Python語言程序設計（第二版） 課件 5 Python函數(shù)與模塊

Python函數(shù)與模塊代碼復用函數(shù)與模塊前面我們曾經(jīng)使用過函數(shù)和模塊：模塊：math、random……函數(shù)：int、float、str、eval、print、input、pow、round……函數(shù)：一些經(jīng)常重復使用的程序代碼定義為函數(shù)，方便重復調(diào)用執(zhí)行，以提高程序的模塊化和代碼的重復利用率。函數(shù)對大型程序的開發(fā)是很有用的。分為系統(tǒng)函數(shù)和用戶自定義函數(shù)。提高代碼重用率。模塊(module)：是Python最高級別的程序組織單元，比函數(shù)顆粒度更大，一個模塊可以包含若干個函數(shù)。分系統(tǒng)模塊和用戶自定義模塊，用戶自定義的一個模塊就是一個.py程序文件。自定義函數(shù)Python的函數(shù)由函數(shù)名、參數(shù)和函數(shù)體組成。格式如下：def<函數(shù)名>([形式參數(shù)列表]): <執(zhí)行語句> #函數(shù)體 [return<返回值>]例如：defmyfunc(x,y): returnx+y

或print(x+y)注意：關鍵字def；函數(shù)的命名原則與變量命名相同；使用縮進表示與函數(shù)體的隸屬關系；不需要聲明其返回類型，也不需要聲明參數(shù)的傳入類型。函數(shù)的調(diào)用調(diào)用：程序中直接寫函數(shù)名和相應參數(shù)即可。例如：defmyfunc(x,y): #函數(shù)定義，x,y是形參

returnx+ya,b=2.5,3.6c=myfunc(a,b)#函數(shù)調(diào)用，a和b為實參print(a,b,c)函數(shù)的參數(shù)形參：函數(shù)定義時，用來接收調(diào)用該函數(shù)時傳入的參數(shù)稱為形式參數(shù)(parameter)，簡稱形參。實參：調(diào)用函數(shù)時，實際傳遞給函數(shù)的參數(shù)稱為實際參數(shù)(argument)，簡稱實參。函數(shù)調(diào)用時發(fā)生參數(shù)傳遞，提供的實際參數(shù)應與被調(diào)用函數(shù)的形式參數(shù)按順序一一對應，而且參數(shù)類型要兼容。舉例1、編制求圓的面積的函數(shù)2、編制求n!的函數(shù)函數(shù)定義函數(shù)調(diào)用參數(shù)傳遞方式按值傳遞——單項傳遞defchange(number,string,lst):number=5string='GoodBye'lst=[4,5,6]print("Inside:",number,string,lst)num=10string='hello'lst=[1,2,3]print('Before:',num,string,lst)change(num,string,lst)#調(diào)用print('After:',num,string,lst)程序運行結(jié)果如下：Before:10hello[1,2,3]Inside:5GoodBye[4,5,6]After:10hello[1,2,3]參數(shù)傳遞方式(2)傳遞列表、字典等可變對象（按地址傳遞）——可修改可改變對象的值defchange(lst):lst[0]=10print("Insidelst={}".format(lst))lst=[1,2,3,4,5]print("Beforelst={}".format(lst))change(lst)print("Afterlst={}".format(lst))程序運行結(jié)果如下：Beforelst=[1,2,3,4,5]Insidelst=[10,2,3,4,5]Afterlst=[10,2,3,4,5]參數(shù)傳遞方式如交換兩個數(shù)的問題，可以采用以下程序：defswap(lst):lst[0],lst[1]=lst[1],lst[0]lst1=list(eval(input("輸入要交換的數(shù)字：")))swap(lst1)print(lst1)程序運行結(jié)果如下：10,20[20,10]從語句執(zhí)行結(jié)果可知，swap()函數(shù)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的交換。(3)傳遞不可變對象元組（按地址傳遞）參數(shù)的類型1.關鍵字參數(shù)實參的數(shù)目應與形參完全匹配。例如，調(diào)用函數(shù)mysum()，一定要傳遞兩個參數(shù)，否則會出現(xiàn)一個語法錯誤。defmysum(x,y): returnx+ymysum(5,4)參數(shù)的類型2.默認值參數(shù)定義時可指定默認值，“形參變量名=參數(shù)值”，當實參沒有值時就用默認值。defdisplay(a=“hello”,b=“world”):print(a+b)#主程序display()#都取默認值輸出：helloworlddisplay(b=“!!!”)#a取默認值輸出：hello!!!display(a=“你好”)#b取默認值輸出：你好worlddisplay(“!!!”)#未指定參數(shù)名，從左到右傳遞匹

配輸出：!!!world參數(shù)的類型3.任意個數(shù)參數(shù)，（元組類型變長參數(shù)傳遞）參數(shù)名稱前面加一個星號“*”，則表示參數(shù)是一個元組類型可變長參數(shù)。需要放在必須復制的參數(shù)之后。例如：d是固定參數(shù)*dtup表示一個元組例5.3帶元組類型變長參數(shù)的函數(shù)調(diào)用示例defprintse_series(d,*dtup):print('必須參數(shù)：',d)iflen(dtup)!=0:print('元組參數(shù)：',end='')foriindtup:print(i,end='')printse_series(10)printse_series(10,20,30,40)運行結(jié)果為：必須參數(shù)：10必須參數(shù)：10元組參數(shù)：203040注意：所有其他類型的形式參數(shù)，必須在可變參數(shù)之前出現(xiàn)。函數(shù)中變量的作用域指在程序中能夠?qū)υ撟兞窟M行讀／寫操作的范圍。變量分為：函數(shù)中定義的變量(Local，簡稱L)嵌套中父級函數(shù)的局部作用域變量(Enclosing,簡稱E)模塊級別定義的全局變量(Global，簡稱G)內(nèi)置模塊中的變量(Built-in,簡稱B)優(yōu)先級由高到低：LEGB。同名變量出現(xiàn)在不同的函數(shù)體中，不相互干擾，能相互訪問；相同命名標識的變量在同一個函數(shù)體中或具有函數(shù)嵌套關系時，按優(yōu)先級進行訪問。函數(shù)中變量的作用域——LEGB例5.6變量作用域測試x=0 #global模塊中定義的全局變量defouter():

x=1 #enclosing局部變量definner():

x=2 #local，函數(shù)中定義的print('local:x=',x) #x=2inner()print('enclosing:x=',x) #x=1outer()print('global:x=',x) #x=0模塊1．標準庫模塊標準庫模塊是Python自帶的函數(shù)模塊，也稱為標準鏈接庫。Python提供了大量的標準庫模塊，實現(xiàn)了很多常見功能，包括數(shù)學運算、字符串處理、操作系統(tǒng)功能、網(wǎng)絡和Internet編程、圖形繪制、圖形用戶界面創(chuàng)建，等等，這些為應用程序開發(fā)提供了強大支持。標準庫模塊并不是Python語言的組成部分，而是由專業(yè)開發(fā)人員預先設計好并隨語言提供給用戶使用的。用戶可以在安裝了標準Python系統(tǒng)的情況下，通過導入命令來使用所需要的模塊。用戶自定義模塊2．用戶自定義模塊用戶自定義一個模塊就是建立一個Python程序文件，其中包括變量、函數(shù)的定義。下面是一個簡單的模塊，程序文件名為support.py。defprint_func(par): print("Hello:",par)一個Python程序可通過導入一個模塊而讀取這個模塊的內(nèi)容。import模塊名1[,模塊名2[……,模塊名n]]例如：importsupport#導入模塊support.print_func(“Brenden”)#調(diào)用模塊函數(shù)自定義模塊應用例5.11創(chuàng)建一個fibo.py模塊，其中包含兩個求Fibonacci數(shù)列的函數(shù)，然后導入該模塊并調(diào)用其中的函數(shù)。創(chuàng)建一個fibo.py模塊。deffib1(n):a,b=0,1whileb<n:print(b,end='')a,b=b,a+bprint()deffib2(n):a1,b1=0,1result=[]whileb1<n:result.append(b1)a1,b1=b1,a1+b1returnresult模塊中函數(shù)使用importfibo.pyfibo.fib1(1000)結(jié)果：1123581321345589144233377610987fibo.fib2(100)結(jié)果：[1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89]Python程序結(jié)構Python程序：一個或多個程序文件，每個程序文件就是一個.py源程序文件。一個主程序+多個模塊組成。（模塊也是程序）主程序定義了程序的主控流程，是執(zhí)行程序時的啟動文件，屬于頂層文件。模塊則是函數(shù)庫，相當于子程序。模塊是用戶自定義函數(shù)的集合體，主程序可以調(diào)用模塊中定義的函數(shù)來完成應用程序的功能，還可以調(diào)用標準庫模塊，同時模塊也可以調(diào)用其他模塊或標準庫模塊定義的函數(shù)。Python程序結(jié)構示例假設一個由三個程序文件a.py、b.py和c.py組成的Python程序結(jié)構，其中a.py是主程序，b.py和c.py是模塊。a調(diào)用b、c，c調(diào)用b。程序從a開始執(zhí)行。importmathdefhello(person): print("Hello",person)defbye(person): print("Bye",person)defdisp(r): print(math.pi*r*r)importb,cb.hello("Jack")b.bye("Jack")c.show(10)importbdefshow(n):b.disp(n)模塊b模塊c主程序a函數(shù)&模塊應用舉例分析：定義一個函數(shù)求累加項，循環(huán)控制累加100次。程序如下：defmy_fun(n,m):t=0foriinrange(1,n+1):t+=i**mreturnts=my_fun(100,1)+my_fun(50,2)+my_fun(10,-1)print(s)

例5.14設計一個程序，求同時滿足下列兩個條件的分數(shù)x的個數(shù)：(1)1/6<x<1/5(2)x的分子、分母都是素數(shù)且分母是2位數(shù)。分析：設x=m/n，根據(jù)條件(2)，有10≤n≤99；根據(jù)條件(1)，有5m≤n≤6m，并且n、m均為素數(shù)。用窮舉法來求解這個問題，并設計一個函數(shù)來判斷一個數(shù)是否為素數(shù)，若是素數(shù)則返回值True，否則為False。函數(shù)&模塊應用舉例frommathimport*defisprime(n):forjinrange(2,int(sqrt(n)+1)):ifn%j==0:returnFalsebreakreturnTruedefmain():count=0forninrange(11,100):ifisprime(n):