• python 自动化之路 day 04

     内容目录：

    1. 函数基本语法及特性

    2. 参数与局部变量

    3. 返回值

    4.嵌套函数

    5.递归

    6.匿名函数

    7.函数式编程介绍

    8.高阶函数

    9.内置函数

    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，你写出了以下代码

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    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，但是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：

    1. 代码重复过多
    2. 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

    如何改动：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

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    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')

    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:

    1. 减少重复代码
    2. 使程序变的可扩展
    3. 使程序变得易维护

    语法定义

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    def sayhi():#函数名
        print("Hello, I'm nobody!")
     
    sayhi() #调用函数

    可以带参数

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    #下面这段代码
    a,b = 5,8
    c = a**b
    print(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

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    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

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    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。

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    stu_register(age=22,name='Yang',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

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    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("Yang",22)
    #输出
    #Yang 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

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    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("Yang",22)
    #输出
    #Yang 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　　

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    name = "Yang "
     
    def change_name(name):
        print("before change:",name)
        name = "杨"
        print("after change", name)
     
     
    change_name(name)
     
    print("在外面看看name改了么?",name)

    输出

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    before change: Yang 
    after change 杨
    在外面看看name改了么? Yang 

    全局与局部变量

    在子程序中定义的变量称为局部变量，在程序的一开始定义的变量称为全局变量。
    全局变量作用域是整个程序，局部变量作用域是定义该变量的子程序。
    当全局变量与局部变量同名时：
    在定义局部变量的子程序内，局部变量起作用；在其它地方全局变量起作用。

    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:

    1. 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
    2. 如果未在函数中指定return,那这个函数的返回值为None 

    总结：

    1、一旦你的函数经过调用并开始执行，那你的函数外部的程序，就没有办法再控制函数的执行过程了、 此时外部程序只能安静的等待函数的执行结果，为啥要等待函数结果，因为外部程序要根据函数的执行结果来决定下一步怎么走。这个执行结果就是以return的形式返回给外部程序。
    2、return代表着一个函数的结束。
    3、return可以返回任意数据类型。
    4、对于用户角度，函数可以返回任意数量的值，但对于python本身来讲函数只能返回一个值（元组的形式）。

    4.嵌套函数　　

    看上面的标题的意思是，函数还能套函数？of course

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    name = "Yang"
     
    def change_name():
        name = "Yang2"
     
        def change_name2():
            name = "Yang3"
            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.

    　　

    5. 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。

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    def calc(n):
        print(n)
        if int(n/2) ==0:
            return n
        return calc(int(n/2))
     
    calc(10)
     
    输出：
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    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

    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)
    View Code

    6. 匿名函数 

    匿名函数就是不需要显式的指定函数

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    #这段代码
    def calc(n):
        return n**n
    print(calc(10))
     
    #换成匿名函数
    calc = lambda n:n**n
    print(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

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    res = map(lambda x:x**2,[1,5,7,4,8])
    for i in res:
        print(i)

    输出

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    7.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。。。

    8.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。

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    def add(x,y,f):
        return f(x) + f(y)
     
     
    res = add(3,-6,abs)
    print(res)

    9. 内置参数　　
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