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如何在Python中自定义和使用函数？

时间：2023-05-07 16:10

一. 应用：学员管理系统

1.1 系统简介

需求：进入系统显示系统功能界面，功能如下：

1、添加学员
2、删除学员
3、修改学员信息
4、查询学员信息
5、显示所有学员信息
6、退出系统

系统共6个功能，用户根据自己需求选取。

1.2 步骤分析

显示功能界面
用户输入功能序号
根据用户输入的功能序号，执行不同的功能(函数)
3.1 定义函数
3.2 调用函数

1.3 需求实现

1.3.1 显示功能界面

定义函数print_info，负责显示系统功能。

def print_info():    print('-' * 20)    print('欢迎登录学员管理系统')    print('1: 添加学员')    print('2: 删除学员')    print('3: 修改学员信息')    print('4: 查询学员信息')    print('5: 显示所有学员信息')    print('6: 退出系统')    print('-' * 20)        print_info()

1.3.2 用户输入序号，选择功能

user_num = input('请选择您需要的功能序号：')

1.3.3 根据用户选择，执行不同的功能

if user_num == '1':    print('添加学员')elif user_num == '2':    print('删除学员')elif user_num == '3':    print('修改学员信息')elif user_num == '4':    print('查询学员信息')elif user_num == '5':    print('显示所有学员信息')elif user_num == '6':    print('退出系统')

工作中，需要根据实际需求调优代码。
用户选择系统功能的代码需要循环使用，直到用户主动退出系统。
如果用户输入1-6以外的数字，需要提示用户。

while True:    # 1. 显示功能界面    print_info()        # 2. 用户选择功能    user_num = input('请选择您需要的功能序号：')    # 3. 根据用户选择，执行不同的功能    if user_num == '1':        print('添加学员')    elif user_num == '2':        print('删除学员')    elif user_num == '3':        print('修改学员信息')    elif user_num == '4':        print('查询学员信息')    elif user_num == '5':        print('显示所有学员信息')    elif user_num == '6':        print('退出系统')    else:        print('输入错误，请重新输入!!!')

1.3.4 定义不同功能的函数

所有功能函数都是操作学员信息，所有存储所有学员信息应该是一个全局变量，数据类型为列表。

info = []

1.3.4.1 添加学员

需求分析

接收用户输入学员信息，并保存
判断是否添加学员信息
2.1 如果学员姓名已经存在，则报错提示
2.2 如果学员姓名不存在，则准备空字典，将用户输入的数据追加到字典，再列表追加字典数据
对应的if条件成立的位置调用该函数

代码实现

def add_info():    """ 添加学员 """    # 接收用户输入学员信息    new_id = input('请输入学号：')    new_name = input('请输入姓名：')    new_tel = input('请输入手机号：')        # 声明info是全局变量    global info    # 检测用户输入的姓名是否存在，存在则报错提示    for i in info:        if new_name == i['name']:            print('该用户已经存在！')            return    # 如果用户输入的姓名不存在，则添加该学员信息    info_dict = {}        # 将用户输入的数据追加到字典    info_dict['id'] = new_id    info_dict['name'] = new_name    info_dict['tel'] = new_tel        # 将这个学员的字典数据追加到列表    info.append(info_dict)        print(info)

1.3.4.2 删除学员

需求分析

按用户输入的学员姓名进行删除

用户输入目标学员姓名
检查这个学员是否存在
2.1 如果存在，则列表删除这个数据
2.2 如果不存在，则提示“该用户不存在”
对应的if条件成立的位置调用该函数

代码实现

# 删除学员def del_info():    """删除学员"""    # 1. 用户输入要删除的学员的姓名    del_name = input('请输入要删除的学员的姓名：')    global info    # 2. 判断学员是否存在:如果输入的姓名存在则删除，否则报错提示    for i in info:        if del_name == i['name']:            info.remove(i)            break    else:        print('该学员不存在')    print(info)

1.3.4.3 修改学员信息

需求分析

用户输入目标学员姓名
检查这个学员是否存在
2.1 如果存在，则修改这位学员的信息，例如手机号
2.2 如果不存在，则报错
对应的if条件成立的位置调用该函数

代码实现

# 修改函数def modify_info():    """修改函数"""    # 1. 用户输入要修改的学员的姓名    modify_name = input('请输入要修改的学员的姓名：')    global info    # 2. 判断学员是否存在：如果输入的姓名存在则修改手机号，否则报错提示    for i in info:        if modify_name == i ['name']:            i['tel'] = input('请输入新的手机号：')            break    else:        print('该学员不存在')        print(info)

1.3.4.4 查询学员信息

需求分析

用户输入目标学员姓名
检查学员是否存在
2.1 如果存在，则显示这个学员的信息
2.2 如果不存在，则报错提示
对应的if条件成立的位置调用该函数

代码实现

# 查询学员def search_info():    """查询学员"""    # 1. 输入要查找的学员姓名：    search_name = input('请输入要查找的学员姓名：')    global info    # 2. 判断学员是否存在：如果输入的姓名存在则显示这位学员信息，否则报错提示    for i in info:        if search_name == i['name']:            print('查找到的学员信息如下：----------')            print(f"该学员的学号是{i['id']}, 姓名是{i['name']}, 手机号是{i['tel']}")            break    else:        print('该学员不存在')

1.3.4.5 显示所有学员信息

需求分析

打印所有学员信息

代码实现

# 显示所有学员信息def print_all():    """ 显示所有学员信息 """    print('学号	姓名	手机号')    for i in info:        print(f'{i["id"]}	{i["name"]}	{i["tel"]}')

1.3.4.6 退出系统

在用户输入功能序号6的时候要退出系统，代码如下：

......    elif user_num == '6':        exit_flag = input('确定要退出吗？yes or no')        if exit_flag == 'yes':            break

二. 递归

2.1 递归的应用场景

递归是一种编程思想，应用场景：

在我们日常开发中，如果要遍历一个文件夹下面所有的文件，通常会使用递归来实现；
在后续的算法课程中，很多算法都离不开递归，例如：快速排序。

2.1.1 递归的特点

函数内部自己调用自己
必须有出口

2.2 应用：3以内数字累加和

代码

# 3 + 2 + 1def sum_numbers(num):    # 1.如果是1，直接返回1 -- 出口    if num == 1:        return 1    # 2.如果不是1，重复执行累加并返回结果    return num + sum_numbers(num-1)sum_result = sum_numbers(3)# 输出结果为6print(sum_result)

执行结果

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三. lambda 表达式

3.1 lambda的应用场景

如果一个函数有一个返回值，并且只有一句代码，可以使用 lambda简化。

3.2 lambda语法

lambda

注意

lambda表达式的参数可有可无，函数的参数在lambda表达式中完全适用。
lambda表达式能接收任何数量的参数但只能返回一个表达式的值。

快速入门

# 函数def fn1():    return 200print(fn1)print(fn1())# lambda表达式fn2 = lambda: 100print(fn2)print(fn2())

注意：直接打印lambda表达式，输出的是此lambda的内存地址

3.3 示例：计算a + b

3.3.1 函数实现

def add(a, b):    return a + bresult = add(1, 2)print(result)

思考：需求简单，是否代码多？

3.3.2 lambda实现

fn1 = lambda a, b: a + bprint(fn1(1, 2))

3.4 lambda的参数形式

3.4.1.无参数

fn1 = lambda: 100print(fn1())

3.4.2.一个参数

fn1 = lambda a: aprint(fn1('hello world'))

3.4.3.默认参数

fn1 = lambda a, b, c=100: a + b + cprint(fn1(10, 20))

3.4.4.可变参数：*args

fn1 = lambda *args: argsprint(fn1(10, 20, 30))

注意：这里的可变参数传入到lambda之后，返回值为元组。

3.4.5.可变参数：**kwargs

fn1 = lambda **kwargs: kwargsprint(fn1(name='python', age=20))

3.5 lambda的应用

3.5.1. 带判断的lambda

fn1 = lambda a, b: a if a > b else bprint(fn1(1000, 500))

3.5.2. 列表数据按字典key的值排序

students = [    {'name': 'TOM', 'age': 20},    {'name': 'ROSE', 'age': 19},    {'name': 'Jack', 'age': 22}]# 按name值升序排列students.sort(key=lambda x: x['name'])print(students)# 按name值降序排列students.sort(key=lambda x: x['name'], reverse=True)print(students)# 按age值升序排列students.sort(key=lambda x: x['age'])print(students)

四. 高阶函数

把函数作为参数传入，这样的函数称为高阶函数，高阶函数是函数式编程的体现。函数式编程就是指这种高度抽象的编程范式。

4.1 体验高阶函数

在Python中，abs()函数可以完成对数字求绝对值计算。

abs(-10)  # 10

round()函数可以完成对数字的四舍五入计算。

round(1.2)  # 1round(1.9)  # 2

需求：任意两个数字，按照指定要求整理数字后再进行求和计算。

方法1

def add_num(a, b):    return abs(a) + abs(b)result = add_num(-1, 2)print(result)  # 3

方法2

def sum_num(a, b, f):    return f(a) + f(b)result = sum_num(-1, 2, abs)print(result)  # 3

注意：两种方法对比之后，发现，方法2的代码会更加简洁，函数灵活性更高。

函数式编程大量使用函数，减少了代码的重复，因此程序比较短，开发速度较快。

4.2 内置高阶函数

4.2.1 map()

map(func, lst)，将传入的函数变量func作用到lst变量的每个元素中，并将结果组成新的列表(Python2)/迭代器(Python3)返回。

需求：计算list1序列中各个数字的2次方。

list1 = [1, 2, 3, 4, 5]def func(x):    return x ** 2result = map(func, list1)print(result)  # <map object at 0x0000013769653198>print(list(result))  # [1, 4, 9, 16, 25]

4.2.2 reduce()

reduce(func，lst)，其中func必须有两个参数。每次func计算的结果继续和序列的下一个元素做累积计算。

注意：reduce()传入的参数func必须接收2个参数。

需求：计算list1序列中各个数字的累加和。

import functoolslist1 = [1, 2, 3, 4, 5]def func(a, b):    return a + bresult = functools.reduce(func, list1)print(result)  # 15

4.2.3 filter()

filter(func, lst)函数用于过滤序列, 过滤掉不符合条件的元素, 返回一个 filter 对象。如果要转换为列表, 可以使用 list() 来转换。

list1 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]def func(x):    return x % 2 == 0result = filter(func, list1)print(result)  # <filter object at 0x0000017AF9DC3198>print(list(result))  # [2, 4, 6, 8, 10]