大数据学习记录，Python基础（4）

函数

引言：比如植物大战僵尸，这个游戏本身也是由代码编写，现在假设有一种豌豆射手，每发射一次炮弹会执行100行逻辑代码

如果我在程序，每当需要发射炮弹的时候，都要编写100行逻辑代码，就会觉得该程序过于冗余，代码重复度较高。

解决方案：

如果我将这100行代码放到一个区域中，然后给这个区域起一个名字，今后在需要发射炮弹的代码逻辑中，通过这个名字就可以调用起这100行代码。这个区域【代码段】在python中称之为函数，先将函数定义出来，并对该函数起一个名字，将来在合适的地方通过函数名调用该函数，执行该函数的内部逻辑。

函数的定义

• 语句定义格式：

# 使用python中的关键字 def
def 函数名(...):
函数代码逻辑

函数使用特点

• 函数不调用不执行
• 定义函数必须在调用之前出现

函数的参数

• 参数种类

  • 形式参数：指的是函数定义时，小括号中定义的参数
  • 实际参数：指的是将来调用函数时，实际传入进去的具体的值

  def fun1(hhs, zcy): # hhs zcy是形式参数，名字自定义
  	print(hhs + zcy)
  a1 = int(input("请输入第一个数值："))
  b1 = int(input("请输入第二个数值："))
  fun1(a1,b1) # a1 b1 是实际参数，可以是变量，也可以是具体的值本身
  

• 参数的传值方式

  • 位置传参

  def show1(a, b, c):
  	print(f"a:{a},b:{b},c:{c}") # a:11,b:22,c:33
  show1(11, 22, 33)
  

  • 关键字传参 【通过形参的名字传参】

  def show1(a, b, c):
  	print(f"a:{a},b:{b},c:{c}")
  show1(b=100, c=200, a=300)
  

  • 混合传参

  def show1(a, b, c):
  	print(f"a:{a},b:{b},c:{c}")
  show1(100, c=200, b=300)
  

  注意: 混合传参的时候，前面没有关键字的实参是会按照形参的位置来的，后面关键字传参可以顺序不一样。

  函数传参的场景【扩展知识】

  # 未使用函数
  '''
  编写登录时的逻辑代码
  '''
  编写发送邮件的代码 50行
  '''
  编写注册时的逻辑代码
  '''
  编写发送邮件的代码 50行
  

  # 使用函数
  def send_email(xxx,xxx):
  编写发送邮件的代码
  '''
  编写登录时的逻辑代码
  '''
  send_email(xxx,xxx)
  '''
  编写注册时的逻辑代码
  '''
  send_email(xxx,xxx)
  

  def send_email(msg_to, send_info):
   import smtplib
   from email.mime.text import MIMEText
   from email.header import Header
   msg_from = '1165872335@qq.com' # 发送方邮箱
   passwd = 'owbciardnivafija' # 填入发送方邮箱的授权码(填入自己的授权码，相当于邮箱密码)
   # msg_to = ['','','']
   subject = "邮件信息" # 主题
   # 生成一个MIMEText对象（还有一些其它参数）
   msg = MIMEText(send_info)
   # 放入邮件主题
   msg['Subject'] = subject
   # 也可以这样传参
   # msg['Subject'] = Header(subject, 'utf-8')
   # 放入发件人
   msg['From'] = msg_from
   # 放入收件人
   # 通过ssl方式发送，服务器地址，端口
   s = smtplib.SMTP_SSL("smtp.qq.com", 465)
   # 登录到邮箱
   s.login(msg_from, passwd)
   # 发送邮件：发送方，收件方，要发送的消息
   s.sendmail(msg_from, msg_to, msg.as_string())
   print('成功')
  p = input("请输入要接收邮件的qq邮箱地址：")
  info = input("请输入要发送的内容：")
  send_email(p, info)
  

  • 默认值传参

  需求：调用一个函数，传入一个大字符串和一个小字符串，查找小字符串在大字符串中出现的次数，调用函数的时候，可以不传小字串，默认查找字符'a'在大字符串中的出现次数。

  def str_number(big_str, small_str='a'): # 定义函数时，可以设置形式参数的值，作为默认值
      # input输入dadqwwfwqfjwqaoiaiosijpoaospjfqwasaapjosaja
      list1 = list(big_str)
      counts = list1.count(small_str)
      print(f"{small_str}在大字符串中总共出现了{counts}次。。。")
  str_number('dadqwwfwqfjwqaoiaiosijpoaospjfqwasaapjosaja') # 调用时若不传入第二个参数，使用的就是定义时的默认值
  str_number('dadqwwfwqfjwqaoiaiosijpoaospjfqwasaapjosaja','f') # 若传入第二个参数，使用的就是实际传入的值	
  

  • 动态传参

  未使用动态参数时，解决需求，比较麻烦，参数需要另外定义一个函数

# 需求1：定义一个函数，将来传入两个int类型的值求和
def sum1(a, b):
	print(a + b)
sum1(10, 20)
def sum2(a, b, c):
	print(a + b + c)
# 需求2：定义一个函数，将来传入三个int类型的值求和
sum2(10, 20, 30)

使用动态参数，只需要定义一个函数就可以了

def sum1(*num):
	# 这里的num 是一个元组，接收若干个将来调用时传入的实参
	n = 0
	for i in num:
		n = n + i
	print(f"总和为：{n}")
sum1(10, 20) # (10, 20)
sum1(10, 20, 30) # (10, 20, 30)
sum1(10, 20, 30, 40) # (10, 20, 30, 40)

使用动态参数时的注意事项:

传参的内容，多个参数的类型可以是不一样的

def sum1(*num):
 # 这里的num 是一个元组，接收若干个将来调用时传入的实参
 # n = 0
 # for i in num:
 # n = n + i
 # print(f"总和为：{n}")
 print(num, type(num))
# sum1(10, 20) # (10, 20)
# sum1(10, 20, 30) # (10, 20, 30)
# sum1(10, 20, 30, 40) # (10, 20, 30, 40)
# sum1(11) # (11,)
# sum1(11, '小虎', [11, 22, 33]) # (11, '小虎', [11, 22, 33])
sum1((11,22,33)) # ((11, 22, 33),)

传入两个**的动态参数

def sum1(**num):
	print(num, type(num))
sum1(name='小虎', age=18)

结论：

* : 表示传入的每一个单独的元素都被封装成一个元组
** : 表示传入的是一个一个的键值对，所有的键值对会被封装成一个字典
我们今后开发的时候，定义动态参数时，起名字是固定的，若一个*的动态参数，名字起为*args, 若**的动态参数，名字起为**kwargs
def show1(a, b, *args, **kwargs):
    print(args, type(args))
    print(kwargs, type(kwargs))
# show1(11,22,33,44,name='小虎',address='合肥')
show1(11, 22, 33, 44, name='小虎', address='合肥')

函数的返回值

有些函数，我们调用完之后，是能够得到结果的，理论上来说，python中所有的函数都有返回值

python中提供了一个关键字给我们在函数中使用，表示调用完后返回的值，这个关键字叫做return

• 例子

def sum1(a, b):
    c = a + b
    return c
res1 = sum1(10, 20)
print(res1)
print(res1+20)

• 函数返回值的特点

  • 一个函数中如果没有写return, 默认情况下，这个函数最后一句话会有一个return None
  • return 和print的区别？
    • return是调用完函数时，可以返回一个值给调用者
    • print就直接输出了，没有返回值
  • 一个函数中，如果遇到了return，那么这个函数就结束了，函数中的后续代码不执行

  def fun1(a, b):
      print("今天是星期二")
      c = a + b
      return c
      print("明天自习") # 不执行
  res1 = fun1(10, 20)
  print(res1)
  

  • 一个函数中只能有一个return

  def fun1(a, b):
      print("今天是星期二")
      c = a + b
      return c
      print("明天自习") # 不执行
      return 100 # 无效代码
  res1 = fun1(10, 20)
  print(res1)
  def fun1():
  	for i in range(1,11):
  		return i
  res1 = fun1()
  print(res1) # 1
  

  • 函数返回值return后面，要返回的类型可以是任意的类型

• 函数参数和返回值的练习

  • 定义 两个函数，第一个函数用户循环输入要累加的数值，函数内部将用户输入的值封装成一个列表返回；第二个函数将第一个函数返回的列表当作参数传入，返回列表中所有数据之和的结果。

  def get_list():
      list1 = []
      while True:
      	n = int(input("请输入一个数值："))
      	if n == -1:
      		break
      	list1.append(n)
      return list1
  
  def sum_list(l2):
  	n = 0
  	for i in l2:
  		n += i
  	return n
  
  
  l1 = get_list()
  print(l1)
  res2 = sum_list(l1)
  print(res2)
  

• 函数返回值的的一些进阶用法

  • 直接返回多个值，多个值之间使用英文逗号分隔，实际返回的内容是一个元组

  def show1():
  	return 11, 22, 33
  res1 = show1()
  print(res1, type(res1))
  

  • 分别接收每个返回元素的值

  def show1():
  	return 11, 22, 33
  
  a1, a2, a3 = show1()
  print(f"a1:{a1}")
  print(f"a2:{a2}")
  print(f"a3:{a3}")
  def show1():
  	return 11, ['hello','world','python'], 33
  
  a1, a2, a3 = show1()
  print(f"a1:{a1}") # a1:11
  print(f"a2:{a2}") # a2:['hello', 'world', 'python']
  print(f"a3:{a3}") # a3:33
  

函数的分类

• 无参无返回值

def login():
	# 登录的操作逻辑
login()

• 无参有返回值

def get_number():
    # 随机生成一个数
    return num

n = get_number()
print(n)	

• 有参无返回值

def sum1(a,b):
	print(a+b)
    
sum1(10,20)

• 有参有返回值

def fun1(s1):
	return "shujia:" + s1
res1 = fun1('hello')

函数可以进行嵌套

• 嵌套调用

def fun1():
	print("hello world 1")
def fun2():
	return 100
def fun3(a1, b1):
    fun1() # 调用fun1函数
    res1 = fun2() # 调用fun2函数
    return a1 + b1 + res1
res2 = fun3(11,22)
print(res2)

• 嵌套定义

def fun1():
    a = 10
    def fun2():
    	print("hello world")
    print(a)
    fun2() # 不调用 不执行
    
fun1()
fun2() # 报错，调用不了函数内部定义的函数

• 函数练习2：定义一个函数，传入一个文本路径，和一个关键词，将文本中包含关键词的那一句话拿出来放在一个列表中返回该列表

import os
def get_word_list(file_os, word):
    res_list = []
    if os.path.exists(file_os):
        f = open(file_os, 'r', encoding='UTF-8')
        line_list = f.readlines()
        for line in line_list:
   			if word in line:
   				res_list.append(line.strip())
    else:
    	print("该路径不存在！！")
    return res_list

list1 = get_word_list('data/words.txt', 'shujia')
print(list1)

def get_word_list(file_os, word):
    res_list = []
    if not os.path.exists(file_os):
        print("该路径不存在！！")
        return res_list
    f = open(file_os, 'r', encoding='UTF-8')
    line_list = f.readlines()
    for line in line_list:
		if word in line:
			res_list.append(line.strip())
	return res_list

list1 = get_word_list('data/words.txt', 'shujia')
print(list1)

函数的传值问题

在python中，调用函数时，传入的是对象的引用。

• 不可变对象【str, int, float, bool】

def fun1(x, y):
    print(f"x:{x}, y:{y}") # x:hello, y:world
    x = y
    x = x + x
    print(f"x:{x}, y:{y}") # x:worldworld, y:world
s1 = "hello"
s2 = "world"
print(f"s1:{s1}, s2:{s2}") # s1:hello, s2:world
fun1(s1,s2)
print(f"s1:{s1}, s2:{s2}") # s1:hello, s2:world

不可变对象：指的是函数内的操作不会影响到函数外的变量值

• 可变对象【list, tuple, dict, set, 类】

def fun1(x, y):
    print(f"x:{x}, y:{y}") # x:['hello'], y:['world']
    x = y
    x.append('java')
    print(f"x:{x}, y:{y}") # x:['world','java'], y:['world','java']

s1 = ['hello']
s2 = ['world']
print(f"s1:{s1}, s2:{s2}") # s1:['hello'] , s2:['world']
fun1(s1,s2)
print(f"s1:{s1}, s2:{s2}") # s1:['hello'], s2:['world', 'java']

可变对象函数内部可以进行操作，改变可变对象中存储的值，间接影响到函数外变量的引用

作用域和变量

• 在python中，作用域分为两个区域

  • 函数外是一个作用域
  • 函数内部是一个作用域

• 全局变量：将变量定义在函数外

• 局部变量：将变量定义在函数内部

• 全局变量和局部变量使用特点

  • 局部作用域中可以使用到全局变量【可以使用函数外部定义的变量】
  • 函数与函数内部的作用域是相互独立的，不能互相调用函数内部创建的局部变量

  if 1==1:
  	a=10
  print(f"a:{a}")
  for i in range(11):
  	pass
  print(f"i:{i}")
  

• python中提供了一个关键字 global， 在函数内部定义一个全局变量，出了函数也是可以被访问到的。

def fun1():
    global a
    a = 100
fun1()
print(a)

注意：如果函数内部有变量被global修饰，需要先调用该函数，让内存中出现这个变量，后续才能去使用。

函数名也可以当作一个变量使用

• 用法场景1：

def fun1():
	print("好好学习，天天向上！")
fun2 = fun1

fun2()

赋值的时候，注意有没有小括号，方法名直接赋值，相当于给函数另起了一个名字；如果加了小括号，相当于调用函数的结果赋值。

• 用法场景2：变量可以存储在容易中，比如列表

def fun1():
	print("鹅鹅鹅")
def fun2():
	print("曲项向天歌")
def fun3():
	print("白毛浮绿水")
def fun4():
	print("红掌拨清波")
fun_list = [fun1, fun2, fun3, fun4]
flag = input("请输入开始：")
for i in fun_list:
	i()

• 用法场景：将函数作为返回值使用

def fun1():
	print("鹅鹅鹅")
def fun2():
	print("曲项向天歌")
def fun3():
	print("白毛浮绿水")
def fun4():
	print("红掌拨清波")
fun_list = [fun1, fun2, fun3, fun4]
def show1():
	for i in fun_list:
		i()
def function1():
	return show1
res1 = function1()
res1()    

• 用法场景4：将函数作为参数传递

def fun1():
	print("鹅鹅鹅")
def fun2():
	print("曲项向天歌")
def fun3():
	print("白毛浮绿水")
def fun4():
	print("红掌拨清波")
fun_list = [fun1, fun2, fun3, fun4]
def show1():
	for i in fun_list:
		i()
def function1(s):
	s()
function1(show1)

作业：登录注册的案例

• main函数要有，用户自己选择要做的功能，根据选择调用不同的函数
• 用户注册的信息需要使用一个文件存储，登录需要判断用户是否存在，密码是否正确
• 注册的时候，需要发送邮件

函数和模块

在python开发中，我们需要利用python语言完成现实生活中的场景，python提供了许多内置的函数和模块给我们使用，完善我们的程序，比如time,random等等模块，如果我们还想要学习其他的模块，就需要使用第三方模块了。所以在python开发行业中，我们将python开发程序员称之为调包侠。

内置函数

python的内置函数分为很多种

• 1.数学类函数

  • abs() 求绝对值

  n = -12
  print(abs(n))  #12
  

  • sum() 求和 (字符串类型的元素不行)

  list1 = [11,22,33,44,55]
  res1 = sum(list1)
  print(res1) #165
  

  • divmod() 传入两个数值，前一个除以后一个，得到两个值：一个商，一个是余数

  s, y = divmod(16, 5)
  print(s) #3
  print(y) #1
  

  • round() 四舍五入

  n = 12.765
  print(round(n)) # 13
  print(round(n,2)) # 四舍五入并保留两位小数（12.77）
  

  • pow 求幂次方

  print(pow(2,3)) #输出2的三次幂
  

• 聚合类函数

  • max() 求最大值

  list1 = [123,53,225,1123,52,5,3,14]
  res1 = max(list1)
  print(res1) #1123
  

  • min 求最小值

  list1 = [123,53,225,1123,52,5,3,14]
  res1 = min(list1)
  print(res1) #3
  

  • all 判断一个列表中是否出现一个False

  # 只要存在一个元素转bool类型结果是False，all()的结果就是False
  list1 = [12,45,124,'','hello',12.34]
  print(all(list1)) #由于列表中有一个元素为空，输出False
  

  • any 判断一个列表中是否出现一个True

  # 只要存在一个元素转bool类型结果是True，all()的结果就是True
  list1 = [12,45,124,'','hello',12.34]
  print(any(list1)) #True
  

• 和进制相关的函数

  • 二进制

  bin() 将十进制的值转二进制

  print(bin(136)) # 0b10001000
  

  int() 将某一种进制转10进制

  print(int('0b10001000',2))
  

  • 八进制

  oct() 将十进制转八进制

  print(oct(136)) # 0o210
  

  • 十进制

  整数默认都是十进制

  • 十六进制

  hex() 将十进制转16进制

  print(hex(136)) # 0x88
  

• 字符类函数

  • ord() 将一个字符转成ASCII码数值
    • 0' - 48
    • 'A' - 65
    • 'a' - 97

  print(ord('0')) #48
  print(ord('A')) #65
  print(ord('a')) #97
  

  • chr() 将数值转成对应的ASCII码字符

  print(chr(97))
  

• 类型转换相关函数

  • int()
  • str()
  • bool()
  • list()
  • dict()
  • tuple()
  • set()
  • bytes()

  s1 = '中国'
  b1 = s1.encode('UTF-8')
  print(b1, type(b1)) #\xe4\xb8\xad\xe5\x9b\xbd' <class 'bytes'>
  
  b2 = bytes('中国','UTF-8')
  print(b2) #\xe4\xb8\xad\xe5\x9b\xbd'
  

• 获取输出类函数

  • input()
  • print()
  • len()
  • open()

  获取列表的索引和元素

  list1 = [1,2,3,4]
  for i,j in enumerate(list1):
  	print(i,j)
  

  • id() 获取对象的地址值
  • callable() 判断一个变量是否是一个函数

  list1 = [1,2,3,4]
  def fun1():
  	pass
  print(callable(fun1)) #变量是函数，因此结果为True
  

  • sorted() 排序 #默认为从小到大排序

  list1 = [34,12,5,12,344,53]
  print(f"list1:{list1}")
  list2 = sorted(list1)
  print(f"list1:{list2}") # list1:[5, 12, 12, 34, 53, 344]
  

  自定义排序依据：

  list1 = ['小虎:1007', '小黄:1009', '小查:1001', '小涛:1004', '小方:1002']
  def fun1(e):
  	return int(e.split(':')[1]) #以“：”为分隔符，并取“：”后的字符
  
  list2 = sorted(list1, key=fun1) #调取fun1函数并根据“：“后的数字进行排序
  print(f"list2:{list2}")#list1:['小查:1001', '小方:1002', '小涛:1004', '小虎:1007', '小黄:1009']
  

  • zip() 将两个序列中的元素一一对应

  list1 = [1001, 1002, 1003, 1004, 1005]
  list2 = ['小虎', '黄沪生', '查镕贤', '黄涛', '方直']
  for i,j in zip(list1,list2):
  	print(f"学号:{i}, 姓名:{j}")
  
  #学号: 1002, 姓名: 黄沪生
  #学号: 1003, 姓名: 查镕贤
  #学号: 1004, 姓名: 黄涛
  #学号: 1005, 姓名: 方直
  
  

函数生成式

python中提供了一个关键字可以让我们在函数中使用 yield

输入一次 print(res1.next()) 便会运行一次，否则将会暂停

def fun1():
    yield 1
    print("hello world")
    yield 2
    print("hello world")
    yield 3
    print("hello world")
    yield 4
    print("hello world")
    yield 5
res1 = fun1()

print(res1.__next__())
print(res1.__next__())
print(res1.__next__())
print(res1.__next__())

有yield关键字的函数，结果是可以使用for循环的

def fun1():
    print("hello 1")
	yield 1
	print("hello 2")
	yield 2
	print("hello 3")
	yield 3
	print("hello 4")
	yield 4
	print("hello 5")
	yield 5
res1 = fun1()
for i in res1:
	print(i)
	print("-----------")

def fun1():
	for i in range(1,11):
		yield i
res1 = fun1()

for i2 in res1:
	print(i2)
	print("-----------")