一 函数知识体系
什么是函数? 为什么要用函数? 函数的分类:内置函数与自定义函数 如何自定义函数 语法 定义有参数函数,及有参函数的应用场景 定义无参数函数,及无参函数的应用场景 定义空函数,及空函数的应用场景 调用函数 如何调用函数 函数的返回值 函数参数的应用:形参和实参,位置参数,关键字参数,默认参数,*args,**kwargs 高阶函数(函数对象) 函数嵌套 作用域与名称空间 装饰器 迭代器与生成器及协程函数 三元运算,列表解析、生成器表达式 函数的递归调用 内置函数 面向过程编程与函数式编程
二 函数基础
链接:http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/7531972.html
1.为何要用函数
#1、代码的组织结构不清晰,可读性差 #2、遇到重复的功能只能重复编写实现代码,代码冗余 #3、功能需要扩展时,需要找出所有实现该功能的地方修改之,无法统一管理且维护难度极大
2.函数是什么
针对二中的问题,想象生活中的例子,修理工需要实现准备好工具箱里面放好锤子,扳手,钳子等工具,然后遇到锤钉子的场景,拿来锤子用就可以,而无需临时再制造一把锤子。 修理工===>程序员 具备某一功能的工具===>函数 要想使用工具,需要事先准备好,然后拿来就用且可以重复使用 要想用函数,需要先定义,再使用
函数的分类
#1、内置函数 为了方便我们的开发,针对一些简单的功能,python解释器已经为我们定义好了的函数即内置函数。对于内置函数,我们可以拿来就用而无需事先定义,如len(),sum(),max() ps:我们将会在最后详细介绍常用的内置函数。 #2、自定义函数 很明显内置函数所能提供的功能是有限的,这就需要我们自己根据需求,事先定制好我们自己的函数来实现某种功能,以后,在遇到应用场景时,调用自定义的函数即可。例如
定义函数
#语法 def 函数名(参数1,参数2,参数3,...): '''注释''' 函数体 return 返回的值 #函数名要能反映其意义
def auth(user:str,password:str)->int: ''' auth function :param user: 用户名 :param password: 密码 :return: 认证结果 ''' if user == 'egon' and password == '123': return 1 # print(auth.__annotations__) #{'user': <class 'str'>, 'password': <class 'str'>, 'return': <class 'int'>} user=input('用户名>>: ').strip() pwd=input('密码>>: ').strip() res=auth(user,pwd) print(res)
函数使用的原则:先定义,再调用
函数即“变量”,“变量”必须先定义后引用。未定义而直接引用函数,就相当于在引用一个不存在的变量名 #测试一 def foo(): print('from foo') bar() foo() #报错 #测试二 def bar(): print('from bar') def foo(): print('from foo') bar() foo() #正常 #测试三 def foo(): print('from foo') bar() def bar(): print('from bar') foo() #会报错吗? #结论:函数的使用,必须遵循原则:先定义,后调用 #我们在使用函数时,一定要明确地区分定义阶段和调用阶段 #定义阶段 def foo(): print('from foo') bar() def bar(): print('from bar') #调用阶段 foo()
函数在定义阶段都干了哪些事
#只检测语法,不执行代码 也就说,语法错误在函数定义阶段就会检测出来,而代码的逻辑错误只有在执行时才会知道
函数定义的三种形式
#1、无参:应用场景仅仅只是执行一些操作,比如与用户交互,打印 #2、有参:需要根据外部传进来的参数,才能执行相应的逻辑,比如统计长度,求最大值最小值 #3、空函数:设计代码结构
#定义阶段 def tell_tag(tag,n): #有参数 print(tag*n) def tell_msg(): #无参数 print('hello world') #调用阶段 tell_tag('*',12) tell_msg() tell_tag('*',12) ''' ************ hello world ************ ''' #结论: #1、定义时无参,意味着调用时也无需传入参数 #2、定义时有参,意味着调用时则必须传入参数 无参、有参
def auth(user,password): ''' auth function :param user: 用户名 :param password: 密码 :return: 认证结果 ''' pass def get(filename): ''' :param filename: :return: ''' pass def put(filename): ''' :param filename: :return: ''' def ls(dirname): ''' :param dirname: :return: ''' pass #程序的体系结构立见 空函数
调用函数
函数的调用:函数名加括号 1 先找到名字 2 根据名字调用代码
函数返回值
无return->None return 1个值->返回1个值 return 逗号分隔多个值->元组
什么时候该有返回值?
调用函数,经过一系列的操作,最后要拿到一个明确的结果,则必须要有返回值
通常有参函数需要有返回值,输入参数,经过计算,得到一个最终的结果
什么时候不需要有返回值?
调用函数,仅仅只是执行一系列的操作,最后不需要得到什么结果,则无需有返回值
通常无参函数不需要有返回值
函数调用的三种形式
1 语句形式:foo() 2 表达式形式:3*len('hello') 3 当中另外一个函数的参数:range(len('hello'))
函数的参数
形参与实参
#形参即变量名,实参即变量值,函数调用时,将值绑定到变量名上,函数调用结束,解除绑定
具体实用
#1、位置参数:按照从左到右的顺序定义的参数 位置形参:必选参数 位置实参:按照位置给形参传值 #2、关键字参数:按照key=value的形式定义的实参 无需按照位置为形参传值 注意的问题: 1. 关键字实参必须在位置实参右面 2. 对同一个形参不能重复传值 #3、默认参数:形参在定义时就已经为其赋值 可以传值也可以不传值,经常需要变得参数定义成位置形参,变化较小的参数定义成默认参数(形参) 注意的问题: 1. 只在定义时赋值一次 2. 默认参数的定义应该在位置形参右面 3. 默认参数通常应该定义成不可变类型 #4、可变长参数: 可变长指的是实参值的个数不固定 而实参有按位置和按关键字两种形式定义,针对这两种形式的可变长,形参对应有两种解决方案来完整地存放它们,分别是*args,**kwargs ===========*args=========== def foo(x,y,*args): print(x,y) print(args) foo(1,2,3,4,5) def foo(x,y,*args): print(x,y) print(args) foo(1,2,*[3,4,5]) def foo(x,y,z): print(x,y,z) foo(*[1,2,3]) ===========**kwargs=========== def foo(x,y,**kwargs): print(x,y) print(kwargs) foo(1,y=2,a=1,b=2,c=3) def foo(x,y,**kwargs): print(x,y) print(kwargs) foo(1,y=2,**{'a':1,'b':2,'c':3}) def foo(x,y,z): print(x,y,z) foo(**{'z':1,'x':2,'y':3}) ===========*args+**kwargs=========== def foo(x,y): print(x,y) def wrapper(*args,**kwargs): print('====>') foo(*args,**kwargs) #5、命名关键字参数:*后定义的参数,必须被传值(有默认值的除外),且必须按照关键字实参的形式传递 可以保证,传入的参数中一定包含某些关键字 def foo(x,y,*args,a=1,b,**kwargs): print(x,y) print(args) print(a) print(b) print(kwargs) foo(1,2,3,4,5,b=3,c=4,d=5) 结果: 2 (3, 4, 5) 3 {'c': 4, 'd': 5} 此乃重点知识!!!
三 函数对象、函数嵌套、名称空间与作用域、装饰器
链接:http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/7532497.html
函数是第一类对象,即函数可以当做数据传递
#1 可以被引用 #2 可以当作参数传递 #3 返回值可以是函数 #3 可以当作容器类型的元素
利用该特性,优雅的取代多分支的if
def foo(): print('foo') def bar(): print('bar') dic={ 'foo':foo, 'bar':bar, } while True: choice=input('>>: ').strip() if choice in dic: dic[choice]()
def max(x,y): return x if x > y else y def max4(a,b,c,d): res1=max(a,b) res2=max(res1,c) res3=max(res2,d) return res3 print(max4(1,2,3,4))
def f1(): def f2(): def f3(): print('from f3') f3() f2() f1() f3() #报错,为何?请看下一小节
什么事名称空间
#名称空间:存放名字的地方,三种名称空间,(之前遗留的问题x=1,1存放于内存中,那名字x存放在哪里呢?名称空间正是存放名字x与1绑定关系的地方)
名称空间的加载顺序
#名称空间:存放名字的地方,三种名称空间,(之前遗留的问题x=1,1存放于内存中,那名字x存放在哪里呢?名称空间正是存放名字x与1绑定关系的地方)
名字的查找顺序
局部名称空间--->全局名称空间--->内置名称空间 #需要注意的是:在全局无法查看局部的,在局部可以查看全局的,如下示例 # max=1 def f1(): # max=2 def f2(): # max=3 print(max) f2() f1() print(max)
作用域
#1、作用域即范围 - 全局范围(内置名称空间与全局名称空间属于该范围):全局存活,全局有效 - 局部范围(局部名称空间属于该范围):临时存活,局部有效 #2、作用域关系是在函数定义阶段就已经固定的,与函数的调用位置无关,如下 x=1 def f1(): def f2(): print(x) return f2 x=100 def f3(func): x=2 func() x=10000 f3(f1()) #3、查看作用域:globals(),locals() LEGB 代表名字查找顺序: locals -> enclosing function -> globals -> __builtins__ locals 是函数内的名字空间,包括局部变量和形参 enclosing 外部嵌套函数的名字空间(闭包中常见) globals 全局变量,函数定义所在模块的名字空间 builtins 内置模块的名字空间
global与nonlocal关键字
#global是指在函数体内修改全局作用域的变量 #nonlocal是指上一级的函数体,但是不能到全局
四、闭包函数
#内部函数包含对外部作用域而非全局作用域的引用 #提示:之前我们都是通过参数将外部的值传给函数,闭包提供了另外一种思路,包起来喽,包起呦,包起来哇 def counter(): n=0 def incr(): nonlocal n x=n n+=1 return x return incr c=counter() print(c()) print(c()) print(c()) print(c.__closure__[0].cell_contents) #查看闭包的元素
闭包的意义与应用
#闭包的意义:返回的函数对象,不仅仅是一个函数对象,在该函数外还包裹了一层作用域,这使得,该函数无论在何处调用,优先使用自己外层包裹的作用域 #应用领域:延迟计算(原来我们是传参,现在我们是包起来) from urllib.request import urlopen def index(url): def get(): return urlopen(url).read() return get baidu=index('http://www.baidu.com') print(baidu().decode('utf-8'))
五、装饰器
装饰器就是闭包函数的一种应用场景
一、为何要用装饰器
#开放封闭原准则:对修改封闭,对扩展开放
二、什么是装饰器
装饰器他人的器具,本身可以是任意可调用对象,被装饰者也可以是任意可调用对象。 强调装饰器的原则:1 不修改被装饰对象的源代码 2 不修改被装饰对象的调用方式 装饰器的目标:在遵循1和2的前提下,为被装饰对象添加上新功能
三、装饰器的使用
import time def timmer(func): def wrapper(*args,**kwargs): start_time=time.time() res=func(*args,**kwargs) stop_time=time.time() print('run time is %s' %(stop_time-start_time)) return res return wrapper @timmer def foo(): time.sleep(3) print('from foo') foo()
def auth(driver='file'): def auth2(func): def wrapper(*args,**kwargs): name=input("user: ") pwd=input("pwd: ") if driver == 'file': if name == 'egon' and pwd == '123': print('login successful') res=func(*args,**kwargs) return res elif driver == 'ldap': print('ldap') return wrapper return auth2 @auth(driver='file') def foo(name): print(name) foo('egon')