主要参考来源:慕课嵩天老师的“Python语言程序设计”[https://www.icourse163.org/course/BIT-268001?tid=1468130447]
5.1函数的定义与使用
函数的理解与定义
函数是一段具有特定功能的、可重用的语句组,是一种功能的抽象,一般函数表达特定功能,函数的使用可以降低编程难度和进行代码复用
def <函数名>(<参数(0个或多个)>):
<函数体>
return <返回值>
函数的定义:
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)
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
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
函数定义时可以为某些参数指定默认值,构成可选参数,可选参数在括号中的位置应处于非可选参数后
函数定义时可以设计可变数量参数,即不确定参数总数量
def <函数名>(<参数>,*b):
<函数体>
return <返回值>
函数调用时,参数可以按照位置或名称传递
函数的返回值
函数可以返回0个或多个结果
return保留字用来传递返回值
函数可以有返回值,也可以没有,可以有return,也可以没有,return传递的返回值的个数可为0或任意多个
元组类型:小括号,中间是逗号
局部变量和全局变量
规则1: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
规则2:局部变量为组合数据类型且未创建,等同于全局变量
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
谨慎使用lambda函数
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
5.2实例7:七段数码管绘制
“七段数码管绘制”问题分析
基本思路:
步骤1:绘制单个数字对应的数码管
步骤2:获得一串数字,绘制对应的数码管
步骤3:获得当前系统时间,绘制对应的数码管
代码:
import turtle
def drawLine(draw):
turtle.pendown() if draw else turtle.penup()
turtle.fd(40)
turtle.right(90)
def drawDigit(digit):
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()
turtle.fd(20)
def drawDate(date):
for i in date:
drawDigit(eval(i))
def main():
turtle.setup(800,350,200,200)
turtle.penup()
turtle.fd(-300)
turtle.pensize(5)
drawDate('20230124')
turtle.hideturtle()
turtle.done()
main()
#SevenDigitsDrawV2.py
import turtle
import time
def drawGap():#绘制数码管间隔
turtle.penup()
turtle.fd(5)
def drawLine(draw):#绘制单段数码管
drawGap()
turtle.pendown() if draw else turtle.penup()
turtle.fd(40)
drawGap()
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()
turtle.fd(20)
def drawDate(date):
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.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()
举一反三
理解方法思维
模块化思维:确定模块接口,封装功能
规则化思维:抽象过程为规则,计算机自动执行
化繁为简:将大功能变为小功能组合,分而治之
应用问题的扩展
绘制带小数点的七段数码管
带刷新的时间倒计时效果
绘制高级的数码管
5.3代码复用与函数递归
代码复用与模块化设计
把代码当成资源进行抽象:
代码资源化:程序代码是一种用来表达计算的“资源”;
代码抽象化:使用函数等方法对代码赋予更高级别的定义;
代码复用:同一份代码在需要时可以被重复使用
函数和对象是代码复用的两种主要形式:
函数:将代码命名在代码层面建立了初步抽象
对象:属性和方法,在函数之上再次组织进行抽象
分而治之:
通过函数或对象封装将程序划分为模块及模块间的表达
具体包括:主程序、子程序和子程序间关系
分而治之:一种分而治之、分层抽象、体系化的设计思想
紧耦合 松耦合:
紧耦合:两个部分之间交流很多,无法独立存在
松耦合:两个部分之间交流较少,可以独立存在
模块内部紧耦合、模块之间松耦合
函数递归的理解
递归的定义:函数定义中调用函数自身的方式
两个关键特征:链条(计算过程中存在递归链条),基例(存在一个或多个不需要再次递归的基例)
类似数学归纳法,递归是数学归纳法思维的编程体现
函数递归的调用过程
函数+分支语句:
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
函数递归实例分析
字符串反转:
def rvs(s):
if s = "":
return s;
else:
return rvs(s[1:])+s[0]
斐波那契数列:
def f(n):
if n==1 or n==2:
return 1
else:
return f(n-1)+f(n-2)
汉诺塔:
count = 0
def hanoi(n,src,dst,mid):
global count
if n==1:
print("{}:{}->{}".format(1,src,dst))
count+=1
else:
hanoi(n-1,src,mid,dst)
print("{}:{}->{}".format(n,src,dst))
count+=1
hanoi(n-1,mid,dst,src)
5.4模块4:PyInstaller库的使用
PyInstaller库基本介绍:
将.py源代码转换成无需源代码的可执行文件
PyInstaller库是第三方库,其官方网站:http://www.pyinstaller.org,第三方库需要在使用前额外安装,其安装需要使用pip工具
(cmd命令行)pip install pyinstaller
PyInstaller库使用说明:
(cmd命令行)pyinstaller -F <文件名.py>
参数 | 描述 |
---|---|
-h | 查看帮助 |
--clean | 清理打包过程中的临时文件 |
-D,--onedir | 默认值,生成dist文件夹 |
-F,--onefile | 在dist文件夹中只生成独立的打包文件 |
-i<图标文件名.ico> | 指定打包程序使用的图标(icon)文件 |
简单的使用:D:\code-Python\2022_2023_1_WinterVacation>pyinstaller -F SevenDigitsDrawV2.py
生成的可执行文件(.exe)在dist文件夹内
转换并添加图标使用举例:D:\code-Python\2022_2023_1_WinterVacation>pyinstaller -i image.ico -F SevenDigitsDrawV2.py
5.5实例8:科赫雪花小包裹
“科赫雪花小包裹”问题分析
分形几何是一种迭代的几何图形,广泛存在自然界中
科赫曲线也叫雪花曲线
“科赫雪花小包裹”实例讲解
递归思想:函数+分支
递归链条:线段的组合
递归基例:初始线段
举一反三
修改分形几何绘制阶数
修改科赫曲线的基本定义及旋转角度
修改绘制科赫雪花的基础框架图形