# Python语言程序设计基础

2021-03-07 14:30

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标签:随机密码   形状   last   超过   min   recursion   begin   numa   assm   

Python语言程序设计基础

第5章 函数和代码复用


目录
  • Python语言程序设计基础
  • 第5章 函数和代码复用
    • 函数的基本使用
      • 函数的定义
      • lambda函数
    • 函数的参数传递
      • 可选参数与可变数量参数
      • 参数的位置和名称传递
      • 函数的返回值
      • 函数对变量的改变
    • 模块3 :datetime库的使用
      • 思考与练习
    • 实例7: 七段数码管绘制
    • 代码复用和模块化设计
    • 函数的递归
    • 实例8 科赫曲线绘制
    • Python内置函数
    • 程序练习题
    • Python123练习题
    • Python测试题
    • 输入输出示例


函数的基本使用

函数的定义

函数是一段具有特定功能的、可重用的语句组,用函数名表示并通过函数名进行功能调用。

使用函数主要有两个目的:降低编程难度和代码重用。

Python使用def定义一个函数,语法形式:

def  ():
	
	return 

函数调用和执行的一般形式

()

lambda函数

lambda用于定义一种特殊的函数——匿名函数,又称为lambda函数。匿名函数并非没有名字,而是将函数名作为函数结果返回,语法格式如下

 = lambda  : 
lambda 函数与正常函数一样,等价于如下形式:
def  ():
    return 
f =  lambda x,y : x+y 
print(type(f))
print(f(10,20))

函数的参数传递

可选参数与可变数量参数

可以定义函数时直接为这些参数指定默认值,当函数被调用时,如果没有传入对应的参数值,则使用函数定义时的默认值代替。由于函数调用时需要按顺序输入参数,可选参数必须定义在非可选参数的后面。

def dup (str , times = 2):
    print(str * times)
dup("konck~")

在函数定义时,也可以设计可变数量参数,通过在参数前增加星号(*)实现。带有星号的可变参数只能出现在参数列表的后面。调用时,这些参数被当做元组类型传递到参数中,实例如下:

def vfunc(a, *b ):
    print(type(b))
    for n in b:
         print(n,end=‘‘)
        a += n
    return a
vfunc(1,2,3,4,5,6)

参数的位置和名称传递

函数调用时,实参默认采用按着位置的顺序的方式传递给函数

Python还提供了按着形参名称传入实参的方式,由于调用函数时指定了参数名称,所以参数之间的顺序可以任意调整。

函数的返回值

return语句用来退出函数并将函数返回到函数被调用的位置继续执行。函数可以没有return,此时函数不返回值。函数也可以用return返回多个值,多个值以元组类型保存。

def func(a,b):
    return b,a
a = func("knock~",2)
print(a,type(a))

函数对变量的改变

全局变量是指在函数之外定义的变量,一般没有缩进,在程序执行全过程有效。

局部变量是指在函数内部使用的变量,仅在函数内部使用变量,仅在函数内部有效,当函数退出时变量将不存在。

  1. 简单数据类型变量无论是否与全局变量重名,仅在函数内部创建和使用,函数退出后变量被释放,如有全局变量,其值不变。

  2. 简单数据类型变量在用global保留字声明后,作为全局变量使用,函数退出后该变量保留且值被函数改变。

  3. 对于组合数据类型的全局变量,如果在函数内部没有被真实创建的同名变量,则函数内部可以直接使用并修改全局变量的值。

  4. 如果函数内部真实创建了组合数据类型变量,无论是否有同名全局变量,函数仅对局部变量进行操作,函数退出后局部变量被释放,全局变量值不变。

模块3 :datetime库的使用

datetime库概述

datetime库可以从系统中获得时间,并以用户选择的格式输出。

datetime库以格林威治时间为基,每天由3600*24秒精确定义。该库包括两个常量:datetime.MINYEAR和datetime.MXYEAR,分别表示datetime所能代表的最小,最大年份,值分别为1与9999。

datetime.datetime类表达形式最为丰富。引入datetime类的方式如下:

from datetime import datetime

datetime类的使用

datetime类的使用是首先创建一个datetime对象,然后通过对象的方法和属性显示时间。

创建datetime对象有三种方法:datetime.now(),dtetime.utcnow(),datetime.datetime()

  1. datetime.now() ,返回一个datetime类型,表示当前日期和时间,精确到微秒

    from datetime import datetime
    today = datetime.now()
    today
    
  2. datetime.utcnow(),返回一个datetime类型,表示当前日期和时间的UTC表示,精确到微秒

    today = datetime.utcnow()
    today
    
  3. datetime(year,month,day,hour=0,minute=0,second=0,microsecond=0)构造一个日期和时间对象

    someday = datetime(2017,9,1,10,30,34,2)
    someday
    

datetime类对象的常见属性 9个

属性 描述
datetime.min
datetime.max
datetime.year
datetime.month
datetime.day
datetime.hour
datetime.minute
datetime.second
datetime.microsecond

date类常用的时间格式化方法 3 个

属性 描述
datetime.isoformat() ISO 8601 标准显示时间
datetime.isoweekday() 根据日期计算星期后返回1~7对应星期一到星期日
datetime.strftime() 根据格式化字符串format进行格式显示的方法

strtime()方法是时间格式化最有效的方法,几乎可以以任何通用格式输出时间

strftime()方法的格式控制符

格式化字符串 日期/时间 值范围和实例
%Y 年份
%m 月份
%B 月名
%b 月名缩写
%d 日期
%A 星期
%a 星期缩写
%H 小时(12)
%I 小时(24)
%p 上/下午
%M 分钟
%S

思考与练习

请利用datetime库将当前系统时间转换为字符串

from datetime import datetime
today = datetime.utcnow()
str=today.strftime("%Y-%m-%d  %H:%M:%S")
print(str)

请利用datetime库输出5种不同的日期格式


思考如何利用datatime库对一个程序的运行计时。

实例7: 七段数码管绘制

IPO描述

输入:当前日期的数字形式

处理:根据每个数字绘制七段数码管表示

输出:绘制当前日期的七段数码管表示

代码:

#七段数码管绘制
import turtle, datetime
#绘制数码管间隔
def drawGap():
    turtle.penup()
    turtle.fd(5)
#绘制单段数码管
def drawLine(draw):
    drawGap()
    turtle.pendown() if draw else turtle.penup()
    turtle.fd(40)
    drawGap()
    turtle.right(90)
#根据数字绘制七段数码管
def drawDigit(d):
    drawLine(True) if d in [2,3,4,5,6,8,9] else drawLine(False)
    drawLine(True) if d in [0,1,3,4,5,6,7,8,9] else drawLine(False)
    drawLine(True) if d in [0,2,3,5,6,8,9] else drawLine(False)
    drawLine(True) if d in [0,2,6,8] else drawLine(False)
    turtle.left(90)
    drawLine(True) if d in [0,4,5,6,8,9] else drawLine(False)
    drawLine(True) if d in [0,2,3,5,6,7,8,9] else drawLine(False)
    drawLine(True) if d 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.pencolor("blue")
            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(-350)
    turtle.pensize(5)
    drawDate(datetime.datetime.now().strftime(‘%Y-%m=%d+‘))
    turtle.hideturtle()

main()

代码复用和模块化设计

当代编程语言从代码层面采用函数和对象两种抽象方式,分别对应面向过程和面向对象编程思想

函数是程序的一种基本抽象方式。函数封装的直接好处是代码复用,当更新函数功能时,所有被调用的功能都被更新。

对象是程序的一种高级抽象方式,他将程序代码组织为更高的类。对象它包含表征对象特征的·属性和代表对象操作的方法。

模块化设计 是使用函数和对象设计程序的思考方法,以功能块为基本单位,一般有两个基本要求。

  1. 紧耦合:尽可能合理划分功能块,功能块内部耦合紧密
  2. 松耦合:模块间关系尽可能简单,功能块之间耦合度低

耦合是指程序结构中各模块之间相互关联的程度。

函数的递归

函数中定义调用的函数自身的方式称为递归。

经典递归例子——阶乘

\[ n! = \begin{cases} 1 &n=0 \ n(n-1)! &otherwise \\end{cases} \]

代码:

def fact(n):
    if n==0 :
        return 1
    else:
        return n * fact(n-1)
num = eval(input("请输入一个整数"))
print(fact(abs(int(num))))

字符串反转

def reverse(s):
    if s == "":
        return s
    else:
        return reverse(s[1:])+ s[0]
str = input ("请输入一个字符串: ")
print(reverse(str))str = input ("请输入一个字符串: ")
print(str[::-1])
str = input ("请输入一个字符串: ")
print(str[::-1])

当Python递归调用到1000层,解析器将终止程序。用户可以通过以下代码设定

import sys
sys.setrecursionlimit(2000)

实例8 科赫曲线绘制

科赫曲线在众多经典数学数学曲线中非常著名,由瑞典数学家科赫于1904年提出,其形状类似于雪花,也被称雪花曲线。

科赫曲线的基本概念和绘制方法如下。

正整数n代表科赫曲线的阶数,表示生成科赫曲线过程的操作次数。

科赫曲线初始化阶数为0,表示一个长度为L的直线。对于直线L,将其等分为3段,中间一段用边长为L/3的等边三角形的两个边代替,得到一阶科赫曲线,它包含4条线段。

进一步对每条线段重复同样的操作后得到2阶科赫曲线,继续重复同样的操作n次就可以得到n阶科赫曲线。

科赫曲线属于分形几何分支,它的绘制过程体现了递归思想,其代码如下:

# 科赫曲线绘制
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(800,400)
    turtle.speed(0)  #控制速度
    turtle.penup()
    turtle.goto(-300,-50)
    turtle.pendown()
    turtle.pendown()
    turtle.pensize(2)
    koch(600,3) #0阶科赫曲线长度,阶数
    turtle.hideturtle()
main()

图形

#漂亮图形
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.speed(10)
    turtle.penup()
    turtle.goto(-200,100)
    turtle.pendown()
    turtle.pensize(2)
    level=5
    koch(400,level)
    turtle.right(120)
    koch(400,level)
    turtle.right(200)
    koch(400,level)
    turtle.hideturtle()
main()

Python内置函数

abs() id() round() compile() locals()
all() input() set() dir() map()
any() int() sorted() exec() memoryview()
asci() len() str() enumerate() next()
bin() list() tuple() filter() object()
bool() max() type() format() property()
chr() min() zip() frozenset() repr()
complex() oct() gentattr() setattr()
dict() open() globals() slice()
divmod() ord() bytes() hashattr() staticmethod()
eval() pow() delattr() help() sum()
float() print() bytearray() isinstance() super()
hash() range() callable() issubclass() vars()
hex() reversed() classmethod() iter() _ import() _

程序练习题

5.1 用函数简化代码,输出一个更大的田字格。

def drawsq(n):
    line=3*n+1
    for i in range(1,line+1):
        if i%3 ==1:
            print(n*"+----",end="")
            print("+")
        else:
            print ("|    "*n,end="")
            print("|")
            
def main():
    n=eval(input("请输入您要的阶数: "))
    drawsq(n)
    
main()

5.2 实现isOdd()函数,参数为整数,如果整数为奇数,返回True,否则返回False

def isOdd(num):
    try:
        if type(num) == type(0.):
            raise TypeError
        if num%2 == 0:
            return False
        else:
            return True
    except TypeError:
        print(‘这不是一个有效的整数! ‘)
        
print(isOdd(4))
print(isOdd(3))
print(isOdd(-1))
print(isOdd(‘str‘))
print(isOdd(3.))

5.3 实现isNum()函数,参数为一个字符串,如果这个字符串属于整数、浮点数或复数的表示,则返回True,否则返回False.

# python 中合法的数字有十进制整数,浮点数,十六进制整数,复数
# --------------------------3 也是合法数字
def isNum(num):
    np = ‘+-‘
    numbers = ‘.0123456789‘
    numbersE = ‘.0123456789+-jJEe‘
    x16 = ‘0123456789abcdefABCDEF‘
    
    if num[0] in np:
        try:
            return isNum(num[1:])
        except:
            return False
    elif num[0] in numbers:
        if num[:2] == ‘0x‘: # 16 进制分支
            for i in num[2:]:
                if i not in x16:
                    return False
            return True
        else:
            ele = 0
            point = 0
            last = ‘‘
            numaftere = 0
            q = 0
            for i in num:
                q = q+1
                if i not in numbersE:
                    return False
                else:
                    if point == 0 and i == ‘.‘:
                        point = 1
                        continue
                    if point == 1 and (numaftere == 1 or ele == 0)and i in ‘+-‘: # 一个数字结束,进入了第二个数字(一般是复数)
                        point = 0
                        continue
                    if ele == 0 and i in ‘Ee‘: # 出现了第一个 E, 一个浮点数中只能出现一个 E
                        ele = 1
                        continue
                    if ele == 1 and i in ‘0123456789‘:
                        numaftere = 1
                        continue
                    if ele == 1 and numaftere == 1 and i in ‘+-‘:
                        # 针对复数的特例
                        ele = 0
                        numaftere = 0
                        continue
                    if last ==‘.‘ and i in ‘+-‘:
                        return False
                    elif (point == 1 or last in ‘EeJj‘) and i ==‘.‘:
                        return False
                    elif i in ‘Jj‘ and last in ‘+-‘:
                        return False
                    elif ele == 1 and i in ‘Ee.‘:
                        return False
            last = i
        if last == ‘.‘ and i in ‘+-‘:
            return False
        elif (point == 1 or last in ‘EeJj‘) and i == ‘.‘:
            return False
        elif i in ‘Jj‘ and last in ‘+-.‘:
            return False
        elif ele == 1 and i in ‘Ee.‘:
            return False
        else:
            return True
    else:
        return False
    
# 测试集
print(isNum(‘Hello‘))
print(isNum(‘+++++++++++++++++++++++++++++++++++++‘))
print(isNum(‘+-+-+-+-+-+-3‘))
print(isNum(‘100‘))
print(isNum(‘10e10‘))
print(isNum(‘10e+10‘))
print(isNum(‘10e10.‘))
print(isNum(‘10e10e‘))
print(isNum(‘10e10+4E10‘))
print(isNum(‘10e‘))
print(isNum(‘10e+1j‘))
print(isNum(‘10e10+1.j‘))
print(isNum(‘1.0e+10-j‘))
print(isNum(‘1.0e+1j-3.e‘))
print(isNum(‘1.0e10+1j-3.e10‘))
print(isNum(‘1.3333‘))
print(isNum(‘.3333‘))
print(isNum(‘.333.3‘))
print(isNum(‘.3333e5‘))
print(isNum(‘12345678‘))
print(isNum(‘0abddf‘))
print(isNum(‘0xabddf‘))

5.4 实现multi()函数,参数个数不限,返回所有参数的乘积

def multi(*args):
    sum = 1;
    count = 1;
    for i in args:
        if type(i) is type(1) or type(i) is type(1.):
            sum *= i
        else:
            print(f‘第{count}项不是一个有效的整数! ‘)
            return;
        count += 1
    return sum;

print(multi(2,3,1.0,5,4.99))
print(multi(2,1,‘str‘))
print(multi())

5.5 实现isPrime()函数,参数为整数,要有异常处理。如果整数是质数,返回True,否则返回False

import math
def isPrime(num):
    try:
        if type(num) == type(0.):
            raise TypeError
        r = int(math.floor(math.sqrt(num)))
    except TypeError:
        print(‘不是一个有效的整数‘)
        return None
    if num == 1:
        return False
    for i in range(2, r+1):
        if num % i == 0:
            return False
    return True

print(isPrime(2))
print(isPrime(44))
print(isPrime(‘str‘))
print(isPrime(1))
print(isPrime(3.3))
print(isPrime(0x18))

5.6 使用datetime库,对自己生日输出不少于10种日期格式

from datetime import datetime

birthday = datetime(1995,1,1,23,00)
print(birthday)
print(‘%s 年%s 月%s 日‘%(birthday.year,birthday.month,birthday.day))
print(‘{0:%Y}-{0:%m}-{0:%d} {0:%a}‘.format(birthday))
print(‘{0:%b}.{0:%d} {0:%Y}‘.format(birthday))
print(‘{0:%d}{1:} {0:%b} {0:%Y}‘.format(birthday,
[‘st‘,‘nd‘,‘rd‘,‘th‘][birthday.day%10-1 if birthday.day%10

5.7 汉诺塔问题


Python123练习题

#6914 七段数码管的绘制

这是"实例"题,与课上讲解实例相同,请作答检验学习效果。

#6923 科赫雪花小包裹

这是"实例"题,与课上讲解实例相同,请作答检验学习效果。

#15213 任意累积

请根据编程模板补充代码,计算任意个输入数字的乘积。????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

注意,仅需要在标注...的地方补充一行或多行代码。

# 请在...补充一行或多行代码

def cmul(...):
 ...

print(eval("cmul({})".format(input())))

解答:

def cmul(a, *b):
 m = a
 for i in b:
     m *= i
 return m

print(eval(f‘cmul({input()})‘))

Python测试题

#15310 随机密码生成

#15310 随机密码生成

描述

补充编程模板中代码,完成如下功能:????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

以整数17为随机数种子,获取用户输入整数N为长度,产生3个长度为N位的密码,密码的每位是一个数字。每个密码单独一行输出。????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

产生密码采用random.randint()函数。????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

输入输出示例

输入 输出
示例 1 3 634 524 926
#请在...补充代码
import random

def genpwd(length):
    a = 10**(length-1)
    b = 10**length - 1
    return f‘{random.randint(a,b)}‘

length = eval(input())
random.seed(17)
for i in range(3):
    print(genpwd(length))

解答

import random

def genpwd(length):
    a = 10**(length-1)
    b = 10**length - 1
    return "{}".format(random.randint(a, b))

length = eval(input())
random.seed(17)
for i in range(3):
    print(genpwd(length))

#15293 连续质数计算

连续质数计算

描述

补充编程模板中代码,完成如下功能:????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

获得用户输入数字N,计算并输出从N开始的5个质数,单行输出,质数间用逗号,分割。????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

注意:需要考虑用户输入的数字N可能是浮点数,应对输入取整数;最后一个输出后不用逗号。????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

输入输出示例

输入 输出
示例 1 12 13,17,19,23,29
# 请在...补充一行或多行代码

def prime(m):
    for i in range(2,m):
        if m % i == 0:
            return False
    return True

n = eval(input())

n_ = int(n)
n_ = n_+1 if n_  0:
    if prime(n_):
        if count > 1:
            print(n_, end=",")
        else:
            print(n_, end="")
        count -= 1 
    n_ += 1

解答

def prime(m):
    for i in range(2,m):
        if m % i == 0:
            return False
    return True

n = eval(input())
n_ = int(n)
n_ = n_+1 if n_  0:
    if prime(n_):
        if count > 1:
            print(n_, end=",")
        else:
            print(n_, end="")
        count -= 1 
    n_ += 1

这个代码注意:

(1) 需要对输入小数情况进行判断,获取超过该输入的最小整数(这里没用floor()函数);

(2) 对输出格式进行判断,最后一个输出后不增加逗号(这里没用.join()方法)。

# Python语言程序设计基础

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原文地址:https://www.cnblogs.com/zuti666/p/14260597.html


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