【Python】#4 函数与组合数据类型

文章目录

一、函数的基本使用
二、组合数据类型
一些小实验

一、函数的基本使用

函数是一段具有特定功能的、可重用的语句组通过函数名进行完成功能调用
每次使用函数可以提供不同的参数作为输入，以实现对不同数据的处理，同时选择性的反馈相应的处理结果。

函数定义的语法格式：
- 注意相对于def关键字，函数体必须保持一定的空格缩进。
- 以及Python中的函数允许返回多个参数。如果没有return 语句，返回None结果

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

基本格式：
在这里插入图片描述
func_name=lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression

参数可以有缺省值，如x=1,y=2
lambda函数可以不需要名称，也被称为匿名函数，常用于作为参数传递给其他函数，如

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
squared = list(map(lambda x: x * x, numbers))
print(squared)  # 输出: [1, 4, 9, 16, 25]

函数的传参方式与可变参数

Python中函数的传参方式基本与C中类似，存在形参实参的值传递、都是实参的引用传递，以及可变参数（列表）。
同时参数也有自己的作用域（局部、全局…）不在此赘述

解释器会查看对象引用（内存地址）指示值的类型，如果变量指示一个可变的值，就会按引用调用语义。如果所指示的数据的类型是不可变的，则会应用按值调用语义。这里的类型是属于对象的，而不是变量。而对象有两种,“可更改”（mutable）与“不可更改”（immutable）对象。
- 列表字典集合
  总是会按引用传入函数，函数代码组中对变量数据结构的任何改变都会反映到调用代码中。
- 字符串整数元组
  总是会按值传入函数，函数中对变量的任何修改是这个函数私有的，不会反映到调用代码中。
可选参数
函数中可以对形参设置缺省值（默认值），此时传参若未对该位置参数传输数据，函数内使用该参数时使用缺省值。
- 默认参数必须出现在函数参数列表的最右端，且任何一个默认参数右边不能非默认参数。如下都是错误的声明方式
可变数量参数
函数定义时可以设计可变数量参数，既不确定参数总数量，例如
可利用诸如for循环之类的方法，动态访问该元组。

tips:命名参数（不推荐使用）

在函数调用时，可以通过形参名字指定传入的形参。通过命名参数，实参顺序可以和形参顺序可以不一致，但不影响传递结果。如在这里插入图片描述

二、组合数据类型

组合数据类型能够将多个同类型或不同类型的数据组织起来，通过单一的表示使数据操作更有序更容易。
组合数据类型可以分为三类：序列类型、集合类型和映射类型。

在这里插入图片描述

2.1 序列类型：元组与列表

序列类型是元素之间存在先后关系，通过序号访问，元素之间不排他。当需要访问序列中某特定值时，只需要通过下标标出即可。

有趣的是，在Python中不仅可以使用正向递增序号进行索引，也可以使用反向递减序号进行索引。（如果该类型允许索引）
若一个序列len=n，正向序号0~n-1，对应的逆向序列为-n~-1

序列类型通用操作符

在这里插入图片描述
字符串类型不在此赘述，可见【Python】#2 基本数据类型

关于元组（tuple）

元组是包含0个或多个元素的不可变序列类型。元组生成后是固定的，其中任何元素不能替换或删除。
元组中元素可以不同
元组的所有元素放在一对圆括号（）（可选）中，且元素之间用逗号隔开，使用小括号或者tuple()进行元组的创建，如
- 元组变量＝数据1，数据2，……
- 元组变量＝（数据1，数据2，……）
- 元组变量＝tuple（变量名或数据）
- 空元组只可用后两者创建

值得强调的是，当我们创建只有一个元素的元组时，最好在该元素后面加上，否则会导致类型错误

元组推导式，格式如下，用选取的x计算出的表达式结果作为新元组的元素
- （表达式1 for 变量x in 可迭代对象）
- （表达式1 for 变量x in 可迭代对象 if x满足的条件）
- （表达式1 if 条件表达式 else 表达式2 for 变量x in 可迭代对象）

eg:

tup1=(1,2,3,4,5,6,7,8,9)
tup4=tuple(x*x if x%2==0 else x for x in tup1) 
#tup4=(1,4,3,16,5,36,7,64,9)

同时，元组支持多重索引

eg:
在这里插入图片描述

关于列表（list）

Python中列表有些类似C语言中数组，但是实际操作并不相同

列表是一种序列类型，创建后可以随意被修改
列表用中括号［］表示，元素间用逗号，分隔
列表中各元素类型可以不同，无长度限制
列表可采用标准的比较操作符（＜、＜＝、＝＝、！＝、＞＝、＞）进行比较，列表的比较实际上是单个数据项的（ascii码）逐个比较。
建立空列表可通过[]和list()函数
- 列表变量＝［数据1，数据2，……］
- 列表变量＝list（变量名或对象数据）
- 创建空列表：list1＝［］or list1＝list()

除此之外，列表必须通过显式的数据赋值才能生成新的对象，简单将一个列表赋值给另一个列表不会生成新的列表对象，而是类似C语言中的指针指向同一地址。如下图示：

在这里插入图片描述

列表推导式
用法类似元组，但是外部括号改为[]
列表常用操作符与函数

值得一提的是：
对列表的部分值进行修改时，实际是将该部分删除后插入改变的内容，所以Python不要求改变与被改变的长度相同。
eg:
在这里插入图片描述

2.2 集合

集合是多个元素的无序组合（所以它不可以进行分片和索引），每个元素唯一，与数学中的集合概念一致
同时集合元素不可更改，不能是可变数据类型

集合的所有元素放在一对大括号{}中，元素之间用逗号隔开
同一集合中元素的数据类型可以不相同，且必须是数值、字符串、元组等不可变类型，不能是列表、集合和字典等可变类型
建立集合类型用{}或set()
- 集合类型变量＝｛数据1，数据2，……｝
- 集合类型变量＝set（变量名或对象数据）
- 建立空集合类型，必须使用set()不能用{}，{}用来创建一个空字典

set类型的特殊操作符作用
在这里插入图片描述
set相关常用操作函数

2.3 字典

在Python中，映射类型主要以字典（dict）体现。映射类型是“键—值”数据项的组合，每个元素是一个键值对，即元素是（key，value），元素之间是无序的。键值对（key，value）是一种二元关系。

键值对：键是数据索引的扩展
采用大括号｛｝和dict（）创建
{<键1>:<值1>, <键2>:<值2>, ……, <键n>:<值n>}
- 键值对用冒号:表示,不同键值对通过,隔开
key只能是数值型、字符串和元组等不可变类型；字典是通过键来存取元素的。因此，同一个字典中，键必须是唯一的。
需要注意的是，对字典变量进行的通用操作和函数默认以key为对象的。如果需要对value进行相应的操作需要使用dict.value（）。
字典的一些内置函数

在这里插入图片描述

一些小实验

猜数字函数调用

def GuessSecret(Max_times,min,max):
    secret = random.randint(min, max)
    times=0
    print("-----游戏开始-----")
    while (Max_times):
        try:
            guess = eval(input(f"＠数字区间{min}-{max}，请输入你猜的数字："))
            print(f"你输入数字是：{guess}")
        except NameError:
            print("格式错误,请输入一个整数!")
        else:
            if guess == secret:
                print(f"你猜了{times}次，猜对了,真厉害")
            else:
                if guess < secret:
                    min = guess
                    print(f"＠数字区间{min}-{max},你猜的数字小于正确答案")
                else:
                    max = guess
                    print(f"＠数字区间{min}-{max},你猜的数字大于正确答案")
            times += 1
            Max_times-=1
    print("-----游戏结束-----")

try:
    ts=eval(input("＠请输入猜数字的最大次数："))
    min=eval(input("请输入猜测数字的最小值:"))
    max=eval(input("请输入猜测数字的最大值:"))
except NameError:
    print("格式错误,请输入一个整数!")
else:
    GuessSecret(ts,min,max)

运行测试如图
在这里插入图片描述

lambda函数使用

利用 lambda 函数比较两个输入的大小，并利用 datetime 库按照如下格式显示当前时间

import datetime as dt

x=eval(input("请输入x的值："))
y=eval(input("请输入y的值："))
bigger=lambda x,y:x if(x>=y) else y
print(f"两个输入中较大的是{bigger(x,y)}")
now=dt.datetime.today()
print(f"当前的时间{now.year}年{now.month}月{now.day}日")

测试
在这里插入图片描述

递归法绘制科赫曲线

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

t.setup(1000,1000)
t.pen(speed = 0, pendown = False, pencolor = 'blue')
a,n=400,4
t.goto(-a/2,a/2/pow(3,0.5))
t.pd()
for i in range(3):
    koch(a,n)
    t.right(120)
t.ht()
t.done()

在这里插入图片描述

石头剪刀布

import random
#定义手势类型
allList = ['石头','剪刀','布']
#定义获胜的情况
winList =[['石头','剪刀'],['剪刀','布'],['布','石头']]#用户输入
chnum=-1
prompt ='''===欢迎参加石头剪刀布游戏===
请选择：0 石头; 1 剪刀; 2 布; 3 我不想玩了
请选择对应的数字：'''
while True:
    chnum= input (prompt)
    if chnum not in ['0','1','2','3']:
        print("无效的选择，请选择 0/1/2/3")
        continue
    if chnum== '3':
        break
    cchoice = random. choice(allList)
    uchoice = allList[int (chnum)]
    print(f"您选择了: {uchoice},计算机选择了: {cchoice}")
    if uchoice==cchoice:
        print("tie-game")
    elif [uchoice,cchoice] in winList:
        print("you win")
    else:
        print("you lose")
print("Game Over")

运行测试
在这里插入图片描述

筛选法求素数

筛选法求[2，n]范围内全部素数的基本思路是：在2～n中划去2的倍数（不包括2），再划去3的倍数（不包括3），由于4已被划去，再找5的倍数，……，直到划去不超过n的倍数，剩下的数都是素数。

from math import *
n=int(input("请输入n："))
m=int(sqrt(n))
p=[i for i in range(n+1)]
for i in range(2,m+1):
    if p[i]:
        for j in range(2*i,n+1,i):
            p[j]=0
for i in range(2,n+1):
    if p[i]:
        print(p[i])