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如何在Python中自訂和使用函數?

王林
發布: 2023-05-07 14:58:07
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一. 應用:學員管理系統

1.1 系統簡介

需求:進入系統顯示系統功能介面,功能如下:

  • 1 、新增學員

  • 2、刪除學員

  • #3、修改學員資訊

  • ##4、查詢學員資訊

  • 5、顯示所有學員資訊

  • 6、退出系統

  • ##系統共6個功能,用戶依自己需求選取。

1.2 步驟分析

    #顯示功能介面
  1. #使用者輸入功能序號
  2. 根據使用者輸入的功能序號,執行不同的功能(函數)
  3. 3.1 定義函數

    3.2 呼叫函數

  4. 1.3 需求實作

1.3 .1 顯示功能介面

定義函數
print_info

,負責顯示系統功能。 <div class="code" style="position:relative; padding:0px; margin:0px;"><pre class="brush:php;toolbar:false">def print_info():     print('-' * 20)     print('欢迎登录学员管理系统')     print('1: 添加学员')     print('2: 删除学员')     print('3: 修改学员信息')     print('4: 查询学员信息')     print('5: 显示所有学员信息')     print('6: 退出系统')     print('-' * 20)           print_info()</pre><div class="contentsignin">登入後複製</div></div>1.3.2 使用者輸入序號,選擇功能

user_num = input('请选择您需要的功能序号:')
登入後複製
1.3.3 根據使用者選擇,執行不同的功能
if user_num == '1':
    print('添加学员')
elif user_num == '2':
    print('删除学员')
elif user_num == '3':
    print('修改学员信息')
elif user_num == '4':
    print('查询学员信息')
elif user_num == '5':
    print('显示所有学员信息')
elif user_num == '6':
    print('退出系统')
登入後複製
工作中,需要根據實際需求調優程式碼。

    使用者選擇系統功能的程式碼需要循環使用,直到使用者主動退出系統。
  1. 如果使用者輸入1-6以外的數字,則需要提示使用者。
  2. while True:
        # 1. 显示功能界面
        print_info()
        
        # 2. 用户选择功能
        user_num = input('请选择您需要的功能序号:')
    
        # 3. 根据用户选择,执行不同的功能
        if user_num == '1':
            print('添加学员')
        elif user_num == '2':
            print('删除学员')
        elif user_num == '3':
            print('修改学员信息')
        elif user_num == '4':
            print('查询学员信息')
        elif user_num == '5':
            print('显示所有学员信息')
        elif user_num == '6':
            print('退出系统')
        else:
            print('输入错误,请重新输入!!!')
    登入後複製
1.3.4 定義不同功能的函數
所有功能函數都是操作學員訊息,所有儲存所有學員資訊應該是一個
全域變數

,資料型別為列表

info = []
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1.3.4.1 新增學員

    需求分析
    接收使用者輸入學員訊息,並保存
  1. 判斷是否添加學員資訊
  2. 2.1 如果學員姓名已經存在,則報錯提示

    2.2 如果學員姓名不存在,則準備空字典,將使用者輸入的資料追加到字典,再列表追加字典資料

  3. 對應的if條件成立的位置呼叫該函數
    程式碼實作
  • def add_info():
        """ 添加学员 """
        # 接收用户输入学员信息
        new_id = input('请输入学号:')
        new_name = input('请输入姓名:')
        new_tel = input('请输入手机号:')
        
    
        # 声明info是全局变量
        global info
    
        # 检测用户输入的姓名是否存在,存在则报错提示
        for i in info:
            if new_name == i['name']:
                print('该用户已经存在!')
                return
    
        # 如果用户输入的姓名不存在,则添加该学员信息
        info_dict = {}
        
        # 将用户输入的数据追加到字典
        info_dict['id'] = new_id
        info_dict['name'] = new_name
        info_dict['tel'] = new_tel
        
        # 将这个学员的字典数据追加到列表
        info.append(info_dict)
        
        print(info)
    登入後複製
  • 1.3.4.2 刪除學員
    需求分析
  • 依使用者輸入的學員姓名進行刪除

    使用者輸入目標學員姓名
  1. #檢查這個學員是否存在
  2. 2.1 如果存在,則清單刪除這個資料

    2.2 如果不存在,則提示「該使用者不存在」

  3. #對應的if條件成立的位置呼叫函數
    程式碼實作
  • # 删除学员
    def del_info():
        """删除学员"""
        # 1. 用户输入要删除的学员的姓名
        del_name = input('请输入要删除的学员的姓名:')
    
        global info
        # 2. 判断学员是否存在:如果输入的姓名存在则删除,否则报错提示
        for i in info:
            if del_name == i['name']:
                info.remove(i)
                break
        else:
            print('该学员不存在')
    
        print(info)
    登入後複製
  • 1.3.4.3 修改學員資訊
    需求分析
    #使用者輸入目標學員姓名
  1. 檢查這個學員是否存在
  2. 2.1 如果存在,則修改這位學員的信息,例如手機號

    2.2 如果不存在,則報錯

  3. 對應的if條件成立的位置呼叫該函數
    程式碼實作
  • # 修改函数
    def modify_info():
        """修改函数"""
        # 1. 用户输入要修改的学员的姓名
        modify_name = input('请输入要修改的学员的姓名:')
    
        global info
        # 2. 判断学员是否存在:如果输入的姓名存在则修改手机号,否则报错提示
        for i in info:
            if modify_name == i ['name']:
                i['tel'] = input('请输入新的手机号:')
                break
        else:
            print('该学员不存在')
        
        print(info)
    登入後複製
  • 1.3.4.4 查詢學員資訊
##需求分析


使用者輸入目標學員姓名
  • 檢查學員是否存在
  • 2.1 如果存在,則顯示此學員的資訊
2.2 如果不存在,則報錯提示
  • 對應的if條件成立的位置呼叫該函數

#程式碼實作
  • ##
    # 查询学员
    def search_info():
        """查询学员"""
        # 1. 输入要查找的学员姓名:
        search_name = input('请输入要查找的学员姓名:')
    
        global info
        # 2. 判断学员是否存在:如果输入的姓名存在则显示这位学员信息,否则报错提示
        for i in info:
            if search_name == i['name']:
                print('查找到的学员信息如下:----------')
                print(f"该学员的学号是{i['id']}, 姓名是{i['name']}, 手机号是{i['tel']}")
                break
        else:
            print('该学员不存在')
    登入後複製

    1.3.4.5 顯示所有學員資訊

    #########需求分析############列印所有學員資訊########## ##程式碼實作###
# 显示所有学员信息
def print_all():
    """ 显示所有学员信息 """
    print('学号\t姓名\t手机号')
    for i in info:
        print(f'{i["id"]}\t{i["name"]}\t{i["tel"]}')
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1.3.4.6 退出系统

在用户输入功能序号6的时候要退出系统,代码如下:

......
    elif user_num == '6':
        exit_flag = input('确定要退出吗?yes or no')
        if exit_flag == 'yes':
            break
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二. 递归

2.1 递归的应用场景

递归是一种编程思想,应用场景:

  1. 在我们日常开发中,如果要遍历一个文件夹下面所有的文件,通常会使用递归来实现;

  2. 在后续的算法课程中,很多算法都离不开递归,例如:快速排序。

2.1.1 递归的特点
  • 函数内部自己调用自己

  • 必须有出口

2.2 应用:3以内数字累加和

  • 代码

# 3 + 2 + 1
def sum_numbers(num):
    # 1.如果是1,直接返回1 -- 出口
    if num == 1:
        return 1
    # 2.如果不是1,重复执行累加并返回结果
    return num + sum_numbers(num-1)


sum_result = sum_numbers(3)
# 输出结果为6
print(sum_result)
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  • 执行结果

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-QST6841K-1597498815746)(03-函数加强.assets/1.png)]

三. lambda 表达式

3.1 lambda的应用场景

如果一个函数有一个返回值,并且只有一句代码,可以使用 lambda简化。

3.2 lambda语法

lambda
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注意

  • lambda表达式的参数可有可无,函数的参数在lambda表达式中完全适用。

  • lambda表达式能接收任何数量的参数但只能返回一个表达式的值。

快速入门
# 函数
def fn1():
    return 200


print(fn1)
print(fn1())


# lambda表达式
fn2 = lambda: 100
print(fn2)
print(fn2())
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注意:直接打印lambda表达式,输出的是此lambda的内存地址

3.3 示例:计算a + b

3.3.1 函数实现
def add(a, b):
    return a + b


result = add(1, 2)
print(result)
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思考:需求简单,是否代码多?

3.3.2 lambda实现
fn1 = lambda a, b: a + b
print(fn1(1, 2))
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3.4 lambda的参数形式

3.4.1.无参数
fn1 = lambda: 100
print(fn1())
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3.4.2.一个参数
fn1 = lambda a: a
print(fn1('hello world'))
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3.4.3.默认参数
fn1 = lambda a, b, c=100: a + b + c
print(fn1(10, 20))
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3.4.4.可变参数:*args
fn1 = lambda *args: args
print(fn1(10, 20, 30))
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注意:这里的可变参数传入到lambda之后,返回值为元组。

3.4.5.可变参数:**kwargs
fn1 = lambda **kwargs: kwargs
print(fn1(name='python', age=20))
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3.5 lambda的应用

3.5.1. 带判断的lambda
fn1 = lambda a, b: a if a > b else b
print(fn1(1000, 500))
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3.5.2. 列表数据按字典key的值排序
students = [
    {'name': 'TOM', 'age': 20},
    {'name': 'ROSE', 'age': 19},
    {'name': 'Jack', 'age': 22}
]

# 按name值升序排列
students.sort(key=lambda x: x['name'])
print(students)

# 按name值降序排列
students.sort(key=lambda x: x['name'], reverse=True)
print(students)

# 按age值升序排列
students.sort(key=lambda x: x['age'])
print(students)
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四. 高阶函数

把函数作为参数传入,这样的函数称为高阶函数,高阶函数是函数式编程的体现。函数式编程就是指这种高度抽象的编程范式。

4.1 体验高阶函数

在Python中,abs()函数可以完成对数字求绝对值计算。

abs(-10)  # 10
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round()函数可以完成对数字的四舍五入计算。

round(1.2)  # 1
round(1.9)  # 2
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需求:任意两个数字,按照指定要求整理数字后再进行求和计算。

  • 方法1

def add_num(a, b):
    return abs(a) + abs(b)


result = add_num(-1, 2)
print(result)  # 3
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  • 方法2

def sum_num(a, b, f):
    return f(a) + f(b)


result = sum_num(-1, 2, abs)
print(result)  # 3
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注意:两种方法对比之后,发现,方法2的代码会更加简洁,函数灵活性更高。

函数式编程大量使用函数,减少了代码的重复,因此程序比较短,开发速度较快。

4.2 内置高阶函数

4.2.1 map()

map(func, lst),将传入的函数变量func作用到lst变量的每个元素中,并将结果组成新的列表(Python2)/迭代器(Python3)返回。

需求:计算list1序列中各个数字的2次方。

list1 = [1, 2, 3, 4, 5]


def func(x):
    return x ** 2


result = map(func, list1)

print(result)  # <map object at 0x0000013769653198>
print(list(result))  # [1, 4, 9, 16, 25]
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4.2.2 reduce()

reduce(func,lst),其中func必须有两个参数。每次func计算的结果继续和序列的下一个元素做累积计算。

注意:reduce()传入的参数func必须接收2个参数。

需求:计算list1序列中各个数字的累加和。

import functools

list1 = [1, 2, 3, 4, 5]


def func(a, b):
    return a + b


result = functools.reduce(func, list1)

print(result)  # 15
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4.2.3 filter()

filter(func, lst)函数用于过滤序列, 过滤掉不符合条件的元素, 返回一个 filter 对象。如果要转换为列表, 可以使用 list() 来转换。

list1 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]


def func(x):
    return x % 2 == 0


result = filter(func, list1)

print(result)  # <filter object at 0x0000017AF9DC3198>
print(list(result))  # [2, 4, 6, 8, 10]
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五. 总结

  • 递归

  • 函数内部自己调用自己

  • 必须有出口

  • lambda

  • 语法

lambda 参数列表:
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  • lambda的参数形式

  • 无参数

lambda:
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  • 一个参数

lambda 参数:
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  • 默认参数

lambda key=value:
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  • 不定长位置参数

lambda *args:
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  • 不定长关键字参数

lambda **kwargs:
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  • 高阶函数

  • 作用:把函数作为参数传入,化简代码

  • 内置高阶函数

  • map()

  • reduce()

  • filter()

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