本节内容
1. 函数基本语法及特性
2. 参数与局部变量
3. 返回值
嵌套函数
4.递归
5.匿名函数
6.函数式编程介绍
7.高阶函数
8.内置函数
温故知新
1. 集合
主要作用:
- 去重
- 关系测试， 交集＼差集＼并集＼反向(对称)差集
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 | >>> a = {1,2,3,4}>>> b ={3,4,5,6}>>> a{1, 2, 3, 4}>>> type(a)<class 'set'>>>> a.symmetric_difference(b){1, 2, 5, 6}>>> b.symmetric_difference(a){1, 2, 5, 6}>>> >>> >>> a.difference(b){1, 2}>>> a.union(b){1, 2, 3, 4, 5, 6}>>> a.issua.issubset( a.issuperset(>>> a.issubset(b)False |
2. 元组
只读列表，只有count, index 2 个方法
作用：如果一些数据不想被人修改， 可以存成元组，比如身份证列表
3. 字典
key-value对
- 特性：
- 无顺序
- 去重
- 查询速度快，比列表快多了
- 比list占用内存多
为什么会查询速度会快呢？因为他是hash类型的，那什么是hash呢？
哈希算法将任意长度的二进制值映射为较短的固定长度的二进制值，这个小的二进制值称为哈希值。哈希值是一段数据唯一且极其紧凑的数值表示形式。如果散列一段明文而且哪怕只更改该段落的一个字母，随后的哈希都将产生不同的值。要找到散列为同一个值的两个不同的输入，在计算上是不可能的，所以数据的哈希值可以检验数据的完整性。一般用于快速查找和加密算法
dict会把所有的key变成hash 表，然后将这个表进行排序，这样，你通过data[key]去查data字典中一个key的时候，python会先把这个key hash成一个数字，然后拿这个数字到hash表中看没有这个数字， 如果有，拿到这个key在hash表中的索引，拿到这个索引去与此key对应的value的内存地址那取值就可以了。
上面依然没回答这样做查找一个数据为什么会比列表快，对不对？ 呵呵，等我课上揭晓。
4. 字符编码
先说python2
- py2里默认编码是ascii
- 文件开头那个编码声明是告诉解释这个代码的程序 以什么编码格式 把这段代码读入到内存，因为到了内存里，这段代码其实是以bytes二进制格式存的，不过即使是2进制流，也可以按不同的编码格式转成2进制流，你懂么？
- 如果在文件头声明了#_*_coding:utf-8*_，就可以写中文了， 不声明的话，python在处理这段代码时按ascii，显然会出错， 加了这个声明后，里面的代码就全是utf-8格式了
- 在有#_*_coding:utf-8*_的情况下，你在声明变量如果写成name=u"大保健"，那这个字符就是unicode格式，不加这个u,那你声明的字符串就是utf-8格式
- utf-8 to gbk怎么转，utf8先decode成unicode,再encode成gbk
再说python3
- py3里默认文件编码就是utf-8,所以可以直接写中文，也不需要文件头声明编码了，干的漂亮
- 你声明的变量默认是unicode编码，不是utf-8, 因为默认即是unicode了（不像在py2里，你想直接声明成unicode还得在变量前加个u）, 此时你想转成gbk的话，直接your_str.encode("gbk")即可以
- 但py3里，你在your_str.encode("gbk")时，感觉好像还加了一个动作，就是就是encode的数据变成了bytes里，我擦，这是怎么个情况，因为在py3里，str and bytes做了明确的区分，你可以理解为bytes就是2进制流，你会说，我看到的不是010101这样的2进制呀， 那是因为python为了让你能对数据进行操作而在内存级别又帮你做了一层封装，否则让你直接看到一堆2进制，你能看出哪个字符对应哪段2进制么？什么？自己换算，得了吧，你连超过2位数的数字加减运算都费劲，还还是省省心吧。
- 那你说，在py2里好像也有bytes呀，是的，不过py2里的bytes只是对str做了个别名(python2里的str就是bytes, py3里的str是unicode)，没有像py3一样给你显示的多出来一层封装，但其实其内部还是封装了的。 这么讲吧， 无论是2还是三， 从硬盘到内存，数据格式都是 010101二进制到-->b'xe4xbdxa0xe5xa5xbd' bytes类型－－>按照指定编码转成你能看懂的文字
编码应用比较多的场景应该是爬虫了，互联网上很多网站用的编码格式很杂，虽然整体趋向都变成utf-8，但现在还是很杂，所以爬网页时就需要你进行各种编码的转换，不过生活正在变美好，期待一个不需要转码的世界。
最后，编码is a piece of fucking shit, noboby likes it.
1.函数基本语法及特性
背景提要
现在老板让你写一个监控程序，监控服务器的系统状况，当cpu＼memory＼disk等指标的使用量超过阀值时即发邮件报警，你掏空了所有的知识量，写出了以下代码
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 | while True： if cpu利用率 > 90%: #发送邮件提醒 连接邮箱服务器 发送邮件 关闭连接 if 硬盘使用空间 > 90%: #发送邮件提醒 连接邮箱服务器 发送邮件 关闭连接 if 内存占用 > 80%: #发送邮件提醒 连接邮箱服务器 发送邮件 关闭连接 |
上面的代码实现了功能，但即使是邻居老王也看出了端倪，老王亲切的摸了下你家儿子的脸蛋，说，你这个重复代码太多了，每次报警都要重写一段发邮件的代码，太low了，这样干存在2个问题：
- 代码重复过多，一个劲的copy and paste不符合高端程序员的气质
- 如果日后需要修改发邮件的这段代码，比如加入群发功能，那你就需要在所有用到这段代码的地方都修改一遍
你觉得老王说的对，你也不想写重复代码，但又不知道怎么搞，老王好像看出了你的心思，此时他抱起你儿子，笑着说，其实很简单，只需要把重复的代码提取出来，放在一个公共的地方，起个名字，以后谁想用这段代码，就通过这个名字调用就行了，如下
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 | def 发送邮件(内容) #发送邮件提醒 连接邮箱服务器 发送邮件 关闭连接 while True： if cpu利用率 > 90%: 发送邮件('CPU报警') if 硬盘使用空间 > 90%: 发送邮件('硬盘报警') if 内存占用 > 80%: 发送邮件('内存报警') |
你看着老王写的代码，气势恢宏、磅礴大气，代码里透露着一股内敛的傲气，心想，老王这个人真是不一般，突然对他的背景更感兴趣了，问老王，这些花式玩法你都是怎么知道的？ 老王亲了一口你儿子，捋了捋不存在的胡子，淡淡的讲，“老夫，年少时，师从京西沙河淫魔银角大王 ”， 你一听“银角大王”这几个字，不由的娇躯一震，心想，真nb,怪不得代码写的这么6, 这“银角大王”当年在江湖上可是数得着的响当当的名字，只可惜后期纵欲过度，卒于公元2016年， 真是可惜了，只留下其哥哥孤守当年兄弟俩一起打下来的江山。 此时你看着的老王离开的身影，感觉你儿子跟他越来越像了。。。
函数是什么?
函数一词来源于数学，但编程中的「函数」概念，与数学中的函数是有很大不同的，具体区别，我们后面会讲，编程中的函数在英文中也有很多不同的叫法。在BASIC中叫做subroutine(子过程或子程序)，在Pascal中叫做procedure(过程)和function，在C中只有function，在Java里面叫做method。
定义: 函数是指将一组语句的集合通过一个名字(函数名)封装起来，要想执行这个函数，只需调用其函数名即可
特性:
- 减少重复代码
- 使程序变的可扩展
- 使程序变得易维护
语法定义
1 2 3 4 | def sayhi():#函数名 print("Hello, I'm nobody!")sayhi() #调用函数 |
可以带参数
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 | #下面这段代码a,b = 5,8c = a**bprint(c)#改成用函数写def calc(x,y): res = x**y return res #返回函数执行结果c = calc(a,b) ＃结果赋值给c变量print(c) |
2.函数参数与局部变量
形参变量只有在被调用时才分配内存单元，在调用结束时，即刻释放所分配的内存单元。因此，形参只在函数内部有效。函数调用结束返回主调用函数后则不能再使用该形参变量
实参可以是常量、变量、表达式、函数等，无论实参是何种类型的量，在进行函数调用时，它们都必须有确定的值，以便把这些值传送给形参。因此应预先用赋值，输入等办法使参数获得确定值
默认参数
看下面代码
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | def stu_register(name,age,country,course): print("----注册学生信息------") print("姓名:",name) print("age:",age) print("国籍:",country) print("课程:",course)stu_register("王山炮",22,"CN","python_devops")stu_register("张叫春",21,"CN","linux")stu_register("刘老根",25,"CN","linux") |
发现 country 这个参数 基本都 是"CN", 就像我们在网站上注册用户，像国籍这种信息，你不填写，默认就会是 中国， 这就是通过默认参数实现的，把country变成默认参数非常简单
1 | def stu_register(name,age,course,country="CN"): |
这样，这个参数在调用时不指定，那默认就是CN，指定了的话，就用你指定的值。
另外，你可能注意到了，在把country变成默认参数后，我同时把它的位置移到了最后面，为什么呢？
关键参数
正常情况下，给函数传参数要按顺序，不想按顺序就可以用关键参数，只需指定参数名即可，但记住一个要求就是，关键参数必须放在位置参数之后。
1 | stu_register(age=22,name='alex',course="python",) |
非固定参数
若你的函数在定义时不确定用户想传入多少个参数，就可以使用非固定参数
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | def stu_register(name,age,*args): # *args 会把多传入的参数变成一个元组形式 print(name,age,args)stu_register("Alex",22)#输出#Alex 22 () #后面这个()就是args,只是因为没传值,所以为空stu_register("Jack",32,"CN","Python")#输出# Jack 32 ('CN', 'Python') |
还可以有一个**kwargs
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | def stu_register(name,age,*args,**kwargs): # *kwargs 会把多传入的参数变成一个dict形式 print(name,age,args,kwargs)stu_register("Alex",22)#输出#Alex 22 () {}#后面这个{}就是kwargs,只是因为没传值,所以为空stu_register("Jack",32,"CN","Python",sex="Male",province="ShanDong")#输出# Jack 32 ('CN', 'Python') {'province': 'ShanDong', 'sex': 'Male'} |
局部变量
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | name = "Alex Li"def change_name(name): print("before change:",name) name = "金角大王,一个有Tesla的男人" print("after change", name)change_name(name)print("在外面看看name改了么?",name) |
输出
1 2 3 | before change: Alex Liafter change 金角大王,一个有Tesla的男人在外面看看name改了么? Alex Li |
全局与局部变量
3.返回值
要想获取函数的执行结果，就可以用return语句把结果返回
注意:
- 函数在执行过程中只要遇到return语句，就会停止执行并返回结果，so 也可以理解为 return 语句代表着函数的结束
- 如果未在函数中指定return,那这个函数的返回值为None
强行插入知识点: 嵌套函数
看上面的标题的意思是，函数还能套函数？of course
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | name = "Alex"def change_name(): name = "Alex2" def change_name2(): name = "Alex3" print("第3层打印",name) change_name2() #调用内层函数 print("第2层打印",name)change_name()print("最外层打印",name) |
此时，在最外层调用change_name2()会出现什么效果？
没错， 出错了， 为什么呢？
嵌套函数的用法会了，但它有什么用呢？下节课揭晓。。。
4. 递归
在函数内部，可以调用其他函数。如果一个函数在内部调用自身本身，这个函数就是递归函数。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 | def calc(n): print(n) if int(n/2) ==0: return n return calc(int(n/2))calc(10)输出：10521 |
递归特性:
1. 必须有一个明确的结束条件
2. 每次进入更深一层递归时，问题规模相比上次递归都应有所减少
3. 递归效率不高，递归层次过多会导致栈溢出（在计算机中，函数调用是通过栈（stack）这种数据结构实现的，每当进入一个函数调用，栈就会加一层栈帧，每当函数返回，栈就会减一层栈帧。由于栈的大小不是无限的，所以，递归调用的次数过多，会导致栈溢出）
堆栈扫盲http://www.cnblogs.com/lln7777/archive/2012/03/14/2396164.html
递归函数实际应用案例，二分查找
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 | data = [1, 3, 6, 7, 9, 12, 14, 16, 17, 18, 20, 21, 22, 23, 30, 32, 33, 35]def binary_search(dataset,find_num): print(dataset) if len(dataset) >1: mid = int(len(dataset)/2) if dataset[mid] == find_num: #find it print("找到数字",dataset[mid]) elif dataset[mid] > find_num :# 找的数在mid左面 print(" 33[31;1m找的数在mid[%s]左面 33[0m" % dataset[mid]) return binary_search(dataset[0:mid], find_num) else:# 找的数在mid右面 print(" 33[32;1m找的数在mid[%s]右面 33[0m" % dataset[mid]) return binary_search(dataset[mid+1:],find_num) else: if dataset[0] == find_num: #find it print("找到数字啦",dataset[0]) else: print("没的分了,要找的数字[%s]不在列表里" % find_num)binary_search(data,66) |
5. 匿名函数
匿名函数就是不需要显式的指定函数
1 2 3 4 5 6 7 8 | #这段代码def calc(n): return n**nprint(calc(10))#换成匿名函数calc = lambda n:n**nprint(calc(10)) |
你也许会说，用上这个东西没感觉有毛方便呀， 。。。。呵呵，如果是这么用，确实没毛线改进，不过匿名函数主要是和其它函数搭配使用的呢，如下
1 2 3 | res = map(lambda x:x**2,[1,5,7,4,8])for i in res: print(i) |
输出
1
25
49
16
64
6.函数式编程介绍
函数是Python内建支持的一种封装，我们通过把大段代码拆成函数，通过一层一层的函数调用，就可以把复杂任务分解成简单的任务，这种分解可以称之为面向过程的程序设计。函数就是面向过程的程序设计的基本单元。
函数式编程中的函数这个术语不是指计算机中的函数（实际上是Subroutine），而是指数学中的函数，即自变量的映射。也就是说一个函数的值仅决定于函数参数的值，不依赖其他状态。比如sqrt(x)函数计算x的平方根，只要x不变，不论什么时候调用，调用几次，值都是不变的。
Python对函数式编程提供部分支持。由于Python允许使用变量，因此，Python不是纯函数式编程语言。
一、定义
简单说，"函数式编程"是一种"编程范式"（programming paradigm），也就是如何编写程序的方法论。
主要思想是把运算过程尽量写成一系列嵌套的函数调用。举例来说，现在有这样一个数学表达式：
(1 + 2) * 3 - 4
传统的过程式编程，可能这样写：
var a = 1 + 2;
var b = a * 3;
var c = b - 4;
函数式编程要求使用函数，我们可以把运算过程定义为不同的函数，然后写成下面这样：
var result = subtract(multiply(add(1,2), 3), 4);
这段代码再演进以下，可以变成这样
add(1,2).multiply(3).subtract(4)
这基本就是自然语言的表达了。再看下面的代码，大家应该一眼就能明白它的意思吧：
merge([1,2],[3,4]).sort().search("2")
因此，函数式编程的代码更容易理解。
要想学好函数式编程，不要玩py,玩Erlang,Haskell, 好了，我只会这么多了。。。
7.高阶函数
变量可以指向函数，函数的参数能接收变量，那么一个函数就可以接收另一个函数作为参数，这种函数就称之为高阶函数。
1 2 3 4 5 6 | def add(x,y,f): return f(x) + f(y)res = add(3,-6,abs)print(res) |
8. 内置参数
内置参数详解 https://docs.python.org/3/library/functions.html?highlight=built#ascii
#compile f = open("函数递归.py") data =compile(f.read(),'','exec') exec(data)
msg = "又回到最初的起点"
f = open("tofile","w")
print(msg,"记忆中你青涩的脸",sep="|",end="",file=f)# #slice
a = range(20)
pattern = slice(3,8,2)
for i in a[pattern]: #等于a[3:8:2]
print(i)
#memoryview
usage:
>>> memoryview(b'abcd')
<memory at 0x104069648>
在进行切片并赋值数据时，不需要重新copy原列表数据，可以直接映射原数据内存，
import time
for n in (100000, 200000, 300000, 400000):
data = b'x'*n
start = time.time()
b = data
while b:
b = b[1:]
print('bytes', n, time.time()-start)for n in (100000, 200000, 300000, 400000):
data = b'x'*n
start = time.time()
b = memoryview(data)
while b:
b = b[1:]
print('memoryview', n, time.time()-start)
本节作业
有以下员工信息表
当然此表你在文件存储时可以这样表示
1 | 1,Alex Li,22,13651054608,IT,2013-04-01 |
现需要对这个员工信息文件，实现增删改查操作
- 可进行模糊查询，语法至少支持下面3种:
- select name,age from staff_table where age > 22
- select * from staff_table where dept = "IT"
- select * from staff_table where enroll_date like "2013"
- 查到的信息，打印后，最后面还要显示查到的条数
- 可创建新员工纪录，以phone做唯一键，staff_id需自增
- 可删除指定员工信息纪录，输入员工id，即可删除
- 可修改员工信息，语法如下:
- UPDATE staff_table SET dept="Market" WHERE where dept = "IT"
注意：以上需求，要充分使用函数，请尽你的最大限度来减少重复代码！