python学习笔记(3)--函数、参数、变量、递归

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1.函数基本语法和特性

背景摘要

现在老板让你写一个监控程序，监控服务器的系统状况，当cpu\memory\disk等指标的使用量超过阀值时即发邮件报警，你掏出了所有的知识量吗，写出了以下代码

while True：
if cpu利用率 > 90%:
#发送邮件提醒
连接邮箱服务器
发送邮件
关闭连接 if 硬盘使用空间 > 90%:
#发送邮件提醒
连接邮箱服务器
发送邮件
关闭连接 if 内存占用 > 80%:
#发送邮件提醒
连接邮箱服务器
发送邮件
关闭连接

上面的代码实现了功能，但即使是邻居老王也看出了端倪，老王亲切的摸了下你家儿子的脸蛋，说，你这个重复代码太多了，每次报警都要重写一段发邮件的代码，太low了，这样干存在2个问题：

代码重复过多，一个劲的copy and paste不符合高端程序员的气质
如果日后需要修改发邮件的这段代码，比如加入群发功能，那你就需要在所有用到这段代码的地方都修改一遍

你觉得老王说的对，你也不想写重复代码，但又不知道怎么搞，老王好像看出了你的心思，此时他抱起你儿子，笑着说，其实很简单，只需要把重复的代码提取出来，放在一个公共的地方，起个名字，以后谁想用这段代码，就通过这个名字调用就行了，如下

def 发送邮件(内容)
#发送邮件提醒
连接邮箱服务器
发送邮件
关闭连接 while True： if cpu利用率 > 90%:
发送邮件('CPU报警') if 硬盘使用空间 > 90%:
发送邮件('硬盘报警') if 内存占用 > 80%:
发送邮件('内存报警')

你看着老王写的代码，气势恢宏、磅礴大气，代码里透露着一股内敛的傲气，心想，老王这个人真是不一般，突然对他的背景更感兴趣了，问老王，这些花式玩法你都是怎么知道的？老王亲了一口你儿子，捋了捋不存在的胡子，淡淡的讲，“老夫，年少时，师从京西沙河淫魔银角大王 ”，你一听“银角大王”这几个字，不由的娇躯一震，心想，真nb,怪不得代码写的这么6, 这“银角大王”当年在江湖上可是数得着的响当当的名字，只可惜后期纵欲过度，卒于公元2016年，真是可惜了，只留下其哥哥孤守当年兄弟俩一起打下来的江山。此时你看着的老王离开的身影，感觉你儿子跟他越来越像了。。。

函数是什么？

函数一次来源数学，但是编程中的函数概念，与数学中的函数有很大的不同的，具体区别，我们日后会讲，编程中的函数在英文中也有很多不同的叫法。在BASIC中叫做subroutine（子程序或者子过程），在Pascal中叫做procedure（过程）和function，在c中只有funtion，在JAVA里面叫做method。

定义：函数是指将一组语句的集合通过一个名字（函数名）封装起来，要想执行这个函数，只需要调用其他函数名即可

特性：

减少重复代码

使程序变得可扩展

使程序变得易维护

语法定义

def sayhi():#函数名
print("Hello, I'm nobody!") sayhi() #调用函数

可以带参数

#下面这段代码
a,b = 5,8
c = a**b
print(c) #改成用函数写
def calc(x,y):
res = x**y
return res #返回函数执行结果 c = calc(a,b) ＃结果赋值给c变量
print(c)

2.函数参数、局部变量、全局变量

形参：变量只有在被调用时才分配内存单元，在调用结束时，即释放所分配的内存单元。因此，形参只有在函数内部有效。函数调用结束返回主调用函数后，不能再使用该形参变量

实参：可以是常量、变量、表达式、函数等，无论实参是何种类型的量，在进行函数调用时，它们都必须有确定的值，以便把这些值传给形参，因此应预先用赋值，输入等办法使参数获得确定值

默认参数

看下面代码

def stu_register(name,age,country,course):
print("----注册学生信息------")
print("姓名:",name)
print("age:",age)
print("国籍:",country)
print("课程:",course) stu_register("王山炮",22,"CN","python_devops")
stu_register("张叫春",21,"CN","linux")
stu_register("刘老根",25,"CN","linux")

发现 country 这个参数基本都是"CN", 就像我们在网站上注册用户，像国籍这种信息，你不填写，默认就会是中国，这就是通过默认参数实现的，把country变成默认参数非常简单

def stu_register(name,age,course,country="CN"):

这样，这个参数在调用时不指定，那默认就是CN，指定了的话，就用你指定的值。

另外，你可能注意到了，在把country变成默认参数后，我同时把它的位置移到了最后面，为什么呢？

关键参数

正常情况下，给函数传参数要按顺序，不想按顺序就可以用关键参数，只需指定参数名即可，但记住一个要求就是，关键参数必须放在位置参数之后。

stu_register(age=22,name='alex',course="python",)

非固定参数

args方式（一般参数）：

若你的函数在定义时不确定用户想传入多少个参数，就可以使用非固定参数

使用args传入参数后以元组方式保存，如果没有传入参数，则保存一个空的元组。（args使用时需要放在形参的最后）

args只可以传入位置参数，不可以保存关键字参数

def stu_register(name,age,*args): # *args 会把多传入的参数变成一个元组形式
print(name,age,args) stu_register("Alex",22)
#输出
#Alex 22 () #后面这个()就是args,只是因为没传值,所以为空 stu_register("Jack",32,"CN","Python")
#输出
# Jack 32 ('CN', 'Python')

kwargs方式（字典）：

存储多个字典集，使用关键字方式传入实参，参数名为字典keys，参数值为字典values，如果不传入任何值，则和args一样保存一个空值。

def stu_register(name,age,*args,**kwargs): # *kwargs 会把多传入的参数变成一个dict形式
print(name,age,args,kwargs) stu_register("Alex",22)
#输出
#Alex 22 () {}#后面这个{}就是kwargs,只是因为没传值,所以为空 stu_register("Jack",32,"CN","Python",sex="Male",province="ShanDong")
#输出
# Jack 32 ('CN', 'Python') {'province': 'ShanDong', 'sex': 'Male'}

局部变量

name = "Alex Li" def change_name(name):
print("before change:",name)
name = "金角大王,一个有Tesla的男人"
print("after change", name) change_name(name) print("在外面看看name改了么?",name)

输出

before change: Alex Li
after change 金角大王,一个有Tesla的男人
在外面看看name改了么? Alex Li

全局变量

在上述例子中，外部参数name就是全局变量，全局变量的作用域为全局，（在函数内部使用全局变量传入的参数时，实际只是传入形参，对于全局变量没有任何影响），（在函数内部直接使用全局变量，时相当于重新分配了一个变量，出了函数后就会自动释放，对全局变量值没有任何影响），但是如果在函数内部如果定义了同名的变量，则在函数内部同名的局部变量起作用，全局变量如果想在函数内部实现，需要在函数内使用global关键字声明全局变量，方可在函数内访问和修改全局变量值，此时函数内对全局变量再次修改时作用于全局。

name = 'wang' def cal():
global name #声明全局变量name
print('firstname=',name)
name = 'aaa'
print('lastname=',name)
print('没有访问函数时：',name)
cal()
print('访问函数后',name)

输出

没有访问函数时： wang
firstname= wang
lastname= aaa
访问函数后 aaa

全局与局部变量

在子程序中定义的变量为局部变量，在程序的一开始就定义的变量为全局变量。

全局变量作用域为整个程序，局部变量作用域为定义该变量的子程序。

当全局变量和局部变量重名时：

在定义局部变量的子程序中，局部变量起作用；在其他地方是全局变量起作用

3.返回值

要想获取函数的执行结果，就可以return语句把结果返回。

注意：

函数在执行过程中只要遇到return语句，就会停止并返回结果，so也可以理解为return语句代表着函数的结束。
如果未在函数中使用return语句，那这个函数的返回值为none

强行插入知识点：嵌套函数

看上面的标题的意思是，函数还能嵌套函数？of cause

name = "Alex" def change_name():
name = "Alex2" def change_name2():
name = "Alex3"
print("第3层打印",name) change_name2() #调用内层函数
print("第2层打印",name) change_name()
print("最外层打印",name)

此时，在最外层调用change_name2()会出现什么效果？

没错，出错了，为什么呢？

名称空间：Python所有有关命名的操作都是在操作名称空间，例如变量名，函数名

内置名称空间：Python解释器提供好的功能，解释器启动跟着一起启动，是全局作用域
全局名称空间：Python中顶行写的，不在函数内部定义的，都是全局名称空间，在运行的时候会产生名称空间，是全局作用域
局部名称空间：在一个小范围定义，只能当前范围及其子空间内运行，例如在函数内部定义的，是局部作用域

4.递归

在函数内部，可以调用其他的函数。如果一个函数在内部调用其自身本身，这个函数就是递归函数

def calc(n):
print(n)
if int(n/2) ==0:
return n
return calc(int(n/2)) calc(10) 输出：
10
5
2
1

递归特性：

1.必须有一个明确的结束条件

2.每次进入根深一层递归时，问题规模对比上一层递归时都应该有所减少

3.递归效率不高，递归层次过多会导致栈溢出，（在计算机中，函数调用是通过栈（stack）这种数据结构实现的，每当进入一个函数调用，栈就会加一层栈帧，每当函数返回，栈就会减一层栈帧。由于栈的大小不是无限的，所以，递归调用的次数过多，会导致栈溢出）

堆栈扫盲http://www.cnblogs.com/lln7777/archive/2012/03/14/2396164.html

递归函数实际应用案例，二分查找

data = [1, 3, 6, 7, 9, 12, 14, 16, 17, 18, 20, 21, 22, 23, 30, 32, 33, 35] def find(data,find_nub):
print(data)
if len(data) == 1:
if data[0] == find_nub:
print("找到数字",data[0])
else:
print("要找的数字不在列表中")
else:
n = int(len(data)/2)
if data[n]>find_nub:
print('在左边')
find(data[0:n],find_nub)
elif data[n]<find_nub:
print('在右边')
find(data[n+1:],find_nub)
else:
print('就是你') find(data,30)

汉罗塔实例：

i = 1
def move(n, F, T):
global i
print('第%s步，把%s号盘子从%s移动到%s' % (i, n, F, T))
i += 1 def cal(n,F,S,T):
if n==1:
move(n,F,T)
else:
cal(n-1,F,T,S) move(n,F,T) cal(n-1,S,F,T)
while True:
n = input("输入层数")
if n=='n':
break
else:
cal(int(n),'a','b','c')

5.匿名函数

匿名函数就是不需要显示的指定函数

7.高阶函数

变量可以指向函数，函数的参数可以接收变量，那么一个函数就可以接收另一个函数作为参数，这种函数就称之为高阶函数

def add(x,y,f):
return f(x)+f(y) res = add(3,-6,abs)
print(res)