python函数高级用法教程

一.函数 1.1 调用函数：

Python内置了很多有用的函数，我们可以直接调用。要调用一个函数，需要知道函数的名称和参数，比如求绝对值的函数abs，只有一个参数。

也可以在交互式命令行通过help(abs)查看abs函数的帮助信息

1.2 定义函数

定义一个函数要使用def语句，依次写出函数名、括号、括号中的参数和冒号:，然后，在缩进块中编写函数体，函数的返回值用return语句返回。

如何导入外部的一个定义函数

1.2.1 返回值

Python 可以通过调用一个方法返回多个值，但这是一种假象，因为python返回值是一个tuple！在语法上，返回一个tuple可以省略括号，而多个变量可以同时接收一个tuple，按位置赋给对应的值，所以，Python的函数返回多值其实就是返回一个tuple，但写起来更方便。

1.2.2 可变参数

Python函数中，还可以定义可变参数。可变参数就是传入的参数个数是可变的

eg.首先我们必须确定输入的参数。由于参数个数不确定，我们首先想到可以把a，b，c……作为一个list或tuple传进来，这样，函数可以定义如下：

调用calctotal (numbers) ，可以看做是一个参数，这个参数是一个list 或者tuple(元组)

下面修改为可变参数

关键字参数 ：

可变参数允许你传入0个或任意个参数，这些可变参数在函数调用时自动组装为一个tuple。而关键字参数允许你传入0个或任意个含参数名的参数，这些关键字参数在函数内部自动组装为一个dict。

关键字参数有什么用？它可以扩展函数的功能。比如，在person函数里，我们保证能接收到name和age这两个参数，但是，如果调用者愿意提供更多的参数，我们也能收到。试想你正在做一个用户注册的功能，除了用户名和年龄是必填项外，其他都是可选项，利用关键字参数来定义这个函数就能满足注册的需求。和可变参数类似，也可以先组装出一个dict，然后，把该dict转换为关键字参数传进去：

定义这样一个关键字参数：

1.2.3 递归函数

注意：使用递归函数的优点是逻辑简单清晰，缺点是过深的调用会导致栈溢出。针对尾递归优化的语言可以通过尾递归防止栈溢出。尾递归事实上和循环是等价的，没有循环语句的编程语言只能通过尾递归实现循环。Python标准的解释器没有针对尾递归做优化，任何递归函数都存在栈溢出的问题。

二.python 的高级特性 2.1 切片

看下面一段代码

下面来看切片的一些常用写法

切片的定义：

s = [start ：end ： step]

注意：步进值为step

当step > 0 时

切片从 start(含start)处开始，到end（不含end）处结束，**从左往右**，每隔（step-1）（索引之间的差仍为step，但相隔的元素是step-1个）个元素进行一次截取。

这时，start 指向的位置应该在end指向的位置的左边，否则返回值为空

当step < 0 时

切片从 start(含start)处开始，到end（不含end）处结束，**从右往左**，每隔（step-1）（索引之间的差仍为step，但相隔的元素是step-1个）个元素进行一次截取。

这时，start 指向的位置应该在end指向的位置的右边，否则返回值为空

2.2 迭代

对于给定一个list或tuple，我们可以通过for循环来遍历这个list或tuple，这种遍历我们称为迭代（Iteration）。当我们使用for循环时，只要作用于一个可迭代对象，for循环就可以正常运行，而我们不太关心该对象究竟是list还是其他数据类型。那么，如何判断一个对象是可迭代对象呢？方法是通过collections模块的Iterable类型判断

2.3 列表生产式

举个例子，要生成list[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]可以用list(range(1, 11))：

但如果要生成[1x1, 2x2, 3x3, ..., 10x10]怎么做？方法一是循环：

有没有什么简单的方法呢，那当然是使用python的列表生产式，一句代码搞定

双层循环

2.4 生成器

通过列表生成式，我们可以直接创建一个列表。但是，受到内存限制，列表容量肯定是有限的。绝大多数元素占用的空间浪费严重。所以，如果列表元素可以按照某种算法推算出来，那我们是否可以在循环的过程中不断推算出后续的元素呢？这样就不必创建完整的list，从而节省大量的空间。在Python中，这种一边循环一边计算的机制，称为生成器：generator。要创建一个generator，有很多种方法。第一种方法很简单，只要把一个列表生成式的[]改成()，就创建了一个generator：使用for循环可以遍历一个generator，因为generator也是可迭代对象：

generator和函数的执行流程不一样。函数是顺序执行，遇到return语句或者最后一行函数语句就返回。而变成generator的函数，在每次调用next()的时候执行，遇到yield语句返回，再次执行时从上次返回的yield语句处继续执行。

试着使用生成器输出杨辉三角的前10行

注：普通函数和generator生成器的区别：

1.普通函数调用直接返回结果，generator函数的调用，返回一个generator对象；（调用generator时可以先创建一个对象，再用next()方法不断获得下一个返回值，但实际中通常用for循环实现）

2.generator在执行过程中，遇到yield就中断，下次又继续执行

2.5 迭代器

可以直接作用于for循环的数据类型有以下几种： 一类是集合数据类型，如list、tuple、dict、set、str等；一类是generator，包括生成器和带yield的generator function。这些可以直接作用于for循环的对象统称为可迭代对象：Iterable。可以使用isinstance()判断一个对象是否是Iterable对象。

凡是可作用于for循环的对象都是Iterable类型；凡是可作用于next()函数的对象都是Iterator类型，它们表示一个惰性计算的序列；集合数据类型如list、dict、str等是Iterable但不是Iterator，不过可以通过iter()函数获得一个Iterator对象。Python的for循环本质上就是通过不断调用next()函数实现的

三.高阶函数 3.1 map和reduce函数

3.1.1从参数方面：

map()函数：

map()包含两个参数，第一个是参数是一个函数，第二个是序列（列表或元组）。其中，函数（即map的第一个参数位置的函数）可以接收一个或多个参数。

reduce()函数：

reduce() 第一个参数是函数，第二个是 序列（列表或元组）。但是，其函数必须接收两个参数。

3.1.2从对传进去的数值作用来讲：

map()是将传入的函数依次作用到序列的每个元素，每个元素都是独自被函数“作用”一次；

reduce()是将传人的函数作用在序列的第一个元素得到结果后，把这个结果继续与下一个元素作用（累积计算），最终结果是所有的元素相互作用的结果。

3.2 filter

Python内建的filter()函数用于过滤序列,看一个打印1000以内素数的选择器

3.3 sorted 函数

3.3.1. sorted()函数就可以对list进行排序

sorted()函数也是一个高阶函数，它还可以接收一个key函数来实现自定义的排序

3.4 装饰器 3.5 偏函数

假设要转换大量的二进制字符串，每次都传入int(x, base=2)非常麻烦，于是，我们想到，可以定义一个int2()的函数，默认把base=2传进去：

四.模块

在Python中，一个.py文件就称之为一个模块（Module），使用模块的最大好处就是提高了代码的可维护性，一个模块编写完毕，可以在其他地方引用，尽量不用命名与python内置模块同名的模块，引入包来避免自定义同名的模块，引入了包以后，只要顶层的包名不与别人冲突，那所有模块都不会与别人冲突。现在，abc.py模块的名字就变成了mycompany.abc，类似的，xyz.py的模块名变成了mycompany.xyz。

请注意，每一个包目录下面都会有一个__init__.py的文件，这个文件是必须存在的，否则，Python就把这个目录当成普通目录，而不是一个包。__init__.py可以是空文件，也可以有Python代码，因为__init__.py本身就是一个模块，而它的模块名就是mycompany。

4.1 使用模块

使用 import 文件名 导入模块 ，可以调用模块内的方法和变量

4.2 作用域

在一个模块中，我们可能会定义很多函数和变量，但有的函数和变量我们希望给别人使用，有的函数和变量我们希望仅仅在模块内部使用。在Python中，是通过_前缀来实现的。

正常的函数和变量名是公开的（public），可以被直接引用，比如：abc，x123，PI等；

类似__xxx__这样的变量是特殊变量，可以被直接引用，但是有特殊用途，比如上面的__author__，__name__就是特殊变量，hello模块定义的文档注释也可以用特殊变量__doc__访问，我们自己的变量一般不要用这种变量名；

类似_xxx和__xxx这样的函数或变量就是非公开的（private），不应该被直接引用，比如_abc，__abc等；

eg : hello.py

calc.py

这样我们调用hello.py 中的计算两数乘积的函数myCalc 而不需要关心它的内部实现,这也是一种非常有用的代码封装和抽象的方法

4.3 安装第三方模块

安装第三方模块，是通过包管理工具pip完成的。 第三方库都会在Python官方的pypi.python.org网站注册，要安装一个第三方库，必须先知道该库的名称，可以在官网或者pypi上搜索，比如Pillow的名称叫Pillow（强大的图片处理库），因此，安装Pillow的命令就是：

pip install Pillow