[Python学习] 专题一.函数的基础知识

        最近才开始学习Python语言,但就发现了它很多优势(如语言简洁、网络爬虫方面深有体会).我主要是通过《Python基础教程》和"51CTO学院 智普教育的python视频"学习,在看视频中老师讲述函数知识的时候觉得非常不错,所以就写了第一篇Python学习的文章分享给大家.主要内容:
        1.Python安装与基本输入输出,print()函数和raw_input()函数简单用法.
        2.我根据视频中学到的知识,讲解函数的基本知识:
            (1).系统提供内部函数:字符串函数库、数学函数库、网络编程函数库、OS函数库
            (2).第三方提供函数库:讲解如何安装httplib2第三方函数库,再做了个简单的网页爬虫例子
            (3).用户自定义函数:讲解无返回类型、有形参、预设值参数等自定义函数
        3.同时网络编程中与C#以前学过的进行了简单对比,发现python确实有很多优点,而且很方便强大.
        PS:文章中引用了很多视频中的知识、书籍知识和自己的知识,感谢那些作者和老师,希望文章对大家有所帮助,才开始学习python知识,如果文章中有错误或不足之处,还请海涵,也希望大家提出意见与君共勉.勿喷~

一. Python安装及输入输出函数

        python解释器在Linux中可以内置使用安装,windows中需要去www.python.org官网downloads页面下载(如python-2.7.8.amd64.msi),安装Python集成开发环境(Python Integrated Development Environment,IDLE)即可.运行程序输入">>>print 'hello world'"则python解释器会打印输出"hello world"字符串. 如下：

 

        然后讲述Python程序的基本框架是"输入-处理-输出",而输入输出函数如下:
        1.print()函数
        函数用于输出或打印整型、浮点型、字符串数据至屏幕,如print(3)、print(12.5)、print('H').它输出变量格式"print(x)或print x",而且可以输出多个变量"print x,y,z".并且支持格式化输出数据,调用format()函数,其格式为:
        print(format(val,format_modifier)) 其中val表示值,format_modifier表示格式字.

#简单输出
>>> print(12.5)
12.5
>>> print("eastmount")
eastmount
#输出"123.46",6.2表示输出6位,小数点后精度2位,输出最后一位6是四舍五入的结果
>>> print(format(123.45678,'6.2f'))
123.46
#输出"口口口123",采用右对齐补空格方式输出总共6位
>>> print(format(123.45678,'6.0f'))
   123
#输出"123.456780000"小数点后面9位,超出范围会自动补0
>>> print(format(123.45678,'6.9f'))
123.456780000
#输出"34.56%"表示打印百分率
>>> print(format(0.3456,'.2%'))
34.56%

        2.raw_input()函数
        内建函数从sys.stdin接受输入,读取输入语句并返回string字符串.输入以换行符结束,通过help(raw_input)可以查找帮助,常见格式为:
        s = raw_input([prompt]) 参数[prompt]可选,用于提示用户输入.

#输入函数
>>> str1 = raw_input("please input a string:")
please input a string:I love you
>>> print(str1)
I love you
#查看str1数据类型
>>> type(str1)

        注意raw_input()与input()的区别：(1).input支持合法python表格式"abc",字符串必须用引号括起,否则会报错"NameError: name 'abc' is not defined",而raw_input()任何类型输入都可接受; (2).raw_input()将所有输入作为字符串,返回string,而input()输入纯数字时具有自己的特性,返回输入的数字类型int或float.举例解释如下:

#SyntaxError语法错误
>>> str1 = input("input:")
input:abc
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
  File "", line 1, in 
NameError: name 'abc' is not defined
#正确输入输出
>>> str1 = input("input:")
input:"I love you"
>>> print str1
I love you
#input纯数字 数据类型
>>> weight = input("weight:")
weight:12.5
>>> type(weight)

#raw_input 数据类型均为str
>>> age = raw_input("age:")
age:20
>>> type(age)

二. 函数之系统提供内部函数

        python提供的系统内部库函数主要讲述一下四种类型:(引自视频,只简单介绍)
        1.字符串函数库
        通过help(str)可以查询字符串函数库,其中查询过程中"-More-"输入回车实现滚动信息,输出"q"退出帮助(Quit).字符串函数大家都比较熟悉,无论C\C++\C#\Java都学过很多,而且基本大同小异.如:
        islower()函数判断字符串是否大小写,一个大写返回False.前面使用的format()函数、求字符串长度len()函数均属于字符串函数库,help(str.replace)可以查询具体函数用法,该函数用于新字符串替换旧字符串.

#判断字符串是否小写
>>> str1 = "Eastmount"
>>> str1.islower()
False
#字符串替换
>>> str2 = 'adfababdfab'
>>> str2.replace('ab','AB')
'adfABABdfAB'
#字符串求长度
>>> print(len(str2))
11
>>>

        2.数学函数库
        使用数学函数库时需要注意的是导入库"import math",该库中函数我们也非常熟悉,如sin()求正弦,cos()求余弦,pow(x,y)计算x的y次幂,如pow(3,4)=3*3*3*3,python中也可以使用3**4表示.help(math)中可以查看详细信息,而且库中定义了两个常数DATA:
        e = 2.718281... pi = 3.14159265...

#导入math库
>>> import math
>>> print math.pi
3.14159265359
#计算sin30度
>>> val = math.sin(math.pi/6)
>>> print val
0.5
#pow函数
>>> math.pow(3,4)
81.0
>>> 3**4
81
>>> help(math.pow)
Help on built-in function pow in module math:

pow(...)
    pow(x, y)

    Return x**y (x to the power of y).
>>>

        3.网络编程库
        系统提供内部库函数中网络编程库,我此处仅仅举个简单例子,socket(套接字网络编程)获取主机ip地址这是非常常见的运用,我将与C#网络编程进行简单对比.后面的博文中将详细讲述python网络编程.

>>> import socket
>>> baiduip = socket.gethostbyname('www.baidu.com')
>>> print baiduip
61.135.169.125

        其中socket编程很常用,gethostbyname()返回指定主机ip,而C#中获取百度网址的ip地址代码如下所示.代码中可能会出现"警告:Dns.GetHostByName()函数已过时",可替换为IPHostEntry myHost = Dns.GetHostEntry(www.baidu.com).输出：
        61.135.169.121
        61.134.169.125

//引用新命名空间
using System.Net;

namespace GetIp
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //获取DNS主机名的DNS信息
            IPHostEntry myHost = Dns.GetHostByName("www.baidu.com");
            IPAddress[] address = myHost.AddressList;
            for (int index = 0; index < address.Length; index++)
            {
                Console.WriteLine(address[index]);
            }
            Console.ReadKey();    
        }
    }
}

        4.操作系统(OS)函数库
        操作系统库函数引用"import os",举例获取当前工作路径和先死当前路径下的文件和目录.使用os.system("cls")可以实现清屏功能.安装python目录Lib文件夹下含有很多py库文件供使用.

>>> import os
#获取当前工作路径
>>> current = os.getcwd()
>>> print current
G:\software\Program software\Python\python insert
#获取当前路径下的文件和目录
>>> dir = os.listdir(current)
>>> print dir
['DLLs', 'Doc', 'h2.txt', 'include', 'Lib', 'libs', 'LICENSE.txt
', 'NEWS.txt', 'python.exe', 'pythonw.exe', 'README.txt', 'tcl', 'Tools']
>>>

三. 函数之第三方提供函数库及安装httplib2模块过程

(一).安装第三方函数库httplib2过程
        Python中第三方开源项目中提供函数库供我们使用,比如使用httplib2库函数.在Linux中直接使用"easy_install httplib2"搜索自动安装,Windows下python开发工具IDLE里安装httplib2模块的过程如下(其他模块类似).
        1.下载httplib2模块"https://code.google.com/p/httplib2/"到指定目录,解压压缩包"httplib2_0.8.zip"到某目录下,如果该网址google访问失败,可以到此处下载:
        2.配置python运行环境
        右键"计算机"->"属性"->在"系统"中选择"高级系统设置"->在"系统属性"中"高级"选择"环境变量"

        在系统环境变量Path后添加python安装目录"G:\software\Program software\Python\python insert"

        3.在dos下安装httpLib2
        管理员模式运行cmd,利用cd命令进入httplib2_0.8.zip解压目录,输入"python settup.py install",如下图所示安装成功.

        4.使用httplib2
        如果httplib2库函数没有安装成功,"import httplib2"会提示错误"ImportError: No module named httplib2".否则安装成功,举例如下.看参考更多"Python - 熟悉httplib2"

import httplib2
#获取HTTP对象
h = httplib2.Http()
#发出同步请求并获取内容
resp, content = h.request("http://www.csdn.net/")
#显示返回头信息
print resp
#显示网页相关内容
print content

输出头信息:
{'status': '200', 'content-length': '108963', 'content-location': 'http://www.csdn.net/', .... 'Fri, 05 Sep 2014 20:07:24 GMT', 'content-type': 'text/html; charset=utf-8'}

(二).简单网页爬虫示例
        使用第三方函数库时的具体格式为module_name.method(parametes) 第三方函数名.方法(参数).        
        讲述一个引用web库,urllib库访问公网上网页,webbrowser库调用浏览器操作,下载csdn官网内容并通过浏览器显示的实例.

import urllib
import webbrowser as web
url = "http://www.soso.com"
content = urllib.urlopen(url).read()
open("soso.html","w").write(content)
web.open_new_tab("soso.html")

        它会输出True并在浏览器中打开下载的静态网页.引用import webbrowser as web使用web,也可以直接引用,使用时"module_name.method"即可.读者可以对比我的C#文章"C# 网络编程之网页简单下载实现".
        content = urllib.urlopen(url).read()表示打开url并读取赋值
        open("soso.html","w").write(content)表示在python安装目录写静态soso.html文件
        web.open_new_tab("soso.html")表示打开该静态文件新标签.
        同样可以使用web.open_new_tab('http://www.soso.com')直接在浏览器打开动态网页.效果如下图所示:

 

四. 函数之自定义函数

        1.无返回值自定义函数
        其基本语法格式如下:
                                          def function_name([parameters]):    函数名([参数]),其中参数可有可无
                                          (TAB) statement1
                                          (TAB) statement2
                                                  ...
        注意:(1).自定义函数名后面的冒号(:)不能省略,否则报错"invalid syntax",而且无需像C语言一样加{};
                 (2).函数里每条语句前都有缩进TAB,否则会报错"There's an error in your programs:expected an indented block",它的功能相当于区分函数里的语句与函数外的语句.
        举例:打开IDLE工具->点击栏"File"->New File新建文件->命名为test.py文件,在test文件里添加代码如下.

def fun1():
    print 'Hello world'
    print 'by eastmount csdn'

print 'output'
fun1()

def fun2(val1,val2):
    print val1
    print val2

fun2(8,15)

        保存,在test.py文件里点击Run->Run Module.输出结果如下图所示,其中fun1()函数无形参自定义函数,fun2(val1,val2)是有形参自定义函数,fun2(8,15)为函数的调用,实参8和15.

        2.有返回值自定义函数
        其基本语法格式如下:
                                         def funtion_name([para1,para2...paraN])
                                               statement1
                                               statement2
                                                    ....
                                               return value1,value2...valueN
        返回值支持一个或多个返回,需要注意的是自定义函数有返回值,主调函数就需要接受值(接受返回的结果).同时在定义变量时可能sum这些可能是关键字(注意颜色),最好使用不是关键字的变量.举例：

def fun3(n1,n2):
    print n1,n2
    n = n1 + n2
    m = n1 - n2
    p = n1 * n2
    q = n1 / n2
    e = n1 ** n2
    return n,m,p,q,e

a,b,c,d,e = fun3(2,10)
print 'the result are ',a,b,c,d,e

re = fun3(2,10)
print re

        输出结果如下,其中需要注意的是参数一一对应,在除法中2/10=0,**幂运算2的10次方=1024.而使用re=fun3(2,10)直接输出的结果成为元组,后面会详细讲述,(12,-8,20,0,1024)元组中re[0]存储12,re[1]存储-8,依次~

2 10
the result are  12 -8 20 0 1024
2 10
(12, -8, 20, 0, 1024)

        3.自定义函数参数含预定义
        预设值的基本格式如下:
                                             def function_name(para1,para2...parai=default1...paran=defaultn)
                                                    statement1
                                                    statement2
                                                          ...
                                                    return value1,value2...valuen
        其中需要注意的是预定义值得参数不能先于无预定义值参数,举个例子讲解.

def fun4(n1,n2,n3=10):
    print n1,n2,n3
    n = n1 + n2 + n3
    return n

re1 = fun4(2,3)
print 'result1 = ',re1
re2 = fun4(2,3,5)
print 'result2 = ',re2

        输出结果如下图所示,预定义的参数在调用时,实参可以省略,也可以替换默认定义的预定义值.

2 3 10
result1 =  15
2 3 5
result2 =  10

        其中如果函数定义为def fun4(n3=10,n2,n1)就会报错"non-default argument follows default argument"(没预定义的参数在预定义参数的后面),所以定义函数时需要注意该点.
        同时需要注意函数调用时的赋值顺序问题,最好采用一对一复制,也可以函数调用中给出具体形参进行赋值,但需要注意的是在函数调用过程中(使用函数时),有预定义值的参数不能先于无预定义值参数被赋值.
        如例子中自定义函数def fun4(n1,n2,n3=10),在调用时可以:
        (1).s=fun4(2,3)省略预定义参数,它是一对一赋值,其中n1赋值2、n2赋值3、n3赋值10(预定义)
        (2).s=fun4(4,n2=1,n3=12)它也是一对一赋值,而且预定义值n3替换为12
        (3).s=fun4(n2=1,n1=4,n3=15)它的顺序与定义函数没有对应,但是调用时给出具体对应也行
        下面的情况就会出现所述的"有预定义值的参数先于无预定义值参数被赋值"错误:
        (1).s=fun4(n3=12,n2=1,4)此时会报错"non-keyword arg after keyword arg",它不能指定n1=4,就是没有指定预定值n1=4在有预定值n3=12,n2=1之后,如果改成s=fun4(4,n2=1,n3=12)或s=fun4(4,n3=12,n2=1)即可.
        (2).s=fun4(4,n1=2)此时也会报错"TypeError: fun4() got multiple values for keyword argument 'n1'",它不能指定n1=2&n2=4,而是n1会赋值多个.
        所以,最好还是一一对应的调用函数,平时写程序没有这样去刁难自己,对应即可

        总结:文章从系统提供的内部函数、第三方提供函数库+简单爬出代码及安装httplib2模块过程和用户自定函数三个方面进行讲述.文章中如果有错误或不足之处,海涵~最后感谢那个视频老师和上述博主、书籍老师及me.
        Python 公开课视频链接 http://edu.51cto.com/course/course_id-527.html
        最后祝大家中秋节快乐!全家团圆,聚聚玩玩.
        (By:Eastmount 2014-9-8 夜5点 原创CSDN http://blog.csdn.net/eastmount/)