函数和代码复用---Python语言程序设计笔记5（北理工mooc）

Python语言程序设计笔记5（北理工mooc）

函数和代码复用

函数定义与使用

函数是一段有特定功能，可重复使用的语句组，函数也是一种特定功能的抽象，一般函数代表某个特定功能。函数可以降低编程难度以及实现代码的复用。
函数结构：

def <函数名>(<参数（0个或多个）>)：
    <函数体>
    return <返回值>

返回值可有可无，return也可有可无。返回多个值时每个值之间用逗号分隔，用小括号，中间以逗号分隔来体现，这便是元组类型，如(1,2,3)。
函数在执行到return时，立即执行return函数返回数值并结束本次函数的执行，即后面的语句不再执行。

函数的参数

可选参数：函数的参数分为非可选参数和可选参数，可选参数必须放在非可选参数的后面，参数设置如：def fact(n, m=1)，其中n为非可选参数，m为可选参数，当m不设置时，则默认m=1。
可变参数：函数定义时设定可变数量的参数，即不确定参数总数量。示例如下：

参数传递分为位置传递和名称传递两种方式，以def fact(n, m=1)为例，可以使用位置传递：fact(5,10)，也可以使用名称传递：fact(m=10, n=5)。

局部变量和全局变量

局部变量为函数内部使用的变量，全局变量为程序内函数外部使用的变量，局部变量和全局变量可以重名但依然不同，可以使用global保留字在函数内使用全局变量，在函数内部使用global s这个语句即可声明在函数内的s是全局变量。
局部变量（在函数外部被声明）为组合数据且未被创建（未用global声明）时，等同于全局变量。

lambda函数

用于定义匿名函数
结构：

<函数名> = lambda <参数>:<表达式>

是一种函数的紧凑表达形式，等价于使用def和return定义的函数，但它不能用函数体而只能用表达式，例如

f = lambda x, y : x+y

输入f(1, 2)时，输出3。
lambda函数一般用作一些特定方法和函数的参数，一般不使用lambda函数定义函数。一般情况，建议使用def来定义函数。

代码复用与函数递归

代码复用

• 代码资源化：程序代码是一种用来表达计算的资源
• 代码抽象化：使用函数的方法对代码赋予更高级别的定义
• 代码复用：同一段代码在需要时可被重复利用。一般使用“函数”和“对象”实现对代码的复用，“函数”（初步抽象）和“对象”（高度抽象）也是代码抽象的不同级别。

模块化设计

核心：分而治之
即通过“函数”和“对象”封装将代码划分为模块和模块之间的表达。在模块化的设计中，一般要关注主程序、子程序和子程序之间的关系，一般将子程序看作模块，主程序看作模块与模块间的关系。模块化是一种分而治之、分层抽象、体系化的设计思想。

• 紧耦合：两个部分交流较多，无法独立存在
• 送耦合：两个部分交流较少，可以独立存在。它们之间有非常清晰简单的接口。
  一个函数的参数和返回值越少，它和其他模块之间的关系越清晰，复用的可能性就越高，模块化设计追求模块内部紧偶像、模块之间松耦合。

函数递归

递归指调用函数自身的方式。
递归的两个关键特征：
以$n!=\{\begin{array}{c}1,n=0\\ n(n-1)!,n>0\end{array}$为例：

• 链条：计算存在递归链条。如n!=n*(n-1)!，则n!和(n-1)!之间构成了递归链条
• 基例：存在一个或多个不需要再次递归的基例。如n=0时，n!=1。

代码上可写为：

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

因此递归在程序上一般用函数加分支语句来进行实现。

• 递归本身就是一个函数，需要函数定义的方式进行描述
• 函数内部，采用分支语句对输入参数进行判断，并针对链条和基例分别编写代码。