可以復用的代碼課件-2024-2025學年高一上學期高中信息技術必修一第2單元教科版

2.4可以復用的代碼-垃圾分類高一信息技術

上學期

第2單元編程計算知識回顧

分支結構：根據不同的條件判斷來決定程序執(zhí)行走向的結構，可以使用if分支語句實現。if條件表達式1：

語句塊1elif條件表達式2：

語句塊2……elif條件表達式N：

語句塊Nelse:

語句塊N+1if條件表達式：

語句塊1if條件表達式：

語句塊1else:語句塊2單分支雙分支多分支思維導圖2.4可以復用的代碼-垃圾分類

假設，你是一位編程元宇宙的“垃圾分類廠”廠長，現在工廠初創(chuàng)，還是“人工”分揀，假設人員一次性最多分類三種垃圾。請你打開“導入程序”，說一下這段代碼給你什么感覺？“垃圾分類廠”初創(chuàng)困境情景1.代碼重復、冗長2.書寫、閱讀起來效率低下

我們編寫的程序代碼中有許多功能是相似甚至完全相同的，這時可以考慮代碼復用的方法提高程序的效率。在用算法解決問題的過程中，經常采用模塊化程序設計思想，將問題分解成若干個子問題，并用相對獨立的程序段來針對性的解決各個子問題，提高程序設計的效率。對于常用的程序代碼，以模塊化的形式進行保存，需要時可重復調用。在Python中，主要利用函數、模塊等方式實現模塊化程序設計。設計思想函數是一段具有特定功能的、可復用的語句組，用函數名來表示并通過函數名進行功能調用。每次使用函數可以提供不同的參數作為輸入，以實現對不同數據的處理；函數執(zhí)行后，還可以反饋相應的處理結果。函數能夠完成特定功能，與黑盒類似，對函數的使用不需要了解函數內部實現原理，只要了解函數的輸入輸出方式即可。函數的定義使用函數主要有兩個目的：降低編程難度和代碼復用。函數是一種功能抽象，利用它可以將一個復雜的大問題分解成一系列簡單的小問題，然后將小問題繼續(xù)劃分成更小的問題，當問題細化到足夠簡單時，就可以分而治之，為每個小問題編寫程序，并通過函數封裝，當各個小問題都解決了，大問題也就迎刃而解。這是一種自頂向下的程序設計思想。函數可以在一個程序中的多個位置使用，也可以用于多個程序，當需要修改代碼時，只需要在函數中修改一次，所有調用位置的功能都更新了，這種代碼復用降低了代碼行數和代碼維護難度。函數的作用……print()input()range()思考：我們已經學習了哪些函數？類別函數舉例系統(tǒng)函數（即函數庫中的標準函數，是程序設計語言或操作系統(tǒng)提供給用戶的一系列已經編制好的程序）數學運算類min()：求最小值max()：求最大值abs()：求絕對值sqrt()：求平方根pow()：求冪數據轉換類int()：轉換成整型float()：轉換成浮點型str()：轉換成字符型bool()：轉換成布爾型字符串操作類len()：求字符串的長度mid()：字符串中間截取輸入輸出類input()：輸入函數print()：輸出函數文件操作類open()：打開文件自定義函數用戶自己編寫的一段程序factorial()、match_num()項目主題設計“垃圾分揀機”010203基礎任務1：打造“垃圾分揀機”樣機基礎任務2：打造“垃圾分揀機1.0”基礎任務3：打造“垃圾分揀機2.0”04進階任務4：打造“新垃圾添加機”05拓展任務5：綜合“垃圾分揀機”Python目前還沒有能實現“垃圾分揀機”邏輯的內置函數。所以，我們要定義一個專屬的“垃圾分揀機”函數。01打造“垃圾分揀機”樣機基礎任務

函數一般包括函數名、參數、返回值和函數體等四部分。其中，函數名和函數體是必不可少的，參數和返回值可根據需要進行定義。

首先，我們先來定義一個無參數、無返回值的自定義函數。01打造“垃圾分揀機”樣機基礎任務def

函數名():

語句或語句組

函數體def關鍵字（define的縮寫），它是自定義函數的固定格式函數名需要遵守一定的命名規(guī)則，“見名知意”函數體要縮進，體現函數具備什么功能函數的定義和調用程序執(zhí)行時由于def塊中的代碼不是主程序的一部分，因此會跳過該段代碼，從主程序的第一行開始運行。在遇到函數的調用語句時，轉到函數中的第一行代碼開始執(zhí)行。先定義后調用函數的定義和調用函數的執(zhí)行流程：先創(chuàng)建函數；執(zhí)行代碼直到調用函數；所謂調用函數就是使用這個函數。調用函數的語法：函數名()調用函數以后執(zhí)行函數內部的代碼塊。01打造“垃圾分揀機”樣機基礎任務

打開“垃圾分揀機樣機”半成品程序，小組合作補全代碼，并調用該函數，輸出結果如下：

觀察程序發(fā)現并沒有真正的實現代碼復用，下面我們將樣機進行升級。

我們逐步升級這個“垃圾分揀機”，給它安裝一個“控制系統(tǒng)”：參數，然后我們就可以通過參數來靈活控制分類過程了。02打造“垃圾分揀機1.0”基礎任務def

函數名(形式參數):

語句或語句組

在Python中，參數是函數要接收并對其進行處理的數據。形參（形式參數）：函數定義時的參數，實際上就是變量名。實參（實際參數）：函數調用時的參數，實際上就是變量的值。【注意】函數的參數可以是零個，一個，也可以是多個，當有多個參數時，各個參數之間用逗號隔開。先定義后調用函數名(實際參數)參數傳遞要一一對應02打造“垃圾分揀機1.0”基礎任務

打開“垃圾分揀機１.０”半成品程序，小組合作將程序修改為帶參數的自定義函數，并調用該函數，輸出結果如下：函數的返回值03打造“垃圾分揀機2.0”基礎任務

return語句的功能是從函數內部返回值。咱們再進工廠，完善一下我們的“垃圾分揀機”，給它增加一個“垃圾出口”，打造“垃圾分揀機2.0”。def

函數名(形式參數):

語句或語句組

return

返回值函數體函數名（實際參數）先定義后調用參數傳遞要一一對應03打造“垃圾分揀機2.0”基礎任務

return語句的功能是從函數內部返回值。咱們再進工廠，完善一下我們的“垃圾分揀機”，給它增加一個“垃圾出口”，打造“垃圾分揀機2.0”。

打開“垃圾分揀機2.０”半成品程序，小組合作將程序修改為帶參數和返回值的自定義函數，并調用該函數，輸出結果如下：函數的返回值函數的執(zhí)行過程函數體實際參數返回值函數名形式參數執(zhí)行過程：程序執(zhí)行時由于def塊中的代碼不是主程序的一部分，因此會跳過該段代碼，從主程序的第一行name1="玻璃瓶"開始運行。在遇到函數的調用語句classify(name1)時，轉到函數中的第一行代碼開始執(zhí)行。函數運行時，變量name會被賦值為"玻璃瓶"。函數執(zhí)行完成返回"可回收垃圾"，然后回到語句classification=classify(name1)，將返回值賦給變量classification，因此classification="可回收垃圾"，最后輸出玻璃瓶屬于可回收垃圾。04打造“新垃圾添加機”進階任務

打開“新垃圾添加機”半成品程序，小組合作完善程序，并調用該函數，實現添加新垃圾的功能。05綜合“垃圾分揀機”拓展任務

至此，組裝“垃圾分揀機”所需的所有零件都已經完成了，再組裝這些零件，就能完成成品的“垃圾分揀機”了，請同學們小組合作探究完成。算法流程圖如下：課堂小結def

函數名(形式參數):

語句或語句組

return

返回值函數體函數名（實際參數）先定義后調用參數傳遞要一一對應函數名：同變量命名規(guī)則，要“見名知意”參數：用于向函數傳遞值的，參數傳遞要對應函數體：要縮進，體現函數具備什么功能返回值：將表達式的值返回給調用者參數、返回值可0個或多個，如多個以逗號分隔下節(jié)預告

同學們運行“垃圾分揀機”程序，允許添加新的垃圾，每次重新運行程序，用戶上次輸入的新垃圾和分類沒有保存，請思考一下這是什么原因造成的？原因：列表更新只在內存中，每次運行都會重新初始化列表。如果需要在程序重啟后仍然保留這些分類信息，需要將數據寫入文件，并在程序啟動時從文件中讀取