《函數(shù)基礎(chǔ)》課件

函數(shù)基礎(chǔ)什么是函數(shù)？代碼塊函數(shù)是將一組代碼封裝成一個獨立的單元，就像一個黑盒子，可以重復(fù)使用。特定任務(wù)每個函數(shù)通常用于執(zhí)行特定的任務(wù)，例如計算、數(shù)據(jù)處理或邏輯判斷。代碼組織函數(shù)可以幫助程序員更好地組織代碼，提高代碼的可讀性和可維護性。函數(shù)的定義函數(shù)是一段可重復(fù)使用的代碼塊，用于執(zhí)行特定任務(wù)。函數(shù)可以接收輸入?yún)?shù)，并根據(jù)這些參數(shù)進行計算或操作。函數(shù)可以返回一個或多個輸出值，代表執(zhí)行結(jié)果。函數(shù)的表達方式數(shù)學(xué)表達式使用數(shù)學(xué)符號和公式來表示函數(shù)，例如f(x)=x^2代碼定義通過編程語言的語法規(guī)則來定義函數(shù)，例如defmy_function(x):returnx+1流程圖使用圖形化符號來描述函數(shù)的執(zhí)行流程，例如輸入->處理->輸出函數(shù)的基本特點代碼復(fù)用函數(shù)將代碼封裝成可重復(fù)使用的單元，減少冗余代碼，提高代碼可維護性。結(jié)構(gòu)清晰將程序分解成更小的獨立部分，使代碼邏輯更加清晰，易于理解和調(diào)試。提高效率通過調(diào)用函數(shù)，可以避免重復(fù)編寫相同代碼，節(jié)省時間和資源，提高開發(fā)效率。函數(shù)的輸入和輸出1參數(shù)函數(shù)接受的輸入值2返回值函數(shù)處理后輸出的值函數(shù)參數(shù)和返回值1參數(shù)函數(shù)的參數(shù)是函數(shù)執(zhí)行時需要的輸入信息.2返回值函數(shù)執(zhí)行完成后，函數(shù)會返回一個結(jié)果.3參數(shù)傳遞參數(shù)傳遞可以是值傳遞或引用傳遞.函數(shù)的使用1調(diào)用函數(shù)使用函數(shù)名和參數(shù)調(diào)用函數(shù)，獲得返回值2傳遞參數(shù)將數(shù)據(jù)作為參數(shù)傳遞給函數(shù)，用于執(zhí)行操作3返回值函數(shù)執(zhí)行完成后返回結(jié)果，供調(diào)用方使用變量作用域變量作用域決定了變量在程序中的可見范圍和生命周期。不同的作用域可以限制變量的訪問權(quán)限。變量在特定作用域內(nèi)存在，超出該范圍則不可訪問。局部變量和全局變量局部變量僅在函數(shù)內(nèi)部定義和使用的變量。它只在函數(shù)執(zhí)行時存在，函數(shù)執(zhí)行完畢后將被銷毀。全局變量在函數(shù)外部定義的變量，可以在整個程序中訪問。全局變量在程序啟動時創(chuàng)建，程序結(jié)束時銷毀。函數(shù)的調(diào)用編寫函數(shù)定義函數(shù)，確定其功能和參數(shù)調(diào)用函數(shù)使用函數(shù)名和參數(shù)，執(zhí)行函數(shù)的代碼塊返回值函數(shù)執(zhí)行完后，可能返回一個值，可以用于后續(xù)操作遞歸函數(shù)自身調(diào)用遞歸函數(shù)在定義中調(diào)用自身，形成循環(huán)結(jié)構(gòu)。層層遞進遞歸函數(shù)逐步分解問題，直到達到最基本情況，然后逐層返回結(jié)果。遞歸的基本原理函數(shù)調(diào)用自身遞歸函數(shù)通過調(diào)用自身來解決問題。它將復(fù)雜問題分解成更小的子問題，直到遇到簡單的基礎(chǔ)情況?；A(chǔ)情況遞歸函數(shù)必須有一個基礎(chǔ)情況，它定義了遞歸鏈條的結(jié)束。當(dāng)遇到基礎(chǔ)情況時，函數(shù)不再調(diào)用自身，而是返回結(jié)果。遞歸函數(shù)的優(yōu)缺點1優(yōu)點代碼簡潔易懂，邏輯清晰，可讀性強。2缺點遞歸深度過大會導(dǎo)致棧溢出，效率可能較低。遞歸函數(shù)的應(yīng)用示例遞歸函數(shù)在解決一些特定問題時，能夠簡化代碼結(jié)構(gòu)，提高代碼可讀性。例如，在計算階乘、斐波那契數(shù)列、漢諾塔問題等方面，遞歸函數(shù)能夠以更簡潔的方式表達算法邏輯。遞歸函數(shù)也常用于處理樹形結(jié)構(gòu)、圖形繪制、文本解析等場景，它可以有效地將復(fù)雜問題分解成更小的子問題，并通過遞歸調(diào)用自身來解決。函數(shù)的分類內(nèi)置函數(shù)由編程語言提供的預(yù)定義函數(shù)，可以直接使用。例如，`print()`，`len()`等。自定義函數(shù)用戶根據(jù)需要定義的函數(shù)，可以實現(xiàn)特定功能。例如，計算兩個數(shù)之和，打印指定字符串等。內(nèi)置函數(shù)和自定義函數(shù)內(nèi)置函數(shù)由編程語言提供的預(yù)定義函數(shù)，可以直接使用。自定義函數(shù)由用戶自己定義的函數(shù)，可以根據(jù)需求完成特定的任務(wù)。常見內(nèi)置函數(shù)介紹1數(shù)學(xué)函數(shù)例如`abs()`、`round()`、`pow()`、`max()`、`min()`等，用于進行數(shù)學(xué)運算。2字符串函數(shù)例如`len()`、`upper()`、`lower()`、`find()`、`replace()`等，用于處理字符串。3列表函數(shù)例如`append()`、`insert()`、`remove()`、`sort()`、`reverse()`等，用于操作列表。自定義函數(shù)的編寫定義函數(shù)使用`def`關(guān)鍵字定義函數(shù)，并指定函數(shù)名和參數(shù)列表。函數(shù)體函數(shù)體包含要執(zhí)行的代碼，并使用`return`語句返回結(jié)果。函數(shù)的嵌套調(diào)用1外部函數(shù)2內(nèi)部函數(shù)3返回值函數(shù)的嵌套調(diào)用是指在一個函數(shù)中調(diào)用另一個函數(shù)。外部函數(shù)調(diào)用內(nèi)部函數(shù)，內(nèi)部函數(shù)執(zhí)行完成后返回結(jié)果給外部函數(shù)。匿名函數(shù)無需定義函數(shù)名直接使用函數(shù)表達式簡潔高效，常用于回調(diào)函數(shù)等場景閉包函數(shù)函數(shù)內(nèi)部函數(shù)閉包函數(shù)是指在函數(shù)內(nèi)部定義的另一個函數(shù)，內(nèi)部函數(shù)可以訪問外部函數(shù)的變量。保留外部變量即使外部函數(shù)執(zhí)行完畢，閉包函數(shù)仍然可以訪問外部函數(shù)的變量，保持外部函數(shù)的變量值。函數(shù)式編程思想不可變性函數(shù)式編程強調(diào)數(shù)據(jù)不可變性，這意味著數(shù)據(jù)一旦創(chuàng)建就不會被修改。純函數(shù)純函數(shù)是指對于相同的輸入始終返回相同的輸出，且不依賴于外部狀態(tài)。副作用最小化函數(shù)式編程盡量避免副作用，例如修改全局變量或進行網(wǎng)絡(luò)請求。高階函數(shù)1函數(shù)作為參數(shù)高階函數(shù)可以接受其他函數(shù)作為參數(shù)，并進行操作。2函數(shù)作為返回值高階函數(shù)可以返回一個新的函數(shù)。3代碼復(fù)用高階函數(shù)可以提高代碼復(fù)用性，減少代碼冗余。常見高階函數(shù)介紹map將函數(shù)應(yīng)用于序列的每個元素，并返回一個新的序列。filter過濾序列中的元素，并返回一個新的序列。reduce將函數(shù)應(yīng)用于序列的元素，并將其累計成一個值。函數(shù)的應(yīng)用場景代碼復(fù)用函數(shù)可以將常用代碼封裝成獨立的模塊，便于在不同程序中重復(fù)使用，提高代碼效率。代碼組織函數(shù)將程序分解成更小的、更易于管理的單元，使代碼結(jié)構(gòu)清晰，更易于維護和調(diào)試。抽象復(fù)雜邏輯函數(shù)將復(fù)雜的功能封裝起來，使用戶可以方便地調(diào)用，無需關(guān)注內(nèi)部實現(xiàn)細(xì)節(jié)。函數(shù)的性能優(yōu)化代碼優(yōu)化選擇合適的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，減少不必要的計算。資源利用合理分配內(nèi)存和CPU資源，避免過度的資源消耗。緩存機制使用緩存機制，減少重復(fù)計算和數(shù)據(jù)訪問。函數(shù)式編程的優(yōu)缺點優(yōu)點代碼更簡潔易讀易于測試和維護提高代碼復(fù)用性更易于并行化缺點學(xué)習(xí)曲線陡峭可能難以理解不適合所有問題性能可能較低函數(shù)式編程的未來發(fā)展云計算的普及將推動函數(shù)式編程在分布式系統(tǒng)和無服務(wù)器架構(gòu)中的應(yīng)用。人工智能和機器學(xué)