5.1函數(shù)的定義與使用

函數(shù)是一段代碼的表示

• 函數(shù)是一段具有特定功能的大年、可重用的語(yǔ)句組
• 函數(shù)是一種功能的抽象亲怠，一般函數(shù)表達(dá)特定功能
• 兩個(gè)作用：降低編程難度 和 代碼復(fù)用

def<函數(shù)名>(<參數(shù)(0個(gè)或多個(gè))>)
     <函數(shù)體>
     return<返回值>

案例：計(jì)算n剧防！

def fact(n):
    s = 1
    for i in range(1,n+1)
    s* = i
    return s

y=f(x)

• 函數(shù)定義時(shí)究孕，所指定的參數(shù)是一種占位符
• 函數(shù)定義后，如果不經(jīng)過(guò)調(diào)用挡爵，不會(huì)被執(zhí)行
• 函數(shù)定義時(shí)荡含，參數(shù)是輸入咒唆、函數(shù)體是處理、結(jié)果是輸出（IPO）

函數(shù)的調(diào)用
調(diào)用是運(yùn)行函數(shù)代碼的方式

• 調(diào)用時(shí)要給出實(shí)際參數(shù)
• 實(shí)際參數(shù)替換定義中的參數(shù)

• 函數(shù)調(diào)用后得到返回值

  
  
  函數(shù)的調(diào)用過(guò)程

函數(shù)的參數(shù)傳遞
函數(shù)可以有參數(shù)释液，也可以沒(méi)有全释，但必須保留括號(hào)

def fact()
      print("我也是函數(shù)")

可選參數(shù)傳遞
函數(shù)定義時(shí)可以為某些參數(shù)指定默認(rèn)值，構(gòu)成可選參數(shù)

def <函數(shù)名>(<非可選參數(shù)>,<可選參數(shù)>)
      <函數(shù)體>
    return <返回值>

（可選參數(shù)必須在非可選參數(shù)之后）

可變參數(shù)傳遞
函數(shù)定義時(shí)可以設(shè)計(jì)可變數(shù)量參數(shù)误债，及不確定參數(shù)總數(shù)量

def <函數(shù)名>(<參數(shù)>,*b):
      <函數(shù)體>
      return<返回值>

函數(shù)調(diào)用時(shí)浸船，參數(shù)可以安裝位置或名稱方式傳遞 ：

參數(shù)傳遞的兩種方式

函數(shù)的返回值

• return保留字用來(lái)傳遞返回值
• 函數(shù)可以有返回值妄迁，也可以沒(méi)有，可以有return李命，也可以沒(méi)有
• return可以傳遞0個(gè)返回值登淘，也可以傳遞r任意多個(gè)返回值

局部變量和全局變量：

局部變量和全局變量

程序說(shuō)明

規(guī)則1：局部變量和全局變量是不同變量

• 局部變量是函數(shù)內(nèi)部的占位符，與全局變量可能重名但不同
• 函數(shù)運(yùn)算結(jié)束后封字，局部變量被釋放
• 可以使用global保留字在函數(shù)內(nèi)部使用全局變量

規(guī)則2：局部變量為組合數(shù)據(jù)類型且未創(chuàng)建黔州，等同于全局變量

使用規(guī)則：

• 基本數(shù)據(jù)類型，無(wú)論是否重名阔籽，局部變量與全局變量不同
• 可以通過(guò)global保留字在函數(shù)內(nèi)部聲明全局變量
• 組合數(shù)據(jù)類型辩撑，如果局部變量未真實(shí)創(chuàng)建，則是全局變量

lambda函數(shù)
lambda函數(shù)返回函數(shù)名作為結(jié)果

• lambda函數(shù)是一種匿名函數(shù)仿耽，即沒(méi)有名字的函數(shù)
• 使用lambda保留自定義，函數(shù)名是返回結(jié)果
• lambda函數(shù)用于定義簡(jiǎn)單的各薇、能夠在一行內(nèi)表示的內(nèi)涵

<函數(shù)名> = lambda<參數(shù)>:<表達(dá)式>

等價(jià)于：

def<函數(shù)名>(<參數(shù)>):
     <函數(shù)體>
     return<返回值>

謹(jǐn)慎使用lambda函數(shù)

• lambda函數(shù)主要作一些特定函數(shù)或方法的參數(shù)
• lambda函數(shù)有一些固定使用方式项贺，建議逐步掌握
• 一般情況，建議使用def定義的普通函數(shù)

5.2七段數(shù)碼管繪制

turtle繪圖體系==>七段數(shù)碼管繪制

實(shí)例講解（上）

• 步驟1：回執(zhí)單個(gè)數(shù)字對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管
• 步驟2：獲得一串?dāng)?shù)字峭判，繪制對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管
• 步驟3：獲得當(dāng)前系統(tǒng)的時(shí)間开缎，繪制對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管
  步驟1：繪制單個(gè)數(shù)碼管
• 七段數(shù)碼管由七個(gè)基本線條組成
• 七段數(shù)碼管可以有固定順序
• 不同數(shù)字顯示不同的線條

繪制一條線：

import turtle
def drawLine(draw):   #繪制單段數(shù)碼管
    turtle.pendown() if draw else turtle.penup()
    turtle.fd(40)
    turtle.right(90)

繪制七條線：

def drawDigit(digit): #根據(jù)數(shù)字繪制七段數(shù)碼管
    drawLine(True) if digit in [2,3,4,5,6,8,9] else drawLine(False)
    drawLine(True) if digit in [0,1,3,4,5,6,7,8,9] else drawLine(False)
    drawLine(True) if digit in [0,2,3,5,6,8,9] else drawLine(False)
    drawLine(True) if digit in [0,2,6,8] else drawLine(False)
    turtle.left(90)
    drawLine(True) if digit in [0,4,5,6,8,9] else drawLine(False)
    drawLine(True) if digit in [0,2,3,5,6,7,8,9] else drawLine(False)
    drawLine(True) if digit in [0,1,2,3,4,7,8,9] else drawLine(False)
    turtle.left(180)

調(diào)用函數(shù)DrawDigit：根據(jù)參數(shù)digit來(lái)決定如何繪制對(duì)應(yīng)的數(shù)字（是否繪制）DrawDate函數(shù)：逐一解析字符串中的每一個(gè)字符，并且把每一個(gè)字符變成對(duì)應(yīng)的數(shù)字林螃，去繪制七段數(shù)碼管
步驟2：獲取一段數(shù)字奕删，繪制多個(gè)數(shù)碼管：

步驟2

實(shí)例講解（下）

步驟3：獲取當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間，繪制對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管

• 增加七段數(shù)碼管之間線條間隔

import turtle, time
def drawGap(): #繪制數(shù)碼管間隔
    turtle.penup()
    turtle.fd(5)
def drawLine(draw):   #繪制單段數(shù)碼管
    drawGap()
    turtle.pendown() if draw else turtle.penup()
    turtle.fd(40)
    drawGap()
    turtle.right(90)
def drawDigit(d): #根據(jù)數(shù)字繪制七段數(shù)碼管
    drawLine(True) if d in [2,3,4,5,6,8,9] else drawLine(False)
    drawLine(True) if d in [0,1,3,4,5,6,7,8,9] else drawLine(False)
    drawLine(True) if d in [0,2,3,5,6,8,9] else drawLine(False)
    drawLine(True) if d in [0,2,6,8] else drawLine(False)
...(略)

• 使用time庫(kù)獲得系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間
• 增加年月日
• 年月日顏色不同

import turtle,time
...(略)
def drawDate(date):    #date為日期疗认，格式為'%Y-%m=%d+'
      turtle.pencolor(''red'')
      for i in date:
           if i =='-':
turtle.write('年',font=("Arial", 18, "normal"))
            turtle.pencolor("green")
            turtle.fd(40)
        elif i == '=':
            turtle.write('月',font=("Arial", 18, "normal"))
            turtle.pencolor("blue")
            turtle.fd(40)
        elif i == '+':
            turtle.write('日',font=("Arial", 18, "normal"))
        else:
            drawDigit(eval(i))
def main():
...（略）   

• 進(jìn)一步獲取當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間

import turtle,time
...(略)
def drawDate(date):
...(略)
def main():
    turtle.setup(800, 350, 200, 200)
    turtle.penup()
    turtle.fd(-350)
    turtle.pensize(5)
#    drawDate('2018-10=10+')
    drawDate(time.strftime('%Y-%m=%d+',time.gmtime()))
    turtle.hideturtle()
    turtle.done()
main()

舉一反三

應(yīng)用問(wèn)題的擴(kuò)展：

• 模塊化思維：確定模塊接口完残，封裝功能
• 規(guī)則化思維：抽象過(guò)程為規(guī)則，計(jì)算機(jī)自動(dòng)執(zhí)行
• 化繁為簡(jiǎn)：將大公能變?yōu)樾」δ芙M合横漏，分而治之
  應(yīng)用問(wèn)題的擴(kuò)展：
• 繪制帶小數(shù)點(diǎn)的七段數(shù)碼管
• 帶刷新的時(shí)間倒計(jì)時(shí)效果
• 繪制高級(jí)的數(shù)碼管

5.3代碼復(fù)用與函數(shù)遞歸

代碼復(fù)用與模塊化設(shè)計(jì)

代碼復(fù)用

把代碼當(dāng)成資源進(jìn)行抽象：

• 代碼資源化：程序代碼是一種用來(lái)表達(dá)計(jì)算的“資源”
• 代碼抽象化：使用函數(shù)等方法對(duì)代碼賦予更高級(jí)別的定義

• 代碼復(fù)用：同一份代碼在需要時(shí)可以被重復(fù)使用

  
  
  函數(shù)是對(duì)對(duì)象的抽象

模塊化設(shè)計(jì)

分而治之

• 通過(guò)函數(shù)或?qū)ο蠓庋b將程序劃分為模塊及模塊間的表達(dá)
• 具體包括：主程序谨设、子程序和子程序間關(guān)系
• 分而治之：一種分而治之、分層抽象缎浇、體系化的設(shè)計(jì)思想
  兩個(gè)概念：緊耦合扎拣、松耦合
• 緊耦合：兩個(gè)部分之間交流很多，無(wú)法獨(dú)立存在
• 松耦合：兩個(gè)部分之間交流較少素跺，可以獨(dú)立存在
• 模塊內(nèi)部緊耦合二蓝、模塊之間松耦合

函數(shù)遞歸的理解

數(shù)學(xué)遞歸舉例

• 鏈條：計(jì)算過(guò)程存在遞歸鏈條

• 基例：存在一個(gè)或多個(gè)不需要再次遞歸的基例

  
  
  類似數(shù)學(xué)歸納法
  
  

  實(shí)現(xiàn)n！遞歸函數(shù)：

def fact(n):
    if n==0:
        return 1
    else:
        return n*fact(n-1)

函數(shù)遞歸的調(diào)用過(guò)程

遞歸實(shí)現(xiàn)：

• 遞歸本身是一個(gè)函數(shù)指厌，需要函數(shù)定義方式描述
• 函數(shù)內(nèi)部刊愚，采用分支語(yǔ)句對(duì)參數(shù)進(jìn)行判斷
• 基例和鏈條，分別編寫(xiě)對(duì)應(yīng)代碼
  遞歸的調(diào)用過(guò)程：
  
  遞歸函數(shù)調(diào)用

函數(shù)遞歸實(shí)例解析

將字符串s反轉(zhuǎn)后輸出>>>s[::-1]

• 函數(shù)+分支結(jié)構(gòu)
• 遞歸鏈條
• 遞歸基例

def rvs(s):          
    if s=="":
        return s      
    else:
        return rvs(s[1:]+s[0]

數(shù)學(xué)斐波那契數(shù)列

斐波那契數(shù)列

def f(n)
      if n == 1 or n == 2
            return 1
      else:
            return f(n-1) + f(n-2)

最經(jīng)典的問(wèn)題：漢諾塔問(wèn)題

count = 0
def hanoi(n,src,dst,mid)
    global count
    if n == 1:
        print("{}:{}->{}".format(1,src,dst))
        count += 1
    else :
        hanoi(n-1,src,mid,dst)
        print("{}:{}->{}".format(n,src,dst))
        count += 1
        hanoi(n-1,mid,dst,src)

（遞歸過(guò)程只關(guān)心遞歸鏈條仑乌。步驟：將n-1個(gè)圓盤(pán)先從A柱子搬到中間柱子百拓，再將A柱子剩余最后一個(gè)柱子搬運(yùn)到最后一個(gè)柱子琴锭，最后將中間柱子的n-1個(gè)圓盤(pán)搬運(yùn)到最后一個(gè)柱子）

5.4 模塊4：PyInstaller庫(kù)基本介紹

pyInstaller庫(kù)基本介紹

將.py源代碼轉(zhuǎn)換成無(wú)需源代碼的可執(zhí)行文件
PyInstaller庫(kù)是第三方庫(kù)

• 官方網(wǎng)站：http://www.pyinstaller.org
• 第三方庫(kù)：使用前需要安裝額外安裝
• 安裝第三方庫(kù)需要使用pip工具

PyInstaller使用說(shuō)明

5.5科赫雪花小包裹

實(shí)例講解（上）

繪制過(guò)程：將一條直線切分成三段衙传，去掉中間一段决帖，然后讓中間繪制一個(gè)凸起的三角形
曲線繪制：利用遞歸和海龜繪圖體系

#KochDrawV1.py      # 定義函數(shù)
import turtle                     
def koch(size, n):       # 參數(shù)size--長(zhǎng)度，n--階數(shù)
    if n == 0:
        turtle.fd(size)
    else:
        for angle in [0, 60, -120, 60]:      # 繪制第一個(gè)科赫曲線      
           turtle.left(angle)
           koch(size/3, n-1)
def main():
    turtle.setup(800,400)
    turtle.penup()
    turtle.goto(-300, -50)
    turtle.pendown()
    turtle.pensize(2)
    koch(600,3)     # 0階科赫曲線長(zhǎng)度蓖捶，階數(shù)
    turtle.hideturtle()
main()

實(shí)例講解（下）

曲線==>雪花（雪花是由對(duì)三角形每一個(gè)邊進(jìn)行分形地回、繪制而形成的）

turtle.setup(600,600)
    turtle.penup()
    turtle.goto(-200, 100)
    turtle.pendown()
    turtle.pensize(2)
    level = 3      # 3階科赫雪花，階數(shù)
    koch(400,level)     
    turtle.right(120)
    koch(400,level)
    turtle.right(120)
    koch(400,level)
    turtle.hideturtle()
main()

舉一反三

• 修改分形幾何繪制階數(shù)
• 修改科赫曲線的基本定義及旋轉(zhuǎn)角度
• 修改繪制科赫雪花的基礎(chǔ)框架圖形