Python编程的函数—自定义函数
函数的定义
在Python中，自定义函数需要遵循一些规则和最佳实践。以下是一些关于Python中自定义函数的规则：
- 命名规则：
- 函数名应该是描述性的，用小写字母和下划线分隔单词（snake_case）。
- 避免使用Python内置函数名或关键字作为函数名。
- 参数：
- 函数可以有零个或多个参数，通过参数列表传递给函数。
- 可以定义默认参数值，这样调用函数时可不传递该参数。
- 可以使用
*args和**kwargs处理可变数量的位置参数和关键字参数。
- 文档字符串：
- 应该为函数添加文档字符串（docstring），用于描述函数的目的、参数和返回值等信息。
- 文档字符串应该放在函数定义的第一行。
- 代码块：
- 函数体内部的代码应该缩进，通常是四个空格或一个制表符。
- 使用合适的空格和换行来提高代码的可读性。
- 返回值：
- 可以使用
return语句从函数中返回值。 - 如果没有
return语句，则函数将默认返回None。
- 可见性：
- 函数内部定义的变量默认是局部变量，只在函数内部可见。
- 全局变量可以在函数内部访问，但如果要修改全局变量的值，需要使用
global关键字声明。
- 函数调用：
- 在定义之后才能调用函数，否则会引发
NameError。 - 函数可以作为其他函数的参数传递。
- 函数的嵌套：
- 可以在函数内部定义其他函数，形成嵌套函数结构。
遵循这些规则和最佳实践有助于编写清晰、易读且功能良好的自定义函数。
调用自定义函数
自定义函数后，就可以调用函数。举例说明，示例代码如下：
def myprint(): # 自定义函数，实现输出 "Hello, Python, 您好！“
print('Hello, Python, 您好！ ')
def myarea(x1, x2): # 自定义函数，实现三角形的面积计算
return 1/2*x1*x2
myprint() # 调用自定义函数myprint()
print()
# 调用自定义函数myarea()
w = int(input('请输入三角形的底：'))
h = int(input('请输入三角形的高：'))
print('三角形的底 =', w, ' 三角形的高 =', h, ' 三角形的面积 =', myarea(w,h))运行结果如下：
Hello, Python, 您好！
请输入三角形的底：7
请输入三角形的高：10
三角形的底 = 7 三角形的高 = 10 三角形的面积 = 35.0函数的参数传递
在Python中，函数的参数传递可以通过以下几种方式进行：
- 位置参数：按照定义时的顺序依次传递参数。示例：
def greet(name, message):
print(f"Hello, {name}! {message}")
greet("Alice", "How are you?")- 关键字参数：通过参数名来匹配传递的值，无需考虑参数的位置。示例：
greet(message="Nice to meet you!", name="Bob")- 默认参数：在函数定义时为参数指定默认值，调用函数时如果未提供该参数，则使用默认值。示例：
def greet(name, message="Welcome"):
print(f"Hello, {name}! {message}")
greet("Charlie") # 输出: Hello, Charlie! Welcome- 可变数量参数：
-
*args用于接收不定数量的位置参数，以元组形式传递。 -
**kwargs用于接收不定数量的关键字参数，以字典形式传递。
示例：
def calculate_sum(*args):
total = sum(args)
return total
result = calculate_sum(1, 2, 3, 4) # args为(1, 2, 3, 4)- 解包参数：将一个列表或元组解包成独立的元素传递给函数。示例：
numbers = [2, 4, 6]
print(*numbers) # 输出: 2 4 6通过这些方法，您可以以不同的方式传递参数给函数，从而方便地调用和操作函数。
匿名函数
所谓匿名，就是不再使用def语句这样标准的形式定义一个函数。在Python中，匿名函数（lambda函数）是一种简洁的方式来创建小型、临时的函数。匿名函数使用lambda关键字定义，通常用于需要一个简单函数的地方。以下是匿名函数的基本语法和一些使用示例：
基本语法：
lambda arguments: expression-
lambda：关键字表示定义匿名函数。 -
arguments：函数的参数列表。 -
expression：函数体内的表达式，用于计算并返回结果。
使用示例：
- 单个参数的匿名函数：
square = lambda x: x * x
print(square(5)) # 输出: 25- 多个参数的匿名函数：
add = lambda a, b: a + b
print(add(3, 4)) # 输出: 7- 结合内置函数：
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
squared_numbers = list(map(lambda x: x*x, numbers))
print(squared_numbers) # 输出: [1, 4, 9, 16, 25]- 作为排序函数的key参数：
students = [('Alice', 22), ('Bob', 19), ('Charlie', 25)]
students.sort(key=lambda x: x[1])
print(students) # 按年龄升序排列匿名函数通常用于简单的操作或作为其他函数的参数传递，能够提高代码的简洁性和可读性。然而，由于匿名函数无法包含复杂的逻辑或多行代码，所以最好在需要较复杂逻辑的情况下使用普通的命名函数。
递归函数
递归函数是在定义中调用自身的函数。在Python中，可以使用递归来解决那些可以被分解为相同问题的子问题的情况。下面是一个简单的示例说明递归函数的概念：
示例：计算阶乘
def factorial(n):
if n == 0:
return 1
else:
return n * factorial(n - 1)
# 调用递归函数计算阶乘
result = factorial(5)
print("Factorial of 5 is:", result) # 输出: Factorial of 5 is: 120在这个示例中：
-
factorial函数计算给定数字n的阶乘。 - 当
n为0时，返回1（基本情况）。 - 否则，将
n与factorial(n-1)的结果相乘并返回。
递归函数的要点：
- 基本情况：递归函数必须有基本情况，以便结束递归过程。
- 递归调用：函数内部通过调用自身来解决规模更小的子问题。
- 递归深度：如果递归深度太大，可能会导致栈溢出。Python默认支持最大递归深度限制。
递归函数通常用于处理树结构、分治法或需要重复应用相同操作的问题。然而，应谨慎使用递归，因为它可能会导致性能问题和代码可读性降低。
实例：计算一个数为两个质数之和
质数又称素数，是指整数在一个大于1的自然数中，除了1和此整数自身，无法被其他自然数整除的数。也就是说，只有两个正因数（1和自己）的自然数即为质数。
示例代码如下：
# 定义一个判断是否是质数的函数
def myprime(n):
isprime = 1
for i in range(2, int(n/2)+1):
if n % i == 0:
isprime = 0
break
return isprime
flag = 0
n = int(input('请输入一个正整数：'))
for i in range(2, int(n/2)+1):
# 检测判断
if myprime(i) == 1:
# 递归调用myprime()函数
if myprime(n-i) == 1:
print(n, '=',i,'+', n - i)
flag = 1
if flag == 0:
print(n, '不能分解为两个质数')运行结果如下：
请输入一个正整数：72
72 = 5 + 67
72 = 11 + 61
72 = 13 + 59
72 = 19 + 53
72 = 29 + 43
72 = 31 + 41请输入一个正整数：17
17 不能分解为两个质数实例：利用内置函数实现小学四则运算
首先导入random标准库，然后定义一个生成数学题的函数，返回运算题型和正确的答案。接着while循环，进行循环出题，答案输入666程序结束。
import random
# 定义一个生成数学运算题的函数
def generate_math_problem():
# 生成两个随机整数作为运算数
num1 = random.randint(1, 100)
num2 = random.randint(1, 100)
# 随机选择一个运算符
operator = random.choice(['+', '-', '*', '/'])
# 根据运算符计算结果
if operator == '+':
result = num1 + num2
elif operator == '-':
result = num1 - num2
elif operator == '*':
result = num1 * num2
else:
result = num1 / num2 # 注意：这里可能会有除不尽的情况
# 构建问题字符串
problem = f"{num1} {operator} {num2} = ?"
return problem, result
print('小学四则运算测试（输入666结束）')
# 标志变量
flag = True
# 初始化一个计数变量，显示第几道题
n = 1
while flag:
# 生成一个数学问题和答案
math_problem, answer = generate_math_problem()
print(f"请解答第{n}这道数学题:")
print(math_problem)
user_answer = float(input("请输入你的答案: "))
if user_answer == answer:
print("正确!")
elif user_answer != 666:
print("你的答案不正确！ 正确的答案是:", answer)
if user_answer == 666:
flag = False
n += 1运行结果如下：
小学四则运算测试（输入666结束）
请解答第1这道数学题:
47 + 98 = ?
请输入你的答案: 104
你的答案不正确！ 正确的答案是: 145
请解答第2这道数学题:
90 * 76 = ?
请输入你的答案: 831
你的答案不正确！ 正确的答案是: 6840
请解答第3这道数学题:
34 + 68 = ?
请输入你的答案: 102
正确!
请解答第4这道数学题:
51 * 86 = ?
请输入你的答案: 48881
你的答案不正确！ 正确的答案是: 4386
请解答第5这道数学题:
48 * 21 = ?
请输入你的答案: 1008
正确!
请解答第6这道数学题:
22 / 41 = ?
请输入你的答案: 666-
generate_math_problem函数用于生成一个包含随机运算数和运算符的数学问题，并计算出正确的答案。 - 我们打印出生成的数学问题，并提示用户输入答案。
- 用户输入答案后，程序会检查答案是否正确，并给出相应的回复。
您可以运行这段代码进行小学四则运算练习。每次运行都会生成一个新的数学问题，用户需要输入答案并获取相应的反馈。
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