Python基础进阶：从函数到Lambda 表达式 — 阿里云天池

一，学习内容概括

1，学习地址

https://dsw-dev.data.aliyun.com/#/?fileUrl=http%3A%2F%2Ftianchi-media.oss-cn-beijing.aliyuncs.com%2FDSW%2FPython%2FPython3.ipynb&fileName=Python3.ipynb.

2，主要学习内容

1. 函数
   函数的定义
   函数的调用
   函数文档
   函数参数
   函数的返回值
   变量作用域
2. Lambda 表达式
   匿名函数的定义
   匿名函数的应用

二，具体学习内容

（1）函数

函数的定义

1，函数以def关键词开头，后接函数名和圆括号()。
2，return [表达式] 结束函数，选择性地返回一个值给调用方。不带表达式的return相当于返回None。
3，def functionname (parameters):
“函数文档字符串”
functionsuite
return [expression]

def printme(str):
    print(str)

函数的调用

printme("我要调用用户自定义函数!") 
printme("再次调用同一函数")  
temp = printme('hello') 
print(temp)  

函数文档

def MyFirstFunction(name):
    "函数定义过程中name是形参"
    # 因为Ta只是一个形式，表示占据一个参数位置
    print('传递进来的{0}叫做实参，因为Ta是具体的参数值！'.format(name))

#0的位置被name代替
MyFirstFunction('老马的程序人生')  
# 函数定义过程中name是形参
print(MyFirstFunction.__doc__)  
#    函数定义过程中name是形参
help(MyFirstFunction)

函数参数

位置参数 (positional argument)
默认参数 (default argument)
可变参数 (variable argument)
关键字参数 (keyword argument)
命名关键字参数 (name keyword argument)
参数组合

• 位置参数 (positional argument)

def functionname(arg1):
"函数文档字符串"
functionsuite
return [expression]

arg1 - 位置参数 ，这些参数在调用函数 (call function) 时位置要固定

• 默认参数 (default argument)

def functionname(arg1, arg2=v):
"函数文档字符串"
functionsuite
return [expression]

arg2 = v - 默认参数 = 默认值，调用函数时，默认参数的值如果没有传入，则被认为是默认值。
默认参数一定要放在位置参数后面，不然程序会报错

#位置参数，可变参数
def printinfo(name, age=8):
    print('Name:{0},Age:{1}'.format(name, age))

printinfo('小马')  # Name:小马,Age:8
printinfo('小马', 10)  # Name:小马,Age:10

Python 允许函数调用时参数的顺序与声明时不一致，因为 Python 解释器能够用参数名匹配参数值

def printinfo(name, age):
    print('Name:{0},Age:{1}'.format(name, age))
#调换位置
printinfo(age=8, name='小马')

• 可变参数 (variable argument)

def functionname(arg1, arg2=v, *args):
“函数文档字符串”
functionsuite
return [expression]

args - 可变参数，可以是从零个到任意个，自动组装成元组*。
加了星号（*）的变量名会存放所有未命名的变量参数。

def printinfo(arg1, *args):
    print(arg1)
    for var in args:
        print(var)

printinfo(10)  # 10
printinfo(70, 60, 50)

• 关键字参数 (keyword argument)

def functionname(arg1, arg2=v, args, *kw):
“函数文档字符串”
functionsuite
return [expression]

kw - 关键字参数，可以是从零个到任意个，自动组装成字典**

def printinfo(arg1, *args, **kwargs):
    print(arg1)
    print(args)
    print(kwargs)

printinfo(70, 60, 50)
printinfo(70, 60, 50, a=1, b=2)
# 70
# 自动成为一个元组(60, 50)
# 自动成为一个字典{'a': 1, 'b': 2}

可变参数允许传入零个到任意个参数，它们在函数调用时自动组装为一个元组 (tuple)。
关键字参数允许传入零个到任意个参数，它们在函数内部自动组装为一个字典 (dict)。

• 命名关键字参数 (name keyword argument)

def functionname(arg1, arg2=v, args, *, nkw, *kw):
“函数文档字符串”
functionsuite
return [expression]

nkw - 命名关键字参数，用户想要输入的关键字参数，定义方式是在nkw 前面加个分隔符 *

如果要限制关键字参数的名字，就可以用「命名关键字参数」
使用命名关键字参数时，要特别注意不能缺少参数名。

def printinfo(arg1, *, nkw, **kwargs):
    print(arg1)
    print(nkw)
    print(kwargs)

printinfo(70, nkw=10, a=1, b=2)
#报错，没有写参数名nwk，因此 10 被当成「位置参数」，而原函数只有 1 个位置函数，现在调用了 2 个，因此程序会报错。
printinfo(70, 10, a=1, b=2)

• 参数组合

可以用位置参数、默认参数、可变参数、命名关键字参数和关键字参数，这 5 种参数中的 4 个都可以一起使用
但是注意，参数定义的顺序必须是：
位置参数、默认参数、可变参数和关键字参数。
位置参数、默认参数、命名关键字参数和关键字参数

要注意定义可变参数和关键字参数的语法：
args 是可变参数，args 接收的是一个 tuple
kw 是关键字参数，kw 接收的是一个 dict

函数的返回值

返回列表

def back():
    return [1, '小马的程序人生', 3.14]
print(back())

返回元组

def back():
    return 1, '小马的程序人生', 3.14
print(back())

整数相加，列表相加

def add(a, b):
    return a + b
    
print(add(1, 2))  
print(add([1, 2, 3], [4, 5, 6])) 

调用函数

def printme(str):
    print(str)
temp = printme('hello')
print(temp) 
print(type(temp)) 

变量作用域

程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的，访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的。
定义在函数内部的变量拥有局部作用域，该变量称为局部变量。
定义在函数外部的变量拥有全局作用域，该变量称为全局变量。
局部变量只能在其被声明的函数内部访问，而全局变量可以在整个程序范围内访问。

def discounts(price, rate):
    final_price = price * rate
    return final_price

old_price = float(input('请输入原价:'))  
rate = float(input('请输入折扣率:'))  
new_price = discounts(old_price, rate)
print('打折后价格是:%.2f' % new_price)  

这样也是对的，只是名字的问题old 和new

def discounts(price, rate):
    final_price = price * rate
    return final_price
price = float(input('请输入原价:'))  # 98
rate = float(input('请输入折扣率:'))  # 0.9
final_price = discounts(price, rate)
print('打折后价格是:%.2f' % final_price) 

当内部作用域想修改外部作用域的变量时，就要用到 global 和nonlocal 关键字了

# 需要使用 global 关键字声明
num = 1
def fun1():
    global num  
    print(num)  
    num = 123
    print(num)  

fun1()
print(num)  # 123

1 , 123 , 123

• 内嵌函数

先外后内

def outer():
    print('outer函数在这被调用')

    def inner():
        print('inner函数在这被调用')

    inner()  # 该函数只能在outer函数内部被调用

outer()
# outer函数在这被调用
# inner函数在这被调用

• 闭包

是函数式编程的一个重要的语法结构，是一种特殊的内嵌函数。
如果在一个内部函数里对外层非全局作用域的变量进行引用，那么内部函数就被认为是闭包。
通过闭包可以访问外层非全局作用域的变量，这个作用域称为 闭包作用域。

def funX(x):
    def funY(y):
        return x * y

    return funY
i = funX(8)
print(type(i))  # 
print(i(5))

闭包的返回值通常是函数

def make_counter(init):
    counter = [init]

    def inc(): counter[0] += 1

    def dec(): counter[0] -= 1

    def get(): return counter[0]

    def reset(): counter[0] = init

    return inc, dec, get, reset

inc, dec, get, reset = make_counter(0)
inc()
inc()
inc()
print(get())  
dec()
print(get())  
reset()
print(get()) 

如果要修改闭包作用域中的变量则需要 nonlocal 关键字

def outer():
    num = 10

    def inner():
        nonlocal num  # nonlocal关键字声明
        num = 100
        print(num)

    inner()
    print(num)

outer()

# 100
# 100

如果一个函数在内部调用自身本身，这个函数就是递归函数

# 利用循环
n = 5
for k in range(1, 5):
    n = n * k
print(n)  
# 利用递归
def factorial(n):
    if n == 1:
        return 1
    return n * factorial(n - 1)

print(factorial(5)) 

斐波那契数列 f(n) = f(n-1) + f(n-2) , f(0) = 0 f(1)=1

# 利用循环
i = 0
j = 1
lst = list([i, j])
for k in range(2, 11):
    k = i + j
    lst.append(k)
    i = j
    j = k
print(lst)  
# [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55]

# 利用递归
def recur_fibo(n):
    if n <= 1:
        return n
    return recur_fibo(n - 1) + recur_fibo(n - 2)

lst = list()
for k in range(11):
    lst.append(recur_fibo(k))
print(lst)  
# [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55]

设置递归的层数，Python默认递归层数为 100

import sys

sys.setrecursionlimit(1000)

（2）Lambda 表达式

匿名函数的定义

两种函数
第一类：用 def 关键词定义的正规函数
第二类：用 lambda 关键词定义的匿名函数

lambda argument_list : expression
lambda - 定义匿名函数的关键词。
argument_list - 函数参数，它们可以是位置参数、默认参数、关键字参数，和正规函数里的参数类型一样。
:- 冒号，在函数参数和表达式中间要加个冒号。
expression - 只是一个表达式，输入函数参数，输出一些值。

expression 中没有 return 语句，因为 lambda 不需要它来返回，表达式本身结果就是返回值。
匿名函数拥有自己的命名空间，且不能访问自己参数列表之外或全局命名空间里的参数。

• 正规函数

#正规函数，返回
def sqr(x):
    return x ** 2
print(sqr)

#x的取值为0 1 2 3 4 5 6 7 8 9进行函数sqr（x）就是y=x的平方
y = [sqr(x) for x in range(10)]
print(y)

• 匿名函数

# 匿名函数
#和上面的功能一样
lbd_sqr = lambda x: x ** 2
print(lbd_sqr)
#  at 0x000000BABB6AC1E0>

y = [lbd_sqr(x) for x in range(10)]
print(y)

#进行加法
sumary = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2
print(sumary(10, 20))  

func = lambda *args: sum(args)
print(func(1, 2, 3, 4, 5))  

匿名函数的应用

• 非函数式编程

def f(x):
    for i in range(0, len(x)):
        x[i] += 10
    return x

x = [1, 2, 3]
f(x)
print(x)

• 函数式编程

#对列表进行变化
def f(x):
    y = []
    for item in x:
        y.append(item + 10)
    return y
x = [1, 2, 3]
f(x)
print(x)

匿名函数常用与高阶函数 (high-order function)中，主要有两种形式
参数是函数 (filter, map)
返回值是函数 (closure)

• filter

filter(function, iterable) 过滤序列，过滤掉不符合条件的元素，返回一个迭代器对象，如果要转换为列表，可以使用 list() 来转换。

odd = lambda x: x % 2 == 1
templist = filter(odd, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
print(list(templist)) 

• map

map(function, *iterables) 根据提供的函数对指定序列做映射

m1 = map(lambda x: x ** 2, [1, 2, 3, 4, 5])
print(list(m1))  

m2 = map(lambda x, y: x + y, [1, 3, 5, 7, 9], [2, 4, 6, 8, 10])
print(list(m2))  

• 自己定义高阶函数

def apply_to_list(fun, some_list):
    return fun(some_list)
#求和
lst = [1, 2, 3, 4, 5]
print(apply_to_list(sum, lst))
#长度
print(apply_to_list(len, lst))
#商
print(apply_to_list(lambda x: sum(x) / len(x), lst))

三，学习问题和解决方法

Q:不知道怎么运行的代码
A:还没有解决

四，总结

大多问题是代码运行的顺序，以及解说