ONLY：目前不支持

备注：

*args是最后一个位置参数，即*args后面的都是“仅限关键字参数” 

**kwargs是最后一个参数，即**kwargs后面不允许再跟参数

1.2，传参方法

位置参数必须在关键字参数前面！

def test(x, y，z)
    .......

传参：

位置参数：test(a, b, c)  
关键字接收：test(y=a, x=b, z=c)   # 关键字参数，可颠倒次序
混合：test(1, z=2, y=6) # 位置参数必须在关键字参数前面，后面2个可以颠倒

1.3，*args，数量可变位置参数

args：序列

*args:  序列中的值

def test(x, *args):
    print(x, *args)  # 1,2,3
    print(x, args)  # 1,(2,3)

test(1,2,3)   # 或test(*[1,2,3])

　　

1.4，**kwargs，数量可变的关键字参数

kwargs：字典

*kwargs： 字典的key

**kwargs：字典的键值对

def test(**kwargs):
    print(kwargs)   #  {'name': 'guxh', 'age': 18}
    print(*kwargs)   # name age
    print(kwargs['name'])  # 'guxh'

test(name='guxh', age=18)   # 或test(**{'name':'guxh', 'age':18}) 

1.5，只接受仅限关键字参数

*后面的是仅限关键字参数：

def test(x, *, y):
	print(x, y)

test('a', 'b')  # TypeError
test('a', y='b')  # OK

*args后面的是仅限关键字参数：

def test(*args, y):
	print(*args, y)

test('a', 'b')  # TypeError
test('a', y='b')  # OK

　　

1.6，特殊传参

组合传参，如果name用关键字参数传参，则age必须用关键字参数传参，因为位置参数必须在关键字参数前面。

def test(name, age=18, *args, **kwargs):
    print(name)  # 位置参数或关键字参数，'guxh'
    print(age)   # 位置参数或关键字参数，34
    print(args)   # 可变位置参数，()
    print(kwargs)  # 可变关键字参数，{'sex': 'f', 'hobby': 'python'}

test('guxh', 34, sex='f',hobby='python')
test(name='guxh', age=34, sex='f',hobby='python')

序列传参，字典传参：

def test(x, y)：test(*序列)，或test(**字典)

def test(*args) ： test(*序列)

def test(**kwargs) ：test(**字典)

2，防御可变参数

python的传参是按引用传参，但是函数对传入的参数进行修改以后：

可变参数：例如列表/字典，会就地修改，实际相当于传统的"按引用传参"

不可变参数：例如数值/字符串/远组，会重新开辟内存，结果相当于传统的"按值传参"

2.1，不可变参数传参

函数或类，在改变x之前，x的id与实参a的id完全一样，但是改变后就不一样了，也就是x发生改变时不会影响到实参a，效果相当于传统的按值传参。

函数传参：

def run(x):
    print(id(x))  # 1591569856
    x += 1
    print(id(x))  # 1591569888

a = 0
run(a)
print(a, id(a))  # 0, 1591569856

类的实例化传参：

class Foo:

    def __init__(self, x):
        self.x = x
        print(id(self.x))   # 1591569856
        self.x = self.x + 1
        print(id(self.x))   # 1591569888

a = 0 
print(id(a))  # 1591569856
f = Foo(a)

2.2，可变参数

函数或类，对x的改变会影响到实参a，效果相当于传统的按引用传参。

函数传参：

def run(x):
    x.append(1)

a = []  
run(a)
print(a)  # [1]

 类的实例化传参：

class Foo:

    def __init__(self, x):
        self.x = x
        self.x.append(1)


a = []
f = Foo(a)
print(a)   # [1]

 因此如果不想改变原来的a，可以用浅拷贝或深拷贝：

class Foo:

    def __init__(self, x):
        self.x = list(x)

 2.3，可变参数作为默认值的问题

如果想实现对一个输入列表添加一个1，当没有输入列表时，创建一个空列表并添加1，会发生如下问题：

函数：

def run(x=[]):
    x.append(1)
    return x

a = [1, 2, 3]
print(run(a))  # [1, 2, 3, 1]，有参数时表现正常
print(run())   # [1]，第一次run也正常
print(run())   # [1, 1]，第二次run出错了，返回的是有2个1的列表

 类的实例化传参：

class Foo:

    def __init__(self, x=[]):
        self.x = x
        self.x.append(1)

 根据不同打印顺序，结果不一样：

f1 = Foo()  
f2 = Foo()
print(f1.x)  # [1, 1]
print(f2.x)  # [1, 1]

f1 = Foo()
print(f1.x)  # [1]
f2 = Foo()
print(f2.x)  # [1, 1]

实际上f1和f2实例共享了同一个列表，所以都完成实例化后打印的值完全一样。

解决方法是函数或类有可变参数作为默认值时用None：

def run(x=None, y=None):
    x = [] if x is None else x 
    y = {} if y is None else y  # requests框架使用了这2句
    x.append(1)
    y.update({'a': 1})
    return x, y

3，高阶函数

3.1，高阶函数

满足下面两个条件之一的就叫高阶函数：

1）一个函数当作参数传给另外一个函数（参数有函数）

2）函数的返回值中包含函数（返回有函数）

3.2，回调函数

回调本质上就是高阶函数的第一个定义场景。

函数A作为参数传给另外一个函数B，涉及三个角色：中间函数A，回调函数B，中间函数A的调用者（一般是主程序）。

如果回调函数想保存额外状态，可以用基于类、闭包、协程、functools.partial、lambda等方式实现。

简单的回调函数：

def add(x, y):              # 回调函数
    print(x + y)   

def fun(x, y, callback):    # 中间函数
    return callback(x, y)

if __name__ == '__main__':  # 中间函数调用者
    fun(1, 2, callback=add)  

保存额外状态的回调 — 基于类：

class Foo:
    def __init__(self):
        self.s = 0  # 额外状态s      
    def add(self, x, y):
        self.s += 1
        print('第{}次相加结果：{}'.format(self.s, x + y))

def fun(x, y, callback):
    return callback(x, y)

if __name__ == '__main__':     # 中间函数调用者
    f = Foo()
    fun(1, 2, callback=f.add)  # 第1次相加结果：3
    fun(3, 4, callback=f.add)  # 第2次相加结果：7

保存额外状态的回调 — 基于类 + functools.partial / lambda：

class Seq:         # 保存额外状态的类
    def __init__(self):
        self.seq = 0

def fun(x, y, callback):
    return callback(x, y)

def add(x, y, s):
    s.seq += 1
    print('第{}次相加结果：{}'.format(s.seq, x + y))

if __name__ == '__main__': 
    s = Seq()
    fun(1, 2, callback=partial(add, s=s)) 
    fun(3, 4, callback=partial(add, s=s)) 
    # 用lambda替代functools.partial 
    # fun(1, 2, callback=lambda x, y: add(x, y, s))  
    # fun(3, 4, callback=lambda x, y: add(x, y, s))  

保存额外状态的回调 — 基于闭包：

def make_add():
    s = 0
    def add(x, y):
        nonlocal s
        s += 1
        print('第{}次相加结果：{}'.format(s, x + y))
    return add

def fun(x, y, callback): 
    return callback(x, y)

if __name__ == '__main__':  
    add = make_add() 
    fun(1, 2, callback=add) 
    fun(3, 4, callback=add) 

保存额外状态的回调 — 基于协程：

def make_add():
    s = 0
    while True:
        x, y = yield     # 不产出值，只接收值（接收值在yield左边，产出值在yield右边）
        s += 1
        print('第{}次相加结果：{}'.format(s, x + y))

def fun(x, y, callback):
    return callback((x, y))   # 协程只能接受一个参数，因此改为发送元组

if __name__ == '__main__': 
    add = make_add()
    next(add)
    fun(1, 2, callback=add.send)  # 往协程发送数据是send
    fun(3, 4, callback=add.send)  

4，常用内置函数

4.1，匿名函数lambda

调用方法：

>>> fn = lambda x:x*3
>>> fn(3)
9
>>> (lambda x:x*3)(3) 
9

lambda y: x + y，其中输入参数y可变，x在运行时才绑定，注意以下代码的区别：

funs1 = [lambda x: x + n for n in range(5)]
for f in funs1:
    print(f(0), end=' ')  # 4 4 4 4 4

funs2 = [lambda x, n=n: x + n for n in range(5)]
for f in funs2:
    print(f(0), end=' ')  # 0 1 2 3 4 

4.2，计算

1）sum：求和，归约函数，归约函数可以直接结合生成器表达式，避免创建临时列表

nums = [1, 2, 3, 4, 5]
s = sum(x*x for x in nums)   # 55，如果nums很大，用列表推导会有很大开销

2）max：最大值，归约函数

3）min：最小值，归约函数

4）round：保留小数位数

5）divmond：相除，返回商和余

6）eval

7）exec

8）hash：哈希

9）id：获取ID

10）int / float / hex / oct / bytes / char / bin / chr / ord ： 类型转换

11）pow：次方

4.3，检测

1）all：全部为真返回True，否则返回False，归约函数

2）any：任意为真返回Ture，否则返回False，归约函数

3）bool：判断True or False

4）callable：判断是否可调用

5）isinstance：判断类

6）issubclass：判断子类

7）type

class Human:
    pass

class Male(Human):
    pass

m = Male()
print(isinstance(m, Human))     # True
print(isinstance(m, Male))      # True
print(issubclass(Male, Human))  # True
print(type(m))                  # <class '__main__.Male'>，如果是import，__main__显示module名

4.4，面向对象

1）super：继承父类

2）vars：返回所有属性名，相当于self.__dict__？

3）setattr / delattr：设置属性 / 删除属性

4）dir：看object部分方法

4.5，迭代

1）iter：获取iterator，iter()可以加哨符值取代while

2）zip：两个序列合起来

3）enumerate：获取index和value

4）map：返回iterator

m = map(lambda x: x * 2,  [1, 2, 3])
print(list(m))
print(dir(m))    # 含有'__iter__', '__new__'
print(type(m))   # <class 'map'>
print(type(iter(m)))   # <class 'map'>，iterator的__iter__是return self

5）filter：返回iterator

print(list(filter(lambda x: x > 1, [1, 2, 3])))   # [2, 3]
print(list(filter(None, ['', None, 1, 'a'])))     # [1, 'a']

6）range：返回iterable

r = range(10)
print(dir(r))    # 含__iter__，但不含__next__
print(type(r))   # <class 'range'>
print(type(iter(r)))   # <class 'range_iterator'>，iterable的__iter__是return iterator

4.6，数据类型

1）tupple，list，dict，set，frozenset：转换为元组/列表/字典/集合/不可变集合

2）slice：切片

3）sort / sorted：排序

4）reversed：反向

4.7，文本

1）str

2）repr

3）replace：替换

4）strip：去除空格

5）format

name = 'guxh'
age = 20
print("my name is " + name + ", age is " + str(age))
print("my name is %s, age is %s" % (name, age))
print("my name is {}, age is {}".format(name, age))
print("my name is {0}, age is {1}".format(name, age))
print("my name is {name}, age is {age}".format(name=name, age=age))
print("my name is {name}, age is {age}".format(**{'name': name, 'age': age}))

格式化参数：

^, <, > 分别是居中、左对齐、右对齐，后面带宽度，分别等效于center, ljust, rjust。

: 号后面带填充的字符，只能是一个字符，不指定则默认是用空格填充。

+ 表示在正数前显示 +，负数前显示 -；  （空格）表示在正数前加空格

b、d、o、x 分别是二进制、十进制、八进制、十六进制

eg：>右对齐，@缺失部分用@填充，18固定宽度，','千分位，'.2'浮点精度2，f浮点数声明

'{:@>18,.2f}'.format(70305084.0)   # 输出@@@@@70,305,084.00

6）文本对齐

>>>text = 'hello world'
>>>text.center(20, '*')  # 等效format(text, '*^20s'), '{:*^20s}'.format(text)
'****hello world*****'
>>>text.ljust(20, '*')   # 等效format(text, '*>20s'), '{:*>20s}'.format(text)
'hello world*********'
>>>text.rjust(20, '*')   # 等效format(text, '*<20s'), '{:*<20s}'.format(text)
'*********hello world'

  

4.8，显示交互

1）print：打印，end指定结束换行符

>>> for i in range(5):
...     print(i, end='  ')
0 1 2 3 4  

读取文件时有默认的换行符号，加上print自动产生的换行符，就会产生空行，可以用end去除空行：

with open('text.txt') as f:
    for line in f:
        print(line, end='')

sep指定间隔，join()只能合并同类型，print+sep可以合并不同类型

>>>print(*list('abcd'), sep='#') 
a#b#c#d

2）保存内容到f文件

print('hello world', file=f)

4.9，文件IO

打开文件：

open()函数返回的是个iterator

>>>from collections import abc
>>>f = open('text.txt')
>>>isinstance(f, abc.Iterator)
True

 　　

参数说明：

• t：文本，默认
• r ：读，默认
• w：写，有同名文件覆盖，无同名文件新建
• a ：追加，有同名文件追加，无同名文件新建
• r+ :  读写（读模式 +写模式/追加模式），写入时和指针指向第几行没有关系，python3总是追加到最后面
• w+ ：没什么用！写读（先创建文件再往里面写），文件不存在会创建，存在就覆盖，和w一样比较危险
• a+:  比较常用，追加模式 + 读模式，即附加了读的a追加模式(相当于r+a)，可以读，也可以追加到最后
• rb，wb，ab ：二进制的基本操作，python3里以rb打开以后无需encode到bytes类型
• rb+, wb+, ab+ ： 二进制的读写操作
• x：文件不存在时才写入，可以省略os.path.exists判断

• encoding：编码
• newline：python会自动将系统换行符（unix是 ，windows是 ）转换成 ，设置newline=‘’可以取消自动转换

　 

常用方法：

f：是iteraotr，可以逐行打印，但无法获取下标

for i in f： 
    print(i)

f.read() ：一次性全部读取所有内容，注意只能读一次，读第二次会为空

f.readline()  ：逐行读取，读5行可以：

for i in range(5):  
    print(f.readline())

f.readlines()  ：逐行读取所有内容，可以打印所有，f.readlines()和list(f)结果是一样的

for i in f.readlines() : 
    print(i)

f.tell()：返回文件句柄当前指针指向的位置，指针位置是根据字符串确定的，不是根据行数确定的。

f.seek()：返回到指针位置，例如f.seek(0)，回到指针0的位置，f.seek()一般配合f.tell()使用，f.tell()确定指针位置，f.seek()回到指针位置。

f.encoding：获取文件编码

f.name()：获取文件名

f.buffer

f.fileno():打印文件句柄在内存中的位置

f.isatty()：判断是否是一个终端设备

f.seekable()：判断文件是否可以移回去

f.writeable()：判断文件是否可写

f.flush()：刷新，写一句语句后不一定马上写到硬盘上，实际是等积满一定内容后再写到硬盘上，flush可以实时刷到硬盘上

# CMD写文件刷新
f = open('test.txt', 'w')
f.write('hello world 1 
')  #此时去打开文件发现还没有写入
f.flush()  # 此时去打开发现已写入
f.close()
# 打印进度条：
import(sys)
import(time)
for i in range(50):
    sys.stdout.write('#')
    sys.stdout.flush()
    time.sleep(0.1)

f.truncate()：不写参数就清空

f.truncate(10)   # 从开头截断至10

f.seek(10);   # 从第10个字符开始，往后截断至10
f.truncate(10)   

f.writelines(s)：s是个iterable，相当于：

for i in s:
    f.write(i)

f.readinto(buff)：将二进制数读取到可变缓冲区中

　　

修改文件内容

• 方法一，读到内存里修改
• 方法二，修改内容，写到新文件中

读写压缩文件

• gzip.open：gz
• bz2.open：bz2

4.10，其他函数

1）globals：返回所有key，value

5，其他

5.1，函数注释

可以对函数的参数类型，返回类型，做注释：

def fun(x: int, y: int) -> int:
    return x + y

5.2，exec和eval

exec：执行复杂的python代码，无返回结果（相当于JavaScript中的eval）

eval：计算单个表达式的值，有返回结果