函數(shù)

4.1函數(shù)的定義與使用

4.1.1 函數(shù)的理解與定義

定義：函數(shù)是一段具有特定功能的、可重用的語句組。

作用：降低編程難度、代碼復(fù)用

def <函數(shù)名> (<參數(shù)(零個或多個)>):
    <函數(shù)體>
    return<返回值>

特點：函數(shù)定義時，所指定參數(shù)為占位符，參數(shù)是輸入，參數(shù)體為處理，結(jié)果為輸出（IPO)

? 函數(shù)定義后，如果結(jié)果不經(jīng)調(diào)用，則不會執(zhí)行

實例：計算n!

def fact(n):
    s=1
    for i in range (1,n+1):
        s*=i
    return s

4.1.2 函數(shù)的使用及調(diào)用

定義：是運行代碼的方式，調(diào)用時要給出實際參數(shù)，用實際參數(shù)替換給定參數(shù)

方法：將 fact(X)帶入即可

4.1.3 函數(shù)的參數(shù)傳遞

特點：無論函數(shù)是否具有參數(shù)，都必須有（）

def fact():
    print("...")

函數(shù)定義時可以為某些參數(shù)指定默認值，構(gòu)成可選參數(shù)。

def <函數(shù)名> (<非可選函數(shù)>,<可選函數(shù)>):
    <函數(shù)體>
    return<返回值>

實例：計算n!//m

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

實例：計算n!乘數(shù)

def fact(n,*b):
    s=1
    for i in range (1,n+1):
        s*=i
    for item in b:
        s*=item
    return s

函數(shù)調(diào)用時參數(shù)可以按照位置或者名稱方式傳遞：

fact(m=5,n=10)或者fact(5,10)

4.1.4 函數(shù)返回值

定義：返回零個或者多個結(jié)果，return保留字來傳遞返回值

特征：返回值可以有也可以無

return n//m,n,m

(10,5,3)

4.1.5局部變量及全局變量

局部變量：函數(shù)內(nèi)部的變量

全局變量：服務(wù)于整個函數(shù)的變量

特征：1.局部變量和全局變量是不同的兩種變量，局部變量是占位符，與全局變量可能重名但是不相同，運算結(jié)束后，局部變量被釋放，也可使用global保留字在函數(shù)中用全局變量。

? 2.局部變量為組合數(shù)據(jù)類型且未創(chuàng)建時，等同于全局變量。

局部變量實例：

n,s=10,100
def fact(n):
    s=1
    for i in range (1,n+1):
        s*=i
    return s
print(fact(n),s)

全局變量實例：

n,s=10,100
def fact(n):
    global s
    for i in range (1,n+1):
        s*=i
    return s
print(fact(n),s)

局部變量可以用作全局變量實例：

ls=["f","F"]
def func(a):
    ls.append(a)
    return
func("C")
print(ls)

4.1.6 lambda函數(shù)

定義：返回函數(shù)名作為一種結(jié)果，是一種匿名函數(shù)，用于簡單的，用于一行表示的函數(shù)。

<函數(shù)名>=lambda<函數(shù)參數(shù)>:<函數(shù)表達式>

f=lambda x, y : x+y
f(10,15)

用途：主要用作于特定或方法參數(shù)，固定使用形式，建議一般用def定義。

4.2 七段數(shù)碼管繪制實例

4.2.1 繪制特定數(shù)字數(shù)碼管

要求：首先繪制單個數(shù)字對應(yīng)的數(shù)碼管，然后獲得一串數(shù)字繪制響應(yīng)的數(shù)碼管

特征：由七個基本線條組成，七段數(shù)碼管可以由特定的順序，不同數(shù)字顯示不同的線條

image.png

image.png

舉例：

#SevenDigitsDrawV1.py
import turtle
def drawLine(draw):      #繪制單段數(shù)碼管
    turtle.pendown() if draw else turtle.penup()
    turtle.fd(40)
    turtle.right(90)
def drawDigit(digit):   #根據(jù)數(shù)字繪制七段代碼管
    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()      #為繪制后續(xù)數(shù)字確定位置
    turtle.fd(20)
def drawDate(date):     #獲得需要輸出數(shù)字
    for i in date:
        drawDigit(eval(i))
def main():
    turtle.setup(800,350,200,200)
    turtle.penup()
    turtle.fd(-300)
    turtle.pensize(5)
    drawDate('20200212')
    turtle.hideturtle()
    turtle.done()
main()

4.2.2 繪制當前時間數(shù)字數(shù)碼管

要求：使用time庫獲得當前時間，增加年月日標記，年月日不同顏色

舉例：

#SevenDigitsDrawV2.py
import turtle,time
def drawGap():
    turtle.penup()
    turtle.fd(5)
def drawLine(draw):      #繪制單段數(shù)碼管
    drawGap()
    turtle.pendown() if draw else turtle.penup()
    turtle.fd(40)
    drawGap()
    turtle.right(90)
def drawDigit(digit):   #根據(jù)數(shù)字繪制七段代碼管
    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()      #為繪制后續(xù)數(shù)字確定位置
    turtle.fd(20)
def drawDate(date):     #獲得需要輸出數(shù)字
    for i in date:
        if i =='-':
            turtle.write('年',font=("Arial",30,"normal"))
            turtle.pencolor("green")
            turtle.fd(40)
        elif i =='=':
            turtle.write('月',font=("Arial",30,"normal"))
            turtle.pencolor("blue")
            turtle.fd(40)
        elif i =='+':
            turtle.write('日',font=("Arial",30,"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()

4.3 代碼復(fù)用與函數(shù)遞歸

4.3.1 代碼復(fù)用與模塊化設(shè)計

定義：將代碼當做一種資源進行抽象，使用函數(shù)等方法對代碼賦予更高意義。

代碼復(fù)用：同一份代碼在需要時可以被重復(fù)使用

主要形式：函數(shù)、對象

函數(shù)：將代碼命名，在代碼層面建立初步抽象。

對象：屬性及方法，<a>.<b>和<a>.<b>()在函數(shù)上再次組織抽象

模塊化設(shè)計：分而治之，通過函數(shù)或者對象封裝將程序劃分為模塊及之間的表達。

包括：主程序、子程序、子程序之間的關(guān)系

主程序：模塊之間的關(guān)系

子程序：模塊

特點：分而治之的核心是模塊化思想，模塊化是分而治之、分層抽象、體系化的設(shè)計思想。

模塊化設(shè)計概念：緊耦合、松耦合

緊耦合：兩個部分之間交流很多，無法獨立存在

松耦合：兩個部分之間交流很少，可以獨立存在

模塊內(nèi)部緊耦合，模塊之間松耦合

4.3.2 函數(shù)遞歸的理解

特征：鏈條、基例

鏈條：計算過程中的遞歸鏈條

基例：存在一個或多個不用再次遞歸的基例

4.3.3 遞歸的調(diào)用過程

image.png

實例：

def fact(n):
    if n == 0:
        return 1
    else:
        return n*fact(n-1)

遞歸函數(shù)實現(xiàn)方法：函數(shù)和分支語句

遞歸本身是一個函數(shù)，用函數(shù)定義式方法描述，函數(shù)內(nèi)部采用分支語句對輸入內(nèi)容進行判斷，基例和鏈條形成對應(yīng)的代碼

4.3.4 遞歸實例

實例一：字符串反轉(zhuǎn)

字符串切片方法： s[::-1]

遞歸法：

def rvs(s):
    if s =="":
        return s
    else:
        return rvs(s[1:])+s[0]

實例二：斐波那契數(shù)列

def f(n):
    if n==1 or n==2:
        return 1
    else:
        return f(n-1)+f(n-2)

實例三：漢諾塔問題

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)
        hanoi(3,"A","B","C")
        print(count)

4.4 PyInstaller庫的使用

4.4.1 PyInstaller庫簡介

定義： PyInstaller庫是第三方庫，使用前需要額外安裝，安裝時需要用到pip命令

安裝方法：在Windows系統(tǒng)的cmd命令中輸入：pip install PyInstaller

4.4.2 PyInstaller庫使用

實例：

在windows中cmd體系下輸入指令：

PyInstaller -i curve.ico -F SevenDigistDrawV2.py

image.png

4.5 科赫雪花小包裹實例講解

4.5.1 科赫雪花繪制

分形幾何：一種迭代的幾何圖形，廣泛存在與自然界中

科赫曲線：也叫雪花曲線，用于分形的曲線，用python繪制

image.png

image.png

實例：

#KochDrawV1.py
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(600,600)
    turtle.penup()
    turtle.goto(-200,100)
    turtle.pendown()
    turtle.pensize(2)
    level=3
    koch(400,level)
    turtle.right(120)
    koch(400,level)
    turtle.right(120)
    koch(400,level)
    turtle.hideturtle()
main()

4.5.2科赫雪花打包

打包：可以使未安裝python的計算機打開此實例

實例：

pyinstaller -i curve.ico -F KochDrawV2.py

image.png