《信息技術(shù)基礎(chǔ)》課件 《模塊六：程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》任務(wù)4

模塊六：程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)《Python》《信息技術(shù)基礎(chǔ)》PWSO04函數(shù)調(diào)用知識(shí)目標(biāo)1.能了解函數(shù)的概念和定義；2.能掌握變量的作用域；3.能夠了解遞歸函數(shù)和匿名單數(shù)。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能夠掌握函數(shù)的傳遞方法；2.采用遞歸的方式解決問(wèn)題。能力目標(biāo)1.具有團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和創(chuàng)新意識(shí)；2.具備自主學(xué)習(xí)能力、分析和解決問(wèn)題的能力。素質(zhì)目標(biāo)1任務(wù)描述2任務(wù)解析3知識(shí)鏈接4任務(wù)實(shí)施任務(wù)4：函數(shù)調(diào)用5能力拓展斐波那契數(shù)列（Fibonaccisequence）因是數(shù)學(xué)家萊昂納多·斐波那契以兔子繁殖為例引入的，故又稱(chēng)為“兔子數(shù)列”，其數(shù)值為1、1、2、3、5、8、13、21、34……在數(shù)學(xué)上，這一數(shù)列以如下遞推的方法定義：F(0)=1，F(xiàn)(1)=1，F(xiàn)(n)=F(n-1)+F(n-2)（n

≥2，n

∈N*）。編寫(xiě)程序，輸入任意一個(gè)n的值，計(jì)算F(n)。與數(shù)學(xué)中的函數(shù)定義和使用相似，把程序分成兩部分進(jìn)行編寫(xiě)：一部分是函數(shù)定義，用來(lái)完成F(n)的計(jì)算；另一部分是程序的定義，完成輸入n的值，調(diào)用F(n)函數(shù)，輸出程序結(jié)果。函數(shù)定義和調(diào)用函數(shù)參數(shù)的傳遞變量的作用域遞歸函數(shù)匿名函數(shù)函數(shù)調(diào)用函數(shù)定義和調(diào)用（一）函數(shù)的概念把具有獨(dú)立功能的代碼塊組織為一個(gè)小模塊就是函數(shù)。函數(shù)是組織好的、可重復(fù)使用的、用來(lái)實(shí)現(xiàn)單一或相關(guān)聯(lián)功能的代碼段。函數(shù)能提高應(yīng)用的模塊性和代碼的重復(fù)利用率。Python提供了許多內(nèi)置函數(shù)，比如print()、input()等。用戶(hù)也可以自己創(chuàng)建函數(shù)（即自定義函數(shù)）。函數(shù)定義和調(diào)用（二）函數(shù)定義函數(shù)的使用可以分為定義和調(diào)用兩個(gè)部分，先定義，后調(diào)用。Python使用def關(guān)鍵字來(lái)定義函數(shù)，語(yǔ)法格式如下。def函數(shù)名([參數(shù)列表]):"""函數(shù)_文檔字符串"""函數(shù)體return[表達(dá)式]說(shuō)明如下。（1）函數(shù)代碼塊以def關(guān)鍵詞開(kāi)頭，后接函數(shù)名和圓括號(hào)及冒號(hào)。（2）參數(shù)列表負(fù)責(zé)接收傳入函數(shù)的數(shù)據(jù)，可以包括一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，也可以為空。（3）"""函數(shù)_文檔字符串"""是注釋?zhuān)梢赃x擇性地說(shuō)明函數(shù)的功能及要傳遞的參數(shù)等。（4）函數(shù)體為函數(shù)被調(diào)用時(shí)執(zhí)行的功能代碼。函數(shù)體可以為空，使用pass語(yǔ)句作為占位符即可。（5）return[表達(dá)式]用于選擇性地返回一個(gè)值給調(diào)用方。不帶表達(dá)式的return相當(dāng)于返回None（即無(wú)返回值）。函數(shù)定義和調(diào)用（三）函數(shù)調(diào)用函數(shù)在定義完成后不會(huì)立刻執(zhí)行，只有在程序中被調(diào)用時(shí)才會(huì)執(zhí)行。調(diào)用函數(shù)的方法比較簡(jiǎn)單，語(yǔ)法格式如下。函數(shù)名([參數(shù)列表])函數(shù)參數(shù)的傳遞1．位置參數(shù)的傳遞函數(shù)在被調(diào)用時(shí)會(huì)將實(shí)參按照相應(yīng)位置依次傳遞給形參，即將第一個(gè)實(shí)參傳遞給第一個(gè)形參，將第二個(gè)實(shí)參傳遞給第二個(gè)形參，以此類(lèi)推。2．關(guān)鍵字參數(shù)的傳遞函數(shù)調(diào)用使用關(guān)鍵字參數(shù)來(lái)確定傳入的參數(shù)值，關(guān)鍵字參數(shù)的傳遞是通過(guò)“形參=實(shí)參”的格式將實(shí)參按照相應(yīng)關(guān)鍵字傳遞給行參。3．默認(rèn)參數(shù)的傳遞可以在定義函數(shù)時(shí)指定形參的默認(rèn)值，調(diào)用函數(shù)時(shí)，可以選擇是否給帶有默認(rèn)值的形參傳值。如果默認(rèn)參數(shù)的值沒(méi)有傳入，則被認(rèn)為是默認(rèn)值。變量的作用域（一）局部變量通常情況下，在函數(shù)內(nèi)部定義的變量稱(chēng)為局部變量，它只能在函數(shù)內(nèi)部使用，函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后局部變量就會(huì)被釋放，此時(shí)無(wú)法再訪(fǎng)問(wèn)。在程序中，sum是在函數(shù)中定義的局部變量，只能在foo()函數(shù)內(nèi)部使用。deffoo(x): #定義foo()函數(shù)sum=x+10 #定義局部變量sumreturn(sum)變量的作用域（二）全局變量（1）將變量定義在函數(shù)外，此變量在函數(shù)內(nèi)部或外部區(qū)域均可以訪(fǎng)問(wèn)。當(dāng)在foo()函數(shù)中輸出變量時(shí)，輸出的是“l(fā)ocalx:10”，這稱(chēng)為變量的局部作用域。在foo()函數(shù)外部輸出變量時(shí)，它會(huì)輸出“globalx:5”，這稱(chēng)為變量的全局作用域。x=5 #定義全局變量xdeffoo(): #定義foo()函數(shù)x=10 #定義局部變量xprint("localx：",x)

#輸出局部變量x的值foo() #調(diào)用foo()函數(shù)print("globalx：",x)

#輸出全局變量x的值變量的作用域（二）全局變量（1）在函數(shù)體內(nèi)定義，使用global關(guān)鍵字將沒(méi)有定義過(guò)的變量聲明為全局變量，語(yǔ)法格式如下。global變量在函數(shù)體內(nèi)外，sum的值都正常輸出。x=5 #定義全局變量xdeffoo(): #定義foo()函數(shù)globalsum #聲明全局變量sumsum=x+10 #計(jì)算sum的值print("globalsum：",sum) #輸出全局變量sum的值foo() #調(diào)用foo()函數(shù)print("globalsum：",sum) #輸出全局變量sum的值輸出結(jié)果如下。globalsum：15globalsum：15遞歸函數(shù)

（一）遞歸函數(shù)的定義與調(diào)用（1）calc_fact(n)是一個(gè)遞歸函數(shù)，它調(diào)用了自己。例如，calc_fact(6)=6*calc_fact(5)，即每個(gè)函數(shù)將數(shù)字乘以該數(shù)字下面的數(shù)字的階乘，直到它等于1。下面列出了calc_fact(n)函數(shù)調(diào)用及返回的步驟。#定義遞歸函數(shù)calc_fact(n)defcalc_fact(n):"""這是一個(gè)求整數(shù)階乘的遞歸函數(shù)"""ifn==1: #如果n=1return1 #返回1else:return(n*calc_fact(n-1)) #返回n*(n-1)!的結(jié)果#遞歸函數(shù)調(diào)用程序n=6print("Thefactorialof",n,"is",calc_fact(n)) #輸出遞歸函數(shù)結(jié)果值遞歸函數(shù)

（一）遞歸函數(shù)的定義與調(diào)用（2）當(dāng)數(shù)字減少到1時(shí)，遞歸結(jié)束，這稱(chēng)為基本條件。每個(gè)遞歸函數(shù)都必須具有停止遞歸的基本條件，否則該函數(shù)將無(wú)限調(diào)用自身。calc_fact(6)

#第一層調(diào)用6*calc_fact(5)

#第二層調(diào)用6*5*calc_fact(4) #第三層調(diào)用6*5*4*calc_fact(3) #第四層調(diào)用6*5*4*3*calc_fact(2) #第五層調(diào)用6*5*4*3*2*calc_fact(1) #第六層調(diào)用6*5*4*3*2*1 #第六層返回6*5*4*3*2 #第五層返回6*5*4*6 #第四層返回6*5*24 #第三層返回6*120 #第二層返回720 #第一層返回遞歸函數(shù)

（二）遞歸函數(shù)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)1．遞歸函數(shù)的優(yōu)點(diǎn)（1）遞歸函數(shù)使代碼看起來(lái)干凈整潔。（2）使用遞歸可以將復(fù)雜的任務(wù)分解為若干個(gè)更簡(jiǎn)單的子問(wèn)題。（3）與使用嵌套相比，使用遞歸更容易生成序列。2．遞歸的缺點(diǎn)（1）遞歸函數(shù)可能導(dǎo)致棧溢出錯(cuò)誤，特別是在處理大型數(shù)據(jù)集或無(wú)限遞歸的情況下。（2）遞歸調(diào)用代價(jià)很高（效率低），因?yàn)樗鼈冋加么罅績(jī)?nèi)存和時(shí)間。（3）遞歸函數(shù)很難調(diào)試。匿名函數(shù)匿名函數(shù)就是指沒(méi)有名字的函數(shù)。程序設(shè)計(jì)過(guò)程中需要使用一個(gè)函數(shù)，但又不想花費(fèi)時(shí)間去命名這個(gè)函數(shù)時(shí)，可以使用匿名函數(shù)。Python中使用lambda關(guān)鍵字創(chuàng)建匿名函數(shù)，語(yǔ)法格式如下。result=lambda[arg1[,arg2,arg3,...,argn]]:expression①result變量用于調(diào)用lambda語(yǔ)句，接收l(shuí)ambda語(yǔ)句執(zhí)行的結(jié)果。②lambda為定義匿名函數(shù)的關(guān)鍵字。③[arg1[,arg2,arg3,...,argn]]為參數(shù)列表，為非必選項(xiàng)，多個(gè)參數(shù)用逗號(hào)分隔。④expression為實(shí)現(xiàn)某一具體功能的表達(dá)式，為必選項(xiàng)，有且僅有一個(gè)。如果前面參數(shù)列表中有參數(shù)，則該表達(dá)式中必須使用這些參數(shù)。一、程序分析1．定義函數(shù)F(n)按照斐波那契數(shù)列的定義，這個(gè)數(shù)列前兩項(xiàng)為1，從第3項(xiàng)開(kāi)始，每一項(xiàng)都等于前兩項(xiàng)之和，所以定義函數(shù)F(n)的描述如下。如果n==1orn==2，則返回1，否則返回F(n-1)+F(n-2)。2．主程序功能輸入n的值，調(diào)用F(n)函數(shù)，輸出程序結(jié)果。二、編寫(xiě)代碼#斐波那契數(shù)列使用defF(n):

#定義斐波那契數(shù)列函數(shù)ifn==1orn==2:return1else:returnF(n-1)+F(n-2)

n=int(input("請(qǐng)輸入n的值：")) #輸入整數(shù)nprint(F(n))

#輸出F(n)三、運(yùn)行結(jié)果請(qǐng)輸入n的值：15610生成器用生成器來(lái)實(shí)現(xiàn)斐波那契數(shù)列的代碼如下。deff():a,b=1,1whileTrue:yieldaa,b=b,a+ba=f()foriinrange(10):

print(a.__next__(),end='')print()foriinf(): #使用for循環(huán)遍歷生成器函數(shù)f()ifi>100:breakprint(i,end='')生成器運(yùn)行結(jié)果如下。11235