python學(xué)習(xí)-遞歸函數(shù)-高級(jí)特性-切片-迭代-列表的生成

1. 遞歸函數(shù)

在函數(shù)內(nèi)部泊交,可以調(diào)用其他函數(shù)。如果一個(gè)函數(shù)在內(nèi)部調(diào)用自身本身,這個(gè)函數(shù)就是遞歸函數(shù)颜及。

舉個(gè)例子,我們來(lái)計(jì)算階乘n! = 1 x 2 x 3 x ... x n蹂楣,用函數(shù)fact(n)表示俏站,可以看出:

fact(n) = n! = 1 x 2 x 3 x ... x (n-1) x n = (n-1)! x n = fact(n-1) x n

所以,fact(n)可以表示為n x fact(n-1)痊土,只有n=1時(shí)需要特殊處理肄扎。

于是,fact(n)用遞歸的方式寫出來(lái)就是:

def fact(n):
    if n==1:
        return 1
    return n * fact(n - 1)

上面就是一個(gè)遞歸函數(shù)赁酝》胳簦可以試試:

>>> fact(1)
1
>>> fact(5)
120
>>> fact(100)
93326215443944152681699238856266700490715968264381621468592963895217599993229915608941463976156518286253697920827223758251185210916864000000000000000000000000

如果我們計(jì)算fact(5),可以根據(jù)函數(shù)定義看到計(jì)算過(guò)程如下:

===> fact(5)
===> 5 * fact(4)
===> 5 * (4 * fact(3))
===> 5 * (4 * (3 * fact(2)))
===> 5 * (4 * (3 * (2 * fact(1))))
===> 5 * (4 * (3 * (2 * 1)))
===> 5 * (4 * (3 * 2))
===> 5 * (4 * 6)
===> 5 * 24
===> 120

遞歸函數(shù)的優(yōu)點(diǎn)是定義簡(jiǎn)單酌呆,邏輯清晰衡载。理論上,所有的遞歸函數(shù)都可以寫成循環(huán)的方式隙袁,但循環(huán)的邏輯不如遞歸清晰痰娱。



漢諾塔方法用遞歸實(shí)現(xiàn):

# 其實(shí)是不斷變換 a,b,c 的位置
def move(n, a, b, c):
    if n > 1:
        move(n-1, a, c, b)
        move(1, a, b, c)
        move(n-1, b, a, c)
    elif n == 1:
        print(a + ' --> ' + c)

move(3, 'A', 'B', 'C')


2.高級(jí)特性

在Python中,代碼不是越多越好菩收,而是越少越好梨睁。代碼不是越復(fù)雜越好,而是越簡(jiǎn)單越好娜饵。
基于這一思想而姐,我們來(lái)介紹Python中非常有用的高級(jí)特性,1行代碼能實(shí)現(xiàn)的功能划咐,決不寫5行代碼拴念。請(qǐng)始終牢記,代碼越少褐缠,開發(fā)效率越高政鼠。

2.1 切片

取一個(gè)list或tuple的部分元素是非常常見的操作。

>>> L = ['Michael', 'Sarah', 'Tracy', 'Bob', 'Jack']

對(duì)這種經(jīng)常取指定索引范圍的操作队魏,用循環(huán)十分繁瑣公般,因此万搔,Python提供了切片(Slice)操作符,能大大簡(jiǎn)化這種操作官帘。

對(duì)應(yīng)上面的問(wèn)題瞬雹,取前3個(gè)元素,用一行代碼就可以完成切片:

>>> L[0:3]
['Michael', 'Sarah', 'Tracy']
L[0:3]表示刽虹,從索引0開始取酗捌,直到索引3為止,但不包括索引3涌哲。即索引0胖缤,1,2阀圾,正好是3個(gè)元素哪廓。

如果第一個(gè)索引是0,還可以省略:

>>> L[:3]
['Michael', 'Sarah', 'Tracy']

也可以從索引1開始初烘,取出2個(gè)元素出來(lái):

>>> L[1:3]
['Sarah', 'Tracy']

類似的涡真,既然Python支持L[-1]取倒數(shù)第一個(gè)元素,那么它同樣支持倒數(shù)切片肾筐,試試:

>>> L[-2:]
['Bob', 'Jack']
>>> L[-2:-1]
['Bob']

記住倒數(shù)第一個(gè)元素的索引是-1综膀。

切片操作十分有用。我們先創(chuàng)建一個(gè)0-99的數(shù)列:
前10個(gè)數(shù)局齿,每?jī)蓚€(gè)取一個(gè):

>>> L[:10:2]
[0, 2, 4, 6, 8]

所有數(shù),每5個(gè)取一個(gè):

>>> L[::5]
[0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95]

甚至什么都不寫橄登,只寫[:]就可以原樣復(fù)制一個(gè)list:

>>> L[:]
[0, 1, 2, 3, ..., 99]

tuple也是一種list抓歼,唯一區(qū)別是tuple不可變。因此拢锹,tuple也可以用切片操作谣妻,只是操作的結(jié)果仍是tuple:

>>> (0, 1, 2, 3, 4, 5)[:3]
(0, 1, 2)

字符串'xxx'也可以看成是一種list,每個(gè)元素就是一個(gè)字符卒稳。因此蹋半,字符串也可以用切片操作,只是操作結(jié)果仍是字符串:

>>> 'ABCDEFG'[:3]
'ABC'
>>> 'ABCDEFG'[::2]
'ACEG'

2.2 迭代

如果給定一個(gè)list或tuple充坑,我們可以通過(guò)for循環(huán)來(lái)遍歷這個(gè)listtuple减江,這種遍歷我們稱為迭代(Iteration)。

list這種數(shù)據(jù)類型雖然有下標(biāo)捻爷,但很多其他數(shù)據(jù)類型是沒(méi)有下標(biāo)的辈灼,但是,只要是可迭代對(duì)象也榄,無(wú)論有無(wú)下標(biāo)巡莹,都可以迭代,比如dict就可以迭代:

>>> d = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
>>> for key in d:
...     print(key)
...
a
c
b

因?yàn)閐ict的存儲(chǔ)不是按照l(shuí)ist的方式順序排列,所以降宅,迭代出的結(jié)果順序很可能不一樣骂远。

默認(rèn)情況下,dict迭代的是key腰根。如果要迭代value激才,可以用for value in d.values(),如果要同時(shí)迭代keyvalue唠雕,可以用for k, v in d.items()贸营。

由于字符串也是可迭代對(duì)象,因此岩睁,也可以作用于for循環(huán):

>>> for ch in 'ABC':
...     print(ch)
...
A
B
C

所以钞脂,當(dāng)我們使用for循環(huán)時(shí),只要作用于一個(gè)可迭代對(duì)象捕儒,for循環(huán)就可以正常運(yùn)行冰啃,而我們不太關(guān)心該對(duì)象究竟是list還是其他數(shù)據(jù)類型。
那么刘莹,如何判斷一個(gè)對(duì)象是可迭代對(duì)象呢阎毅?方法是通過(guò)collections模塊的Iterable類型判斷:

>>> from collections import Iterable
>>> isinstance('abc', Iterable) # str是否可迭代
True
>>> isinstance([1,2,3], Iterable) # list是否可迭代
True
>>> isinstance(123, Iterable) # 整數(shù)是否可迭代
False

最后一個(gè)小問(wèn)題,如果要對(duì)list實(shí)現(xiàn)類似Java那樣的下標(biāo)循環(huán)怎么辦点弯?Python內(nèi)置的enumerate函數(shù)可以把一個(gè)list變成索引-元素對(duì)扇调,這樣就可以在for循環(huán)中同時(shí)迭代索引和元素本身:

>>> for i, value in enumerate(['A', 'B', 'C']):
...     print(i, value)
...
0 A
1 B
2 C

最后一個(gè)小問(wèn)題,如果要對(duì)list實(shí)現(xiàn)類似Java那樣的下標(biāo)循環(huán)怎么辦抢肛?Python內(nèi)置的enumerate函數(shù)可以把一個(gè)list變成索引-元素對(duì)狼钮,這樣就可以在for循環(huán)中同時(shí)迭代索引和元素本身:

>>> for i, value in enumerate(['A', 'B', 'C']):
...     print(i, value)
...
0 A
1 B
2 C

上面的for循環(huán)里,同時(shí)引用了兩個(gè)變量捡絮,在Python里是很常見的熬芜,比如下面的代碼:

>>> for x, y in [(1, 1), (2, 4), (3, 9)]:
...     print(x, y)
...
1 1
2 4
3 9

任何可迭代對(duì)象都可以作用于for循環(huán),包括我們自定義的數(shù)據(jù)類型福稳,只要符合迭代條件涎拉,就可以使用for循環(huán)

2.3 列表的生成

列表生成式即List Comprehensions,是Python內(nèi)置的非常簡(jiǎn)單卻強(qiáng)大的可以用來(lái)創(chuàng)建list的生成式的圆。

舉個(gè)例子鼓拧,要生成list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]可以用list(range(1, 11))

>>> list(range(1, 11))
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

列表生成式則可以用一行語(yǔ)句代替循環(huán)生成上面的list

>>> [x * x for x in range(1, 11)]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

寫列表生成式時(shí),把要生成的元素x * x放到前面越妈,后面跟for循環(huán)毁枯,就可以把list創(chuàng)建出來(lái),十分有用叮称,多寫幾次种玛,很快就可以熟悉這種語(yǔ)法藐鹤。

for循環(huán)后面還可以加上if判斷,這樣我們就可以篩選出僅偶數(shù)的平方:

>>> [x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
[4, 16, 36, 64, 100]

還可以使用兩層循環(huán)赂韵,可以生成全排列:

>>> [m + n for m in 'ABC' for n in 'XYZ']
['AX', 'AY', 'AZ', 'BX', 'BY', 'BZ', 'CX', 'CY', 'CZ']

for循環(huán)其實(shí)可以同時(shí)使用兩個(gè)甚至多個(gè)變量娱节,比如dictitems()可以同時(shí)迭代keyvalue

>>> d = {'x': 'A', 'y': 'B', 'z': 'C' }
>>> for k, v in d.items():
...     print(k, '=', v)
...
y = B
x = A
z = C

因此,列表生成式也可以使用兩個(gè)變量來(lái)生成list:

>>> d = {'x': 'A', 'y': 'B', 'z': 'C' }
>>> [k + '=' + v for k, v in d.items()]
['y=B', 'x=A', 'z=C']

最后把一個(gè)list中所有的字符串變成小寫:

>>> L = ['Hello', 'World', 'IBM', 'Apple']
>>> [s.lower() for s in L]
['hello', 'world', 'ibm', 'apple']

作業(yè):修改列表生成式祭示,讓列表顯示只顯示字符串且全部為小寫字母

L1 = ['Hello', 'World', 18, 'Apple', None]
L2 = [ A.lower() for A in L1 if isinstance(A, str)]
#print(L2)

fu

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