北理工嵩天Python语言程序设计笔记（6 函数和代码复用）

前言

本文是对《北理工 嵩天/黄天宇/礼欣 Python语言程序设计》的学习笔记，供自己查阅使用。

文章目录

0. 北理工嵩天Python语言程序设计笔记（目录）
1. 北理工嵩天Python语言程序设计笔记（2 Python基本语法元素）
2. 北理工嵩天Python语言程序设计笔记（3 Python基本图形绘制）
3. 北理工嵩天Python语言程序设计笔记（4 基本数据类型）
4. 北理工嵩天Python语言程序设计笔记（5 程序的控制结构）
5. 北理工嵩天Python语言程序设计笔记（6 函数和代码复用）
6. 北理工嵩天Python语言程序设计笔记（7 组合数据类型）
7. 北理工嵩天Python语言程序设计笔记（8 文件和数据格式化）
8. 北理工嵩天Python语言程序设计笔记（9 程序设计方法学）
9. 北理工嵩天Python语言程序设计笔记（10 Python计算生态概览）

---

---

6 函数和代码复用

6.1 函数的定义与使用

6.1.1 函数的定义

• 降低编程难度和代码复用

  def <函数名>(<参数(0个或多个)>):
  <函数体>
  return <返回值>

• 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(IPO)

6.1.2 函数的使用及调用过程

• 调用是运行函数代码的方式

• 调用时要给出实际参数

• 实际参数替换定义中的参数

• 函数调用后得到返回值

6.1.3 函数的参数传递

• 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>

• 可选参数传递，可选参数需要放在非可选参数后面，并且赋初值 def fact(n,m=1) :

  def <函数名>(<非可选参数>,<可选参数>):
  <函数体>
  return <返回值>

  def fact(n,m=1) :
  	s = 1
  	for i in range(1, n+1):
  		s *= i
  	return s//m
  1
  2
  3
  4
  5

• 函数定义时可以设计可变数量参数，既不确定参数总数量

  def <函数名>(<参数>, *b):
  <函数体>
  return <返回值>

  def fact(n, *b) :
  	s = 1
  	for i inrange(1, n+1):
  		s *= i
  	for item in b:
  		s *= item
  	return s
  
  fact(10,3,5,8)
  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9

• 函数调用时，参数可以按照位置或名称方式传递

  def fact(n,m=1) :
      
  fact(10,5 )  # 位置传递
  fact( m=5,n=10 )  # 名称传递
  1
  2
  3
  4

6.1.4 函数的返回值

• 函数可以返回0个或多个结果

• 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

  return s//m, n, m
  >>>fact(10,5 )
  (725760, 10, 5)  # 元组
  >>>a,b,c= fact(10,5)
  >>>print(a,b,c)
  725760 10 5
  1
  2
  3
  4
  5
  6

6.1.5 局部变量和全局变量

• 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
• 局部变量为组合数据类型且未创建，等同于全局变量

6.1.6 lambda函数

• 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>

>>>f = lambda x, y : x + y
>>>f(10, 15)
25
>>>f = lambda: "lambda函数"
>>>print(f())
lambda函数
1
2
3
4
5
6

• 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

6.1.7 内置函数

• Python map() 函数

  第一个参数 function 以参数序列中的每一个元素调用 function 函数，返回包含每次 function 函数返回值的新列表。

  map(function, iterable, ...)
  >>> def square(x) :         # 计算平方数
  ...     return x ** 2
  ... 
  >>> map(square, [1,2,3,4,5])    # 计算列表各个元素的平方
  <map object at 0x100d3d550>     # 返回迭代器
  >>> list(map(square, [1,2,3,4,5]))   # 使用 list() 转换为列表
  [1, 4, 9, 16, 25]
  >>> list(map(lambda x: x ** 2, [1, 2, 3, 4, 5]))   # 使用 lambda 匿名函数
  [1, 4, 9, 16, 25]
  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
  10

  Python 2.x 返回列表。Python 3.x 返回迭代器。

6.2 实例7: 七段数码管绘制

import turtle, time


def drawLine(draw):  # 绘制单段数码管

    turtle.pendown() if draw else turtle.penup()
    turtle.fd(40)
    turtle.right(90)


def drawDigit(digit):  # 根据数字绘制七段数码管
    drawLine(True) if digit in [2, 3, 4, 5, 6, 8, 9] else drawLine(False)
    drawLine(True) if digit in [0, 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] else drawLine(False)
    drawLine(True) if digit in [0, 2, 3, 5, 6, 8, 9] else drawLine(False)
    drawLine(True) if digit in [0, 2, 6, 8] else drawLine(False)
    turtle.left(90)
    drawLine(True) if digit in [0, 4, 5, 6, 8, 9] else drawLine(False)
    drawLine(True) if digit in [0, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9] else drawLine(False)
    drawLine(True) if digit in [0, 1, 2, 3, 4, 7, 8, 9] else drawLine(False)
    turtle.left(180)
    turtle.penup()  # 为绘制后续数字确定位置
    turtle.fd(20)  # 为绘制后续数字确定位置

def drawDate(date):   #data为日期，格式为'%Y-%m=%d+'
    turtle.pencolor("red")
    for i in date:
        if i== '-':
            turtle.write('年',font=("Arial", 18, "normal"))
            turtle.pencolor("green")
            turtle.fd(40)
        elif i== '=':
            turtle.write('月',font=("Arial", 18, "normal"))
            turtle.pencolor("blue")
            turtle.fd(40)
        elif i== '+':
            turtle.write('日',font=("Arial", 18, "normal"))
        else:
            drawDigit(eval(i))


def main():
    turtle.setup(800, 350, 200, 200)
    turtle.penup()
    turtle.fd(-300)
    turtle.pensize(5)
    drawDate(time.strftime('%Y-%m=%d+', time.gmtime()))
    turtle.hideturtle()
    turtle.done()


main()
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51

6.3 代码复用与函数递归

6.3.1 代码复用与模块化设计

• 代码复用：函数和对象是代码复用的两种主要形式
• 模块化设计：分而治之，模块内部紧耦合、模块之间松耦合

6.3.2 函数递归的理解

• 函数定义中调用函数自身的方式

• 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

• 递归是数学归纳法思维的编程体现

6.3.3 递归的实现

• 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

eg. 斐波那契数列、汉诺塔

6.4 模块4: PyInstaller库的使用

• 将.py源代码转换成无需源代码的可执行文件

(cmd命令行) pyinstaller -F <文件名.py>

pyinstaller –i curve.ico –F SevenDigitsDrawV2.py
1

6.5 实例8: 科赫雪花小包裹

科赫雪花

import turtle


def koch(size, n):
    if n == 0:
        turtle.fd(size)
    else:
        for angle in [0, 60, -120, 60]:
            turtle.left(angle)
            koch(size / 3, n - 1)


def main():
    turtle.setup(800, 400)
    turtle.penup()
    turtle.goto(-300, -50)
    turtle.pendown()
    turtle.pensize(2)
    koch(600, 3)  # 3阶科赫曲线，阶数
    turtle.hideturtle()
    turtle.done()


main()
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24