Python基础入门知识点总结传送门

 第一章认识Python、Python常用集成开发环境PyCharm

第二章注释、变量基本使用、变量的命名

 第三章运算符、判断if语句、while和for循环

 第四章列表、元组、字典、字符串变量使用、变量进阶

 第五章函数基础、函数进阶

 第六章面向对象基础

 第七章面向对象三大特性、单例设计模式

 第八章文件读写操作、模块和包、异常

一、函数基础

函数的快速体验
函数的基本使用
函数的参数
函数的返回值
函数的嵌套调用
在模块中定义函数

01. 函数的快速体验

1.1 快速体验

所谓函数，就是把 具有独立功能的代码块 组织为一个小模块，在需要的时候调用
函数的使用包含两个步骤：
1. 定义函数 —— 封装独立的功能
2. 调用函数 —— 享受封装的成果
函数的作用，在开发程序时，使用函数可以提高编写的效率以及代码的重用

演练步骤

新建 04_函数 项目
复制之前完成的 乘法表 文件
修改文件，增加函数定义 multiple_table():
新建另外一个文件，使用 import 导入并且调用函数

02. 函数基本使用

2.1 函数的定义

定义函数的格式如下：

def 函数名():

    函数封装的代码
    ……

def 是英文 define 的缩写
函数名称 应该能够表达 函数封装代码 的功能，方便后续的调用
函数名称 的命名应该符合 标识符的命名规则
- 可以由字母、下划线 和数字组成
- 不能以数字开头
- 不能与关键字重名

2.2 函数调用

调用函数很简单的，通过 函数名() 即可完成对函数的调用

2.3 第一个函数演练

需求

1. 编写一个打招呼 say_hello 的函数，封装三行打招呼的代码
1. 在函数下方调用打招呼的代码

name = "小明"


# 解释器知道这里定义了一个函数
def say_hello():
    print("hello 1")
    print("hello 2")
    print("hello 3")

print(name)
# 只有在调用函数时，之前定义的函数才会被执行
# 函数执行完成之后，会重新回到之前的程序中，继续执行后续的代码
say_hello()

print(name)

用 单步执行 F8 和 F7 观察以下代码的执行过程

定义好函数之后，只表示这个函数封装了一段代码而已
如果不主动调用函数，函数是不会主动执行的

思考

能否将 函数调用 放在 函数定义 的上方？
- 不能！
- 因为在 使用函数名 调用函数之前，必须要保证 Python 已经知道函数的存在
- 否则控制台会提示 NameError: name 'say_hello' is not defined (名称错误：say_hello 这个名字没有被定义)

2.4 PyCharm 的调试工具

F8 Step Over 可以单步执行代码，会把函数调用看作是一行代码直接执行
F7 Step Into 可以单步执行代码，如果是函数，会进入函数内部

2.5 函数的文档注释

在开发中，如果希望给函数添加注释，应该在 定义函数 的下方，使用 连续的三对引号
在 连续的三对引号 之间编写对函数的说明文字
在 函数调用 位置，使用快捷键 CTRL + Q 可以查看函数的说明信息

注意：因为 函数体相对比较独立，函数定义的上方，应该和其他代码（包括注释）保留 两个空行

03. 函数的参数

演练需求

开发一个 sum_2_num 的函数
函数能够实现 两个数字的求和 功能

演练代码如下：

def sum_2_num():

    num1 = 10
    num2 = 20
    result = num1 + num2

    print("%d + %d = %d" % (num1, num2, result))

sum_2_num()

思考一下存在什么问题

函数只能处理 固定数值 的相加

如何解决？

如果能够把需要计算的数字，在调用函数时，传递到函数内部就好了！

3.1 函数参数的使用

在函数名的后面的小括号内部填写参数
多个参数之间使用 , 分隔

def sum_2_num(num1, num2):

    result = num1 + num2
    
    print("%d + %d = %d" % (num1, num2, result))

sum_2_num(50, 20)

3.2 参数的作用

函数，把 具有独立功能的代码块 组织为一个小模块，在需要的时候调用
函数的参数，增加函数的 通用性，针对 相同的数据处理逻辑，能够 适应更多的数据
1. 在函数内部，把参数当做变量使用，进行需要的数据处理
2. 函数调用时，按照函数定义的参数顺序，把 希望在函数内部处理的数据，通过参数 传递

3.3 形参和实参

形参：定义函数时，小括号中的参数，是用来接收参数用的，在函数内部 作为变量使用
实参：调用函数时，小括号中的参数，是用来把数据传递到 函数内部 用的

04. 函数的返回值

在程序开发中，有时候，会希望 一个函数执行结束后，告诉调用者一个结果，以便调用者针对具体的结果做后续的处理
返回值 是函数 完成工作后，最后给调用者的 一个结果
在函数中使用 return 关键字可以返回结果
调用函数一方，可以 使用变量 来接收函数的返回结果

注意：return 表示返回，后续的代码都不会被执行

def sum_2_num(num1, num2):
    """对两个数字的求和"""

    return num1 + num2

# 调用函数，并使用 result 变量接收计算结果
result = sum_2_num(10, 20)

print("计算结果是 %d" % result)

05. 函数的嵌套调用

一个函数里面 又调用 了 另外一个函数，这就是 函数嵌套调用
如果函数 test2 中，调用了另外一个函数 test1
- 那么执行到调用 test1 函数时，会先把函数 test1 中的任务都执行完
- 才会回到 test2 中调用函数 test1 的位置，继续执行后续的代码

def test1():

    print("*" * 50)
    print("test 1")
    print("*" * 50)


def test2():

    print("-" * 50)
    print("test 2")
    
    test1()
    
    print("-" * 50)

test2()

函数嵌套的演练 —— 打印分隔线

体会一下工作中 需求是多变 的

需求 1

定义一个 print_line 函数能够打印 * 组成的 一条分隔线

def print_line(char):

    print("*" * 50)

需求 2

定义一个函数能够打印 由任意字符组成 的分隔线

def print_line(char):

    print(char * 50)

需求 3

定义一个函数能够打印 任意重复次数 的分隔线

def print_line(char, times):

    print(char * times)

需求 4

定义一个函数能够打印 5 行 的分隔线，分隔线要求符合需求 3

提示：工作中针对需求的变化，应该冷静思考，不要轻易修改之前已经完成的，能够正常执行的函数！

def print_line(char, times):

    print(char * times)


def print_lines(char, times):

    row = 0
    
    while row < 5:
        print_line(char, times)

        row += 1

06. 使用模块中的函数

模块是 Python 程序架构的一个核心概念

模块就好比是 工具包，要想使用这个工具包中的工具，就需要 导入 import 这个模块
每一个以扩展名 py 结尾的 Python 源代码文件都是一个模块
在模块中定义的 全局变量 、函数都是模块能够提供给外界直接使用的工具

6.1 调用模块函数步骤

可以 在一个 Python 文件 中 定义变量或者函数
然后在 另外一个文件中 使用 import 导入这个模块
导入之后，就可以使用 模块名.变量 / 模块名.函数 的方式，使用这个模块中定义的变量或者函数

模块可以让 曾经编写过的代码 方便的被复用！

6.2 模块名也是一个标识符

标示符可以由字母、下划线 和数字组成
不能以数字开头
不能与关键字重名

注意：如果在给 Python 文件起名时，以数字开头 是无法在 PyCharm 中通过导入这个模块的

6.3 Pyc 文件

C 是 compiled 编译过 的意思

操作步骤

浏览程序目录会发现一个 __pycache__ 的目录
目录下会有一个 .pyc结尾文件，cpython-xx. 表示 Python 解释器的版本
这个 pyc 文件是由 Python 解释器将 模块的源码 转换为 字节码

Python 这样保存 字节码 是作为一种启动 速度的优化

字节码

Python 在解释源程序时是分成两个步骤的
1. 首先处理源代码，编译生成一个二进制 字节码
2. 再对 字节码 进行处理，才会生成 CPU 能够识别的 机器码
有了模块的字节码文件之后，下一次运行程序时，如果在 上次保存字节码之后 没有修改过源代码，Python 将会加载 .pyc 文件并跳过编译这个步骤
当 Python 重编译时，它会自动检查源文件和字节码文件的时间戳
如果你又修改了源代码，下次程序运行时，字节码将自动重新创建

提示：有关模块以及模块的其他导入方式，后续还会逐渐展开！

模块是 Python 程序架构的一个核心概念

二、函数进阶

函数参数和返回值的作用
函数的返回值进阶
函数的参数进阶
递归函数

01. 函数参数和返回值的作用

函数根据 有没有参数 以及 有没有返回值，可以 相互组合，一共有 4 种 组合形式

无参数，无返回值
无参数，有返回值
有参数，无返回值
有参数，有返回值

定义函数时，是否接收参数，或者是否返回结果，是根据 实际的功能需求 来决定的！

如果函数 内部处理的数据不确定，就可以将外界的数据以参数传递到函数内部
如果希望一个函数 执行完成后，向外界汇报执行结果，就可以增加函数的返回值

1.1 无参数，无返回值

此类函数，不接收参数，也没有返回值，应用场景如下：

只是单纯地做一件事情，例如 显示菜单
在函数内部 针对全局变量进行操作，例如：新建名片，最终结果 记录在全局变量 中

如果全局变量的数据类型是一个 可变类型，在函数内部可以使用方法修改全局变量的内容 —— 变量的引用不会改变（可理解为函数内部变量和全局变量定义的都是指向相同地址值）
在函数内部，使用赋值语句 才会 修改变量的引用

1.2 无参数，有返回值

此类函数，不接收参数，但是有返回值，应用场景如下：

采集数据，例如 温度计，返回结果就是当前的温度，而不需要传递任何的参数

1.3 有参数，无返回值

此类函数，接收参数，没有返回值，应用场景如下：

函数内部的代码保持不变，针对 不同的参数处理不同的数据
例如 名片管理系统 针对 找到的名片 做修改、删除操作

1.4 有参数，有返回值

此类函数，接收参数，同时有返回值，应用场景如下：

函数内部的代码保持不变，针对 不同的参数处理不同的数据，并且 返回期望的处理结果
例如 名片管理系统 使用 字典默认值 和 提示信息 提示用户输入内容
- 如果输入，返回输入内容
- 如果没有输入，返回字典默认值

02. 函数的返回值进阶

在程序开发中，有时候，会希望 一个函数执行结束后，告诉调用者一个结果，以便调用者针对具体的结果做后续的处理
返回值 是函数 完成工作后，最后给调用者的 一个结果
在函数中使用 return 关键字可以返回结果
调用函数一方，可以 使用变量 来接收函数的返回结果

问题：一个函数执行后能否返回多个结果？

示例 —— 温度和湿度测量

假设要开发一个函数能够同时返回当前的温度和湿度
先完成返回温度的功能如下：

def measure():
    """返回当前的温度"""
    
    print("开始测量...")
    temp = 39
    print("测量结束...")
    
    return temp

result = measure()
print(result)

在利用元组在返回温度的同时，也能够返回湿度
改造如下：

def measure():
    """返回当前的温度"""

    print("开始测量...")
    temp = 39
    wetness = 10
    print("测量结束...")

    return (temp, wetness)

提示：如果一个函数返回的是元组，括号可以省略

技巧

在 Python 中，可以 将一个元组 使用 赋值语句 同时赋值给 多个变量
注意：变量的数量需要和元组中的元素数量保持一致

result = temp, wetness = measure()

面试题 —— 交换两个数字

题目要求

有两个整数变量 a = 6, b = 100
不使用其他变量，交换两个变量的值

解法 1 —— 使用其他变量

# 解法 1 - 使用临时变量
c = b
b = a
a = c

解法 2 —— 不使用临时变量

# 解法 2 - 不使用临时变量
a = a + b
b = a - b
a = a - b

解法 3 —— Python 专有，利用元组

a, b = b, a

03. 函数的参数进阶

3.1. 不可变和可变的参数

问题 1：在函数内部，针对参数使用 赋值语句，会不会影响调用函数时传递的 实参变量？ —— 不会！

无论传递的参数是可变还是 不可变
- 只要 针对参数 使用 赋值语句，会在 函数内部 修改 局部变量的引用，不会影响到外部变量的引用

def demo(num, num_list):

    print("函数内部")

    # 赋值语句
    num = 200
    num_list = [1, 2, 3]

    print(num)
    print(num_list)

    print("函数代码完成")


gl_num = 99
gl_list = [4, 5, 6]
demo(gl_num, gl_list)
print(gl_num)
print(gl_list)

问题 2：如果传递的参数是 可变类型，在函数内部，使用方法修改了数据的内容，同样会影响到外部的数据

def mutable(num_list):

    # num_list = [1, 2, 3]
    num_list.extend([1, 2, 3])
    
    print(num_list)

gl_list = [6, 7, 8]
mutable(gl_list)
print(gl_list)

面试题 —— `+=`

在 python 中，列表变量调用 += 本质上是在执行列表变量的 extend 方法，不会修改变量的引用

def demo(num, num_list):

    print("函数内部代码")

    # num = num + num
    num += num
    # num_list.extend(num_list) 由于是调用方法，所以不会修改变量的引用
    # 函数执行结束后，外部数据同样会发生变化
    num_list += num_list

    print(num)
    print(num_list)
    print("函数代码完成")


gl_num = 9
gl_list = [1, 2, 3]
demo(gl_num, gl_list)
print(gl_num)
print(gl_list)

3.2 缺省参数

定义函数时，可以给 某个参数 指定一个默认值，具有默认值的参数就叫做 缺省参数
调用函数时，如果没有传入 缺省参数 的值，则在函数内部使用定义函数时指定的 参数默认值
函数的缺省参数，将常见的值设置为参数的缺省值，从而 简化函数的调用
例如：对列表排序的方法

gl_num_list = [6, 3, 9]

# 默认就是升序排序，因为这种应用需求更多
gl_num_list.sort()
print(gl_num_list)

# 只有当需要降序排序时，才需要传递 `reverse` 参数
gl_num_list.sort(reverse=True)
print(gl_num_list)

指定函数的缺省参数

在参数后使用赋值语句，可以指定参数的缺省值

def print_info(name, gender=True):

    gender_text = "男生"
    if not gender:
        gender_text = "女生"

    print("%s 是 %s" % (name, gender_text))

提示

缺省参数，需要使用 最常见的值 作为默认值！
如果一个参数的值 不能确定，则不应该设置默认值，具体的数值在调用函数时，由外界传递！

缺省参数的注意事项

1) 缺省参数的定义位置

必须保证 带有默认值的缺省参数 在参数列表末尾
所以，以下定义是错误的！

def print_info(name, gender=True, title):

2) 调用带有多个缺省参数的函数

在 调用函数时，如果有 多个缺省参数，需要指定参数名，这样解释器才能够知道参数的对应关系！

def print_info(name, title="", gender=True):
    """

    :param title: 职位
    :param name: 班上同学的姓名
    :param gender: True 男生 False 女生
    """

    gender_text = "男生"

    if not gender:
        gender_text = "女生"

    print("%s%s 是 %s" % (title, name, gender_text))


# 提示：在指定缺省参数的默认值时，应该使用最常见的值作为默认值！
print_info("小明")
print_info("老王", title="班长")
print_info("小美", gender=False)

3.3 多值参数

定义支持多值参数的函数

有时可能需要 一个函数 能够处理的参数个数是不确定的，这个时候，就可以使用 多值参数
python 中有两种多值参数：
- 参数名前增加一个 * 可以接收元组
- 参数名前增加两个 * 可以接收字典
一般在给多值参数命名时，习惯使用以下两个名字
- *args —— 存放元组参数，前面有一个 *
- **kwargs —— 存放字典参数，前面有两个 *
args 是 arguments 的缩写，有变量的含义
kw 是 keyword 的缩写，kwargs 可以记忆 键值对参数

def demo(num, *args, **kwargs):

    print(num)
    print(args)
    print(kwargs)


demo(1, 2, 3, 4, 5, name="小明", age=18, gender=True)

提示：多值参数 的应用会经常出现在网络上一些大牛开发的框架中，知道多值参数，有利于我们能够读懂大牛的代码

多值参数案例 —— 计算任意多个数字的和

需求

定义一个函数 sum_numbers，可以接收的 任意多个整数
功能要求：将传递的 所有数字累加 并且返回累加结果

def sum_numbers(*args):

    num = 0
    # 遍历 args 元组顺序求和
    for n in args:
        num += n

    return num

print(sum_numbers(1, 2, 3))

元组和字典的拆包

在调用带有多值参数的函数时，如果希望：
- 将一个 元组变量，直接传递给 args
- 将一个 字典变量，直接传递给 kwargs
就可以使用拆包，简化参数的传递，拆包的方式是：
- 在 元组变量前，增加一个 *
- 在 字典变量前，增加两个 *

def demo(*args, **kwargs):

    print(args)
    print(kwargs)


# 需要将一个元组变量/字典变量传递给函数对应的参数
gl_nums = (1, 2, 3)
gl_xiaoming = {
    
    "name": "小明", "age": 18}

# 会把 num_tuple 和 xiaoming 作为元组传递个 args
# demo(gl_nums, gl_xiaoming)
demo(*gl_nums, **gl_xiaoming)

04. 函数的递归

函数调用自身的 编程技巧 称为递归

4.1 递归函数的特点

特点

一个函数 内部 调用自己
- 函数内部可以调用其他函数，当然在函数内部也可以调用自己

代码特点

函数内部的代码是相同的，只是针对参数不同，处理的结果不同
当 参数满足一个条件 时，函数不再执行
- 这个非常重要，通常被称为递归的出口，否则 会出现死循环！

示例代码

def sum_numbers(num):

    print(num)
    
    # 递归的出口很重要，否则会出现死循环
    if num == 1:
        return

    sum_numbers(num - 1)
    
sum_numbers(3)

4.2 递归案例 —— 计算数字累加

需求

定义一个函数 sum_numbers
能够接收一个 num 的整数参数
计算 1 + 2 + … num 的结果

def sum_numbers(num):

    if num == 1:
        return 1
    
    # 假设 sum_numbers 能够完成 num - 1 的累加
    temp = sum_numbers(num - 1)

    # 函数内部的核心算法就是 两个数字的相加
    return num + temp

print(sum_numbers(2))

在这里插入图片描述

提示：递归是一个 编程技巧，初次接触递归会感觉有些吃力！在处理 不确定的循环条件时，格外的有用，例如：遍历整个文件目录的结构

创作不易，白嫖不好，各位的支持和认可，就是我创作的最大动力，我们下篇文章见！

Dragon少年 | 文

如果本篇博客有任何错误，请批评指教，不胜感激！
在这里插入图片描述

Python学习入门基础 -- 第五章 函数基础、函数进阶

Python基础入门知识点总结传送门