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前言
天池龙珠计划-python训练营-Task3 python进阶：
python函数到高级魔方方法
一、函数
定义——调用——参数——返回值——作用域
1、定义
①函数以def关键词开头，后接函数名和圆括号()。
②函数执行的代码以冒号起始，并且缩进。
③return [表达式] 结束函数，选择性地返回一个值给调用方。不带表达式的return相当于返回None。
def functionname (parameters):
"函数_文档字符串"
function_suite
return [expression]
2、函数文档
在定义方法的过程中，加注释以明确其含义
①直接使用双引号添加注释
②使用 'doc’来获取注释内容
③直接使用help函数了解函数的作用
def MyFirstFunction(name):
"函数定义过程中name是形参"
# 因为Ta只是一个形式，表示占据一个参数位置
print('传递进来的{0}叫做实参，因为Ta是具体的参数值！'.format(name))
MyFirstFunction('老马的程序人生')
# 传递进来的老马的程序人生叫做实参，因为Ta是具体的参数值！
print(MyFirstFunction.__doc__)
# 函数定义过程中name是形参
help(MyFirstFunction)
# Help on function MyFirstFunction in module __main__:
# MyFirstFunction(name)
# 函数定义过程中name是形参
3、参数
位置参数 (positional argument)
默认参数 (default argument)
可变参数 (variable argument)
关键字参数 (keyword argument)
命名关键字参数 (name keyword argument)
参数组合
def functionname(arg1, arg2=v):
"函数_文档字符串"
function_suite
return [expression]
- arg1 - 位置参数 ，这些参数在调用函数 (call function) 时位置要固定。
- arg2 = v - 默认参数 = 默认值，调用函数时，默认参数的值如果没有传入，则被认为是默认值。
- 默认参数一定要放在位置参数 后面，不然程序会报错。
#传参示例
def printinfo(name, age=8,sex = 'man'):
print('Name:{0},Age:{1},sex:{2}'.format(name, age,sex))
printinfo('小马')
printinfo('小马', 10)
printinfo(8,'xiao')
printinfo(age = 8,name = '哈哈')
printinfo('哈哈','woman')
#Name:小马,Age:8,sex:man
#Name:小马,Age:10,sex:man
#Name:8,Age:xiao,sex:man
#Name:哈哈,Age:8,sex:man
#Name:哈哈,Age:woman,sex:man
- Python 允许函数调用时参数的顺序与声明时不一致，因为 Python 解释器能够用参数名匹配参数值。
- 不使用参数名称时需要按顺序传入参数
def functionname(arg1, arg2=v, *args):
"函数_文档字符串"
function_suite
return [expression]
- *args - 可变参数，可以是从零个到任意个，自动组装成元组。
- 加了星号（*）的变量名会存放所有未命名的变量参数。
def functionname(arg1, arg2=v, args, *kw):
"函数_文档字符串"
function_suite
return [expression]
- **kw - 关键字参数，可以是从零个到任意个，自动组装成字典。
对比记忆： - 可变参数允许传入零个到任意个参数，它们在函数调用时自动组装为一个元组 (tuple)。
- 关键字参数允许传入零个到任意个参数，它们在函数内部自动组装为一个字典 (dict)。
def functionname(arg1, arg2=v, args, *, nkw, *kw):
"函数_文档字符串"
function_suite
return [expression]
- *, nkw - 命名关键字参数，用户想要输入的关键字参数，定义方式是在nkw 前面加个分隔符 *。
- 如果要限制关键字参数的名字，就可以用「命名关键字参数」
- 使用命名关键字参数时，要特别注意不能缺少参数名。
不好理解，添加示例
def printinfo(arg1, *, nkw, **kwargs):
print(arg1)
print(nkw)
print(kwargs)
# (*,nkw) 是一个整体
printinfo(70, nkw=10, a=1, b=2)
# 70
# 10
# {'a': 1, 'b': 2}
printinfo(70, 10, a=1, b=2)
# TypeError: printinfo() takes 1 positional argument but 2 were given
-传参时 没有写参数名nwk，因此 10 被当成「位置参数」，而原函数只有 1 个位置函数，现在调用了 2 个，因此程序会报错。
参数使用的说明
在 Python 中定义函数，可以用位置参数、默认参数、可变参数、命名关键字参数和关键字参数，这 5 种参数中的 4 个都可以一起使用，但是注意，参数定义的顺序必须是：
- 位置参数、默认参数、可变参数和关键字参数。
- 位置参数、默认参数、命名关键字参数和关键字参数。
要注意定义可变参数和关键字参数的语法：
- *args 是可变参数，args 接收的是一个 tuple
- **kw 是关键字参数，kw 接收的是一个 dict
4、定义域
- 定义在函数内部的变量拥有局部作用域，该变量称为局部变量。
- 定义在函数外部的变量拥有全局作用域，该变量称为全局变量。
- 局部变量只能在其被声明的函数内部访问，而全局变量可以在整个程序范围内访问。
- 当内部作用域想修改外部作用域的变量时，就要用到global和nonlocal关键字。
num = 1
def fun1():
global num # 需要使用 global 关键字声明
print(num) # 1
num = 123
print(num) # 123
fun1()
print(num) # 123
内嵌函数
def outer():
print('outer函数在这被调用')
def inner():
print('inner函数在这被调用')
inner() # 该函数只能在outer函数内部被调用
outer()
# outer函数在这被调用
# inner函数在这被调用
闭包
- 是函数式编程的一个重要的语法结构，是一种特殊的内嵌函数。
- 如果在一个内部函数里对外层非全局作用域的变量进行引用，那么内部函数就被认为是闭包。
- 通过闭包可以访问外层非全局作用域的变量，这个作用域称为 闭包作用域。
- 如果要修改闭包作用域中的变量则需要 nonlocal 关键字
def outer():
num = 10
def inner():
nonlocal num # nonlocal关键字声明
num = 100
print(num)
inner()
print(num)
outer()
# 100
# 100
递归
- 设置递归的层数，Python默认递归层数为 100
import sys
sys.setrecursionlimit(1000)
二、lambda表达式
正规函数与匿名函数
python中的两类函数
- 用 def 关键词定义的正规函数
- 用 lambda 关键词定义的匿名函数
Python 使用 lambda 关键词来创建匿名函数，而非def关键词，它没有函数名，其语法结构如下
lambda argument_list: expression
- lambda - 定义匿名函数的关键词。
- argument_list - 函数参数，它们可以是位置参数、默认参数、关键字参数，和正规函数里的参数类型一样。
- :- 冒号，在函数参数和表达式中间要加个冒号。
- expression - 只是一个表达式，输入函数参数，输出一些值。
注意：
- expression 中没有 return 语句，因为 lambda 不需要它来返回，表达式本身结果就是返回值。
- 匿名函数拥有自己的命名空间，且不能访问自己参数列表之外或全局命名空间里的参数。
lbd_sqr = lambda x: x ** 2
print(lbd_sqr)
# <function <lambda> at 0x000000BABB6AC1E0>
y = [lbd_sqr(x) for x in range(10)]
print(y)
# [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
sumary = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2
print(sumary(10, 20)) # 30
func = lambda *args: sum(args)
print(func(1, 2, 3, 4, 5)) # 15
函数式编程 是指代码中每一块都是不可变的，都由纯函数的形式组成。这里的纯函数，是指函数本身相互独立、互不影响，对于相同的输入，总会有相同的输出，没有任何副作用。
匿名函数 常常应用于函数式编程的高阶函数 (high-order function)中，主要有两种形式：
- 参数是函数 (filter, map)
- 返回值是函数 (closure)
如，在 filter和map函数中的应用：
- filter(function, iterable) 过滤序列，过滤掉不符合条件的元素，返回一个迭代器对象，如果要转换为列表，可以使用 list() 来转换。
odd = lambda x: x % 2 == 1
templist = filter(odd, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
print(list(templist)) # [1, 3, 5, 7, 9]
- map(function, *iterables) 根据提供的函数对指定序列做映射。
m1 = map(lambda x: x ** 2, [1, 2, 3, 4, 5])
print(list(m1))
# [1, 4, 9, 16, 25]
m2 = map(lambda x, y: x + y, [1, 3, 5, 7, 9], [2, 4, 6, 8, 10])
print(list(m2))
# [3, 7, 11, 15, 19]
三、类与对象
1、属性、方法
- 使用关键字 class 定义 Python 类，关键字后面紧跟类的名称、分号和类的实现。
- 继承：子类自动共享父类之间数据和方法的机制
- 多态：不同对象对同一方法响应不同的行动
- 属性与方法名相同，属性会覆盖方法。
class Turtle: # Python中的类名约定以大写字母开头
"""关于类的一个简单例子"""
# 属性
color = 'green'
weight = 10
legs = 4
shell = True
mouth = '大嘴'
# 方法
def climb(self):
print('我正在很努力的向前爬...')
def run(self):
print('我正在飞快的向前跑...')
def bite(self):
print('咬死你咬死你!!')
def eat(self):
print('有得吃，真满足...')
def sleep(self):
print('困了，睡了，晚安，zzz')
2、魔法方法
构造函数
- 类有一个名为__init__(self[, param1, param2…])的魔法方法，该方法在类实例化时会自动调用。
class Ball:
def __init__(self, name):
self.name = name
def kick(self):
print("我叫%s,该死的，谁踢我..." % self.name)
a = Ball("球A")
b = Ball("球B")
c = Ball("球C")
a.kick()
# 我叫球A,该死的，谁踢我...
b.kick()
# 我叫球B,该死的，谁踢我..
3、公有私有
- 在 Python 中定义私有变量只需要在变量名或函数名前加上“__”两个下划线，那么这个函数或变量就会为私有的了。
class JustCounter:
__secretCount = 0 # 私有变量
publicCount = 0 # 公开变量
def count(self):
self.__secretCount += 1
self.publicCount += 1
print(self.__secretCount)
counter = JustCounter()
counter.count() # 1
counter.count() # 2
print(counter.publicCount) # 2
# Python的私有为伪私有
print(counter._JustCounter__secretCount) # 2
print(counter.__secretCount)
# AttributeError: 'JustCounter' object has no attribute '__secretCount'
4、继承
class DerivedClassName(BaseClassName):
statement-1
.
.
.
statement-N
class DerivedClassName(modname.BaseClassName):
statement-1
.
.
.
statement-N
- BaseClassName（基类名）必须与派生类定义在一个作用域内。除了类，还可以用表达式，基类定义在另一个模块中时这一点非常有用
- 如果子类中定义与父类同名的方法或属性，则会自动覆盖父类对应的方法或属性。
多继承
class DerivedClassName(Base1, Base2, Base3):
statement-1
.
.
.
statement-N
- 需要注意圆括号中父类的顺序，若是父类中有相同的方法名，而在子类使用时未指定，Python 从左至右搜索，即方法在子类中未找到时，从左到右查找父类中是否包含方法。
5、绑定
-
Python 严格要求方法需要有实例才能被调用，这种限制其实就是 Python 所谓的绑定概念。
-
Python 对象的数据属性通常存储在名为.__ dict__的字典中，我们可以直接访问__dict__，或利用 Python 的内置函数vars()获取.__ dict__。
四、魔法方法
魔法方法总是被双下划线包围，例如__init__。
魔法方法的“魔力”体现在它们总能够在适当的时候被自动调用。
魔法方法的第一个参数应为cls（类方法） 或者self（实例方法）
- cls：代表一个类的名称
- self：代表一个实例对象的名称
1、基本方法
- init(self[, …]) 构造器，当一个实例被创建的时候调用的初始化方法
class Rectangle:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
def getPeri(self):
return (self.x + self.y) * 2
def getArea(self):
return self.x * self.y
rect = Rectangle(4, 5)
print(rect.getPeri()) # 18
print(rect.getArea()) # 20
new(cls[, …]) 在一个对象实例化的时候所调用的第一个方法，在调用__init__初始化前，先调用__new__。
- new__至少要有一个参数cls，代表要实例化的类，此参数在实例化时由 Python 解释器自动提供，后面的参数直接传递给__init。
- new__对当前类进行了实例化，并将实例返回，传给__init__的self。但是，执行了__new，并不一定会进入__init__，只有__new__返回了，当前类cls的实例，当前类的__init__才会进入。
class A(object):
def __init__(self, value):
print("into A __init__")
self.value = value
def __new__(cls, *args, **kwargs):
print("into A __new__")
print(cls)
return object.__new__(cls)
class B(A):
def __init__(self, value):
print("into B __init__")
self.value = value
def __new__(cls, *args, **kwargs):
print("into B __new__")
print(cls)
return super().__new__(cls, *args, **kwargs)
b = B(10)
# 结果：
# into B __new__
# <class '__main__.B'>
# into A __new__
# <class '__main__.B'>
# into B __init__
class A(object):
def __init__(self, value):
print("into A __init__")
self.value = value
def __new__(cls, *args, **kwargs):
print("into A __new__")
print(cls)
return object.__new__(cls)
class B(A):
def __init__(self, value):
print("into B __init__")
self.value = value
def __new__(cls, *args, **kwargs):
print("into B __new__")
print(cls)
return super().__new__(A, *args, **kwargs) # 改动了cls变为A
b = B(10)
# 结果：
# into B __new__
# <class '__main__.B'>
# into A __new__
# <class '__main__.A'>
总结
未完待续，魔法方法理解不是很深刻，再琢磨一下。