《金哥百变Python零基础教程4》~函数与模块

本章知识点 :> 函数与模块

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• 预告：我们将用 函数 来优化地铁问题！

在编程的语境下，”函数“ 这个词的意思是对一系列语句的组合，这些语句共同完成一种运算 。
在上一章中，有一个 运算 , 求绝对值算法：

a = -1
jueduizhi = a
if a < 0:
    jueduizhi = -a

其实，系统已经提供了 绝对值算法（绝对值函数)
a = -1
jueduizhi = abs(a)
试一下 在线Python

abs(变量) 就是求变量绝对值的函数，上面两种写法的效果是一样的。(思考：abs() 函数实现的语句是如何的？思路跟我们自己写应该一样吧。）

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print

print len str 这几个运算（函数) 还记得吗?
除了 + - * / 这些符号运算之外的，用 print 这样的一个字母命名的 运算 都是 函数

• print 是这个函数的名字 （函数名)
• print(s) 我们用 函数名(变量) (两个括号包含要运算的变量) 的语法来 调用 函数，调用 意思其实就是运算
• abs(a) 语法也一样

• 易错点：函数的参数(参与运算的变量) 并非只能是一个
• 比如 ：
  print("a", "bc", 123)
• 这样的写法是可以的哦，具体函数要多少个参数（参与运算的变量）呢，每一个函数不一样（正如每个运算不一样）
  试一下 在线Python

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数学函数

现在我们就用 函数 这个词来表示这种运算了，反正我们理解 函数 就是能做计算的，但不是 + - * / 这类单符号运算。

• 函数的能力非常强大。

• 一组相关函数往往会放到一起，组成一个 模块, 比如数学相关函数，都放到 math 模块下

• 那math 有哪些函数呢？你能想到的数学相关函数都有！

• 要用数据函数，需要先import math 引入模块
  import math
#然后才能调用数学函数

• 随机相关的函数
  import random

• 系统相关的函数(文件等等）
  import os

• 网络请求相关函数
  import requests

• 机器学习相关函数
  import sklearn

• 我之所以要在这写下一堆的 import 但一个具体函数也不写，其实就是为了表达， 函数 是非常强大的！
• 挑几个数学函数看一看
• 1 x的y次方，即x**y
  import math
math.pow(3,4)
• 2 求x的平方根
  import math
math.sqrt(100)

试一下 在线Python

• 易错点：import math 只要在文件开头写一遍，不用每次调用都写一个import
• 易错点：有没有注意到 math.pow() 中间有个点 ，表示 模块.函数, 调用模块下的函数不要忘记模块名
  • print len 等函数不需要写模块名
• 易错点：如果我看到代码里写了一个函数, 但不知道作用怎么办？（比如：math.ldexp(5,5))
  • 请百度：”python 函数名“（ python math.ldexp)
    
    image.png
  • 函数很多很多，不认识非常正常！

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随机函数

• 函数 让我们的能力无限扩展
• 随机 是一类非常重要的函数。

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• 比如游戏里的 发牌操作
• 比如抽奖公平性
• 再比如：用随机决定今天谁请客。

import random
a = random.randint(0,10)

• randint(a,b) 产生一个 这样将会产生一个a到b之间（包括a和b）的随机整数
  试一下 在线Python

• 今晚谁请客怎么实现，假设宿舍有5个人，编号1，2，3，4，5
  import random
a = random.randint(1,5)
print(str(a) + ’请客‘)
  试一下 在线Python

• 易错点：函数(参数1，参数2) 参数请用逗号隔开)

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时间函数

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• 时间类的函数也非常常用，它们在 time 模块下
  import time

• 时间戳函数
  t = time.time()

• 返回当前时间的时间戳（1970纪元后经过的浮点秒数）。

• 时间戳的意思就是 1970年1月1号0点0分0秒 到当前经过的秒数

• 所以，每次调用time.time()得到的数值不一样（赶紧试下)
  试一下 在线Python

• 年月日时间

t = time.time()
t1 = time.localtime(t)
#time.struct_time(tm_year=2016, tm_mon=11, tm_mday=30, tm_hour=14, tm_min=12, tm_sec=49, tm_wday=2, tm_yday=335, tm_isdst=0)

year = t1.tm_year
month = t1.tm.mon

• 易错点：注意t1 和 tm_year之间的点，这个点表示的是 t1 结构下的 tm_year(先学会这么用，后面细讲 ）
  试一下 在线Python

• 非常有意思的 sleep函数
  time.sleep(1)

• 调用time.sleep(1) 会让程序睡1s；（就是停1s再运行下面的语句）

• 比如：
  t = time.time()
print(t)
t = time.time()
print(t)

• 这个程序，很大概率输出的t是同一秒的时间戳

• 但是：
  t = time.time()
print(t)
time.sleep(1)
t = time.time()
print(t)

• 这个程序,肯定会输出2个时间戳（休息了1s)
  试一下 在线Python

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如果定义自己的函数

• 现在讲比较难的部分：自定义函数
• 自定义函数 是相对于上面文章里的 print abs math.pow time.time random.randint 等等的系统函数的
• 自定义函数 就是我们自己把某种 自己的运算 定义成一个自己的函数 (有函数名）
• 还记得 代码块 吗？

• 在1-4章里所有 代码块 都是特定的功能代码(不就是运算吗), 比如：
  ...
...
#代码块
...
#代码块
...

• 有这种情况吧, 其实所有代码块都可以写成自定义函数
• 语法:

image.png

• 需要解释一下
• def（其实就是英文define定义的缩写),表示定义一个函数
• 函数名不用说了，就是这个函数的名字
• 参数 ，对应的其实就是 代码块 的输入
• return 返回值 ；这里的 返回值 其实就是 代码块 的输出

• 举栗子更好：(定义一个自己的abs函数 [绝对值])
  def my_abs(a):
    jueduizhi = a
    if a < 0:
        jueduizhi = -a
    return jueduizhi

• 易错点：def后面要空格
• 易错点：def最后要：冒号
• 易错点：函数体（就是实现运算的部分），要缩进（4个空格）
• 易错点：注意这个函数的return，是return计算完的绝对值

• 现在来调用这个自己的函数my_abs ;
  a = -1
print(my_abs(a))
a = 1
print(my_abs(a))
  试一下 在线Python

• 一定要自己在线运行一下。

• 如果 代码块 就是计算绝对值的，那么刚开始的例子可以改成
  ...
...
my_abs(a)
...
my_abs(a)
...

• 想一下，原来用代码块 和现在用函数调用，显然是函数调用更清晰，更不容易出错。

• 现在我们定义一个sayhello 函数, 我们来看看另外几个易错点

def sayhello():
    print('hello world')

sayhello()
试一下 在线Python

• 思考一下，这个代码运行结果再屏幕输出几个 ’hello world' (答案是1个）
• 易错点：注意如果函数只是def 定义，它是不会执行的
• 改一下：

def sayhello():
    print('hello world')
试一下 在线Python

• 易错点：只是def定义，不会输出任何东西，函数只有调用是才会执行

• 再改一下：

def sayhello():
    print('hello world')

sayhello()
sayhello()
试一下 在线Python

• 这个例子会输出两个 'hello world'
• 函数只有多次调用才体现出它的用处（复用)

• 现在思考一下：sayhello 函数的输出是什么？(返回值是什么)
  def sayhello():
    print('hello world')
s = sayhello()
print(s)
  试一下 在线Python

• 易错点：这个不会输出两个 ‘hello world’ 也不是输出一个 ‘hello world'；而是输出 ‘hello world' ’None' 为什么？

• 当执行 s = sayhello() 的时候，会执行sayhello 里的运算，其实就是输出 ‘hello world'

• 接着，sayhello没有返回值对吧，那就会默认返回 None (None 是python里的一种数据，后面细讲)

• 现在 变量 s 等于这个返回值 None，于是print(s) 会打印输出 'None'

• 我们改一下：
  def sayhello():
    return 'hello world'
s = sayhello()
print(s)

• 思考一下：输出什么？（答案：‘hello world')

• 因为这回 sayhello 没有任何print打印，但是它返回了字符串 ’hello world'

• 执行 s = sayhello() 的时候，s就等于了 ’hello world'
  试一下 在线Python

• 如果没有完全理解没有关系，后面每一章都在复习 函数

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综合运用

其实没有什么综合运用，就是把上一章的地铁2号线代码，用自定义函数实现一次！

地铁2号线

• 问题：请为地铁2号线，编写问路程序 （要求指出最优路线）
• 我们为每一个站点写了编号，”前门“ 1号，”崇文门“ 2号 ...

• 思路：先取名 环线最优路径算法
• 输入：start end 输出 fangxiang zou_num
• 代码块 定义成函数：

def huanxian(start_num, end_num):
    fangxiang = ''
    zou_num = 0
    #待实现
    return (fangxiang,zou_num) #可以同时返回两个变量哦~

• ”当前站回答法"

def say_dangqian():
    print("现在出站")

• "问路回答法"

def huida(fangxiang, zou_num):
    #待实现

• 现在来写主程序( 特别短，很好读）

start = '?' #具体执行时填写
start_num = ? #具体执行时填写
end = '?' #具体执行时填写
end_num = ? #具体执行时填写
fangxiang = ''
zou_num = 0
if start_num == end_num:
    say_dangqian()
(fangxiang,zou_num) = huanxian(start_num, end_num)
huida(fangxiang, zou_num)

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• 实现以下回答算法
  def huida(fangxiang, zou_num):
    #待实现
    a = 0
    while a < zou_num:
        print(fangxiang+'走1站') #一定要4个空格
        a = a + 1

• 实现以下环线算法（中间用到abs函数)
  def huanxian(start_num, end_num):
    fangxiang = ''
    zou_num = 0
    #环线最优路径算法
    default = end_num - start_num #默认
    jueduizhi = abs(default) #默认绝对值
    duiying = 18 - jueduizhi #对应的绝对值
    if default > 0:
        duiying = -duiying #反方向

    j1 = abs(default)
    j2 = abs(duiying)
    zuiyou = 0
     if j1 < j2:
        zuiyou = default
    if j2 < j1:
        zuiyou = duiying

    if zuiyou > 0:
        fangxiang = '右'
        zou_num = zuiyou
    if zuiyou < 0:
        angxiang = '左'
        zou_num = -zuiyou
    return (fangxiang, zou_num)

• 易错点：一定要注意，在函数里要定义自己的变量如 fangxiang zou_num
• 因为函数内的变量和外面是不同的范围(现在不好解释，后面再细讲)

试一下 在线Python

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下一章会先复习 函数 的知识，不用担心现在没有完全理解~

p4 知识点总结：

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