Python基础（21）——Python函数实战、递归、lambda、高阶函数
文章目录
- Python基础（21）——Python函数实战、递归、lambda、高阶函数
- 目标
- 一. 应用：学员管理系统
- 1.1 系统简介
- 1.2 步骤分析
- 1.3 需求实现
- 1.3.1 显示功能界面
- 1.3.2 用户输入序号，选择功能
- 1.3.3 根据用户选择，执行不同的功能
- 1.3.4 定义不同功能的函数
- 1.3.4.1 添加学员
- 1.3.4.2 删除学员
- 1.3.4.3 修改学员信息
- 1.3.4.4 查询学员信息
- 1.3.4.5 显示所有学员信息
- 1.3.4.6 退出系统
- 二. 递归
- 2.1 递归的应用场景
- 2.1.1 递归的特点
- 2.2 应用：3以内数字累加和
- 三. lambda 表达式
- 3.1 lambda的应用场景
- 3.2 lambda语法
- 快速入门
- 3.3 示例：计算a + b
- 3.3.1 函数实现
- 3.3.2 lambda实现
- 3.4 lambda的参数形式
- 3.4.1.无参数
- 3.4.2.一个参数
- 3.4.3.默认参数
- 3.4.4.可变参数：*args
- 3.4.5.可变参数：**kwargs
- 3.5 lambda的应用
- 3.5.1. 带判断的lambda
- 3.5.2. 列表数据按字典key的值排序
- 四. 高阶函数
- 4.1 体验高阶函数
- 4.2 内置高阶函数
- 4.2.1 map()
- 4.2.2 reduce()
- 4.2.3 filter()
- 五. 总结
目标
- 应用：学员管理系统
- 递归
- lambda 表达式
- 高阶函数
一. 应用：学员管理系统
1.1 系统简介
需求：进入系统显示系统功能界面，功能如下：
- 1、添加学员
- 2、删除学员
- 3、修改学员信息
- 4、查询学员信息
- 5、显示所有学员信息
- 6、退出系统
系统共6个功能，用户根据自己需求选取。
1.2 步骤分析
-
显示功能界面
-
用户输入功能序号
-
根据用户输入的功能序号，执行不同的功能(函数)
3.1 定义函数
3.2 调用函数
1.3 需求实现
1.3.1 显示功能界面
定义函数print_info，负责显示系统功能。
def print_info():print('-' * 20)print('欢迎登录学员管理系统')print('1: 添加学员')print('2: 删除学员')print('3: 修改学员信息')print('4: 查询学员信息')print('5: 显示所有学员信息')print('6: 退出系统')print('-' * 20)print_info()
1.3.2 用户输入序号，选择功能
user_num = input('请选择您需要的功能序号：')
1.3.3 根据用户选择，执行不同的功能
if user_num == '1':print('添加学员')
elif user_num == '2':print('删除学员')
elif user_num == '3':print('修改学员信息')
elif user_num == '4':print('查询学员信息')
elif user_num == '5':print('显示所有学员信息')
elif user_num == '6':print('退出系统')
while True:# 1. 显示功能界面print_info()# 2. 用户选择功能user_num = input('请选择您需要的功能序号：')# 3. 根据用户选择，执行不同的功能if user_num == '1':print('添加学员')elif user_num == '2':print('删除学员')elif user_num == '3':print('修改学员信息')elif user_num == '4':print('查询学员信息')elif user_num == '5':print('显示所有学员信息')elif user_num == '6':print('退出系统')else:print('输入错误，请重新输入!!!')
1.3.4 定义不同功能的函数
所有功能函数都是操作学员信息，所有存储所有学员信息应该是一个全局变量，数据类型为列表。
info = []
1.3.4.1 添加学员
- 需求分析
-
接收用户输入学员信息，并保存
-
判断是否添加学员信息
2.1 如果学员姓名已经存在，则报错提示
2.2 如果学员姓名不存在，则准备空字典，将用户输入的数据追加到字典，再列表追加字典数据
-
对应的if条件成立的位置调用该函数
- 代码实现
def add_info():""" 添加学员 """# 接收用户输入学员信息new_id = input('请输入学号：')new_name = input('请输入姓名：')new_tel = input('请输入手机号：')# 声明info是全局变量global info# 检测用户输入的姓名是否存在，存在则报错提示for i in info:if new_name == i['name']:print('该用户已经存在！')return# 如果用户输入的姓名不存在，则添加该学员信息info_dict = {}# 将用户输入的数据追加到字典info_dict['id'] = new_idinfo_dict['name'] = new_nameinfo_dict['tel'] = new_tel# 将这个学员的字典数据追加到列表info.append(info_dict)print(info)
1.3.4.2 删除学员
- 需求分析
按用户输入的学员姓名进行删除
-
用户输入目标学员姓名
-
检查这个学员是否存在
2.1 如果存在，则列表删除这个数据
2.2 如果不存在，则提示“该用户不存在”
-
对应的if条件成立的位置调用该函数
- 代码实现
# 删除学员
def del_info():"""删除学员"""# 1. 用户输入要删除的学员的姓名del_name = input('请输入要删除的学员的姓名：')global info# 2. 判断学员是否存在:如果输入的姓名存在则删除，否则报错提示for i in info:if del_name == i['name']:info.remove(i)breakelse:print('该学员不存在')print(info)
1.3.4.3 修改学员信息
- 需求分析
-
用户输入目标学员姓名
-
检查这个学员是否存在
2.1 如果存在，则修改这位学员的信息，例如手机号
2.2 如果不存在，则报错
-
对应的if条件成立的位置调用该函数
- 代码实现
# 修改函数
def modify_info():"""修改函数"""# 1. 用户输入要修改的学员的姓名modify_name = input('请输入要修改的学员的姓名：')global info# 2. 判断学员是否存在：如果输入的姓名存在则修改手机号，否则报错提示for i in info:if modify_name == i ['name']:i['tel'] = input('请输入新的手机号：')breakelse:print('该学员不存在')print(info)
1.3.4.4 查询学员信息
- 需求分析
-
用户输入目标学员姓名
-
检查学员是否存在
2.1 如果存在，则显示这个学员的信息
2.2 如果不存在，则报错提示
-
对应的if条件成立的位置调用该函数
- 代码实现
# 查询学员
def search_info():"""查询学员"""# 1. 输入要查找的学员姓名：search_name = input('请输入要查找的学员姓名：')global info# 2. 判断学员是否存在：如果输入的姓名存在则显示这位学员信息，否则报错提示for i in info:if search_name == i['name']:print('查找到的学员信息如下：----------')print(f"该学员的学号是{i['id']}, 姓名是{i['name']}, 手机号是{i['tel']}")breakelse:print('该学员不存在')
1.3.4.5 显示所有学员信息
- 需求分析
打印所有学员信息
- 代码实现
# 显示所有学员信息
def print_all():""" 显示所有学员信息 """print('学号\t姓名\t手机号')for i in info:print(f'{i["id"]}\t{i["name"]}\t{i["tel"]}')
1.3.4.6 退出系统
在用户输入功能序号6的时候要退出系统，代码如下：
......elif user_num == '6':exit_flag = input('确定要退出吗？yes or no')if exit_flag == 'yes':break
二. 递归
2.1 递归的应用场景
递归是一种编程思想，应用场景：
- 在我们日常开发中，如果要遍历一个文件夹下面所有的文件，通常会使用递归来实现；
- 在后续的算法课程中，很多算法都离不开递归，例如：快速排序。
2.1.1 递归的特点
- 函数内部自己调用自己
- 必须有出口
2.2 应用：3以内数字累加和
- 代码
# 3 + 2 + 1
def sum_numbers(num):# 1.如果是1，直接返回1 -- 出口if num == 1:return 1# 2.如果不是1，重复执行累加并返回结果return num + sum_numbers(num-1)sum_result = sum_numbers(3)
# 输出结果为6
print(sum_result)
- 执行结果
三. lambda 表达式
3.1 lambda的应用场景
如果一个函数有一个返回值，并且只有一句代码，可以使用 lambda简化。
3.2 lambda语法
lambda 参数列表 ： 表达式
- lambda表达式的参数可有可无，函数的参数在lambda表达式中完全适用。
- lambda表达式能接收任何数量的参数但只能返回一个表达式的值。
快速入门
# 函数
def fn1():return 200print(fn1)
print(fn1())# lambda表达式
fn2 = lambda: 100
print(fn2)
print(fn2())
3.3 示例：计算a + b
3.3.1 函数实现
def add(a, b):return a + bresult = add(1, 2)
print(result)
3.3.2 lambda实现
fn1 = lambda a, b: a + b
print(fn1(1, 2))
3.4 lambda的参数形式
3.4.1.无参数
fn1 = lambda: 100
print(fn1())
3.4.2.一个参数
fn1 = lambda a: a
print(fn1('hello world'))
3.4.3.默认参数
fn1 = lambda a, b, c=100: a + b + c
print(fn1(10, 20))
3.4.4.可变参数：*args
fn1 = lambda *args: args
print(fn1(10, 20, 30))
3.4.5.可变参数：**kwargs
fn1 = lambda **kwargs: kwargs
print(fn1(name='python', age=20))
3.5 lambda的应用
3.5.1. 带判断的lambda
fn1 = lambda a, b: a if a > b else b
print(fn1(1000, 500))
3.5.2. 列表数据按字典key的值排序
students = [{'name': 'TOM', 'age': 20},{'name': 'ROSE', 'age': 19},{'name': 'Jack', 'age': 22}
]# 按name值升序排列
students.sort(key=lambda x: x['name'])
print(students)# 按name值降序排列
students.sort(key=lambda x: x['name'], reverse=True)
print(students)# 按age值升序排列
students.sort(key=lambda x: x['age'])
print(students)
四. 高阶函数
把函数作为参数传入，这样的函数称为高阶函数，高阶函数是函数式编程的体现。函数式编程就是指这种高度抽象的编程范式。
4.1 体验高阶函数
在Python中，abs()函数可以完成对数字求绝对值计算。
abs(-10) # 10
round()函数可以完成对数字的四舍五入计算。
round(1.2) # 1
round(1.9) # 2
需求：任意两个数字，按照指定要求整理数字后再进行求和计算。
- 方法1
def add_num(a, b):return abs(a) + abs(b)result = add_num(-1, 2)
print(result) # 3
- 方法2
def sum_num(a, b, f):return f(a) + f(b)result = sum_num(-1, 2, abs)
print(result) # 3
函数式编程大量使用函数，减少了代码的重复，因此程序比较短，开发速度较快。
4.2 内置高阶函数
4.2.1 map()
map(func, lst)，将传入的函数变量func作用到lst变量的每个元素中，并将结果组成新的列表(Python2)/迭代器(Python3)返回。
需求：计算list1序列中各个数字的2次方。
list1 = [1, 2, 3, 4, 5]def func(x):return x ** 2result = map(func, list1)print(result) # <map object at 0x0000013769653198>
print(list(result)) # [1, 4, 9, 16, 25]
4.2.2 reduce()
reduce(func，lst)，其中func必须有两个参数。每次func计算的结果继续和序列的下一个元素做累积计算。
需求：计算list1序列中各个数字的累加和。
import functoolslist1 = [1, 2, 3, 4, 5]def func(a, b):return a + bresult = functools.reduce(func, list1)print(result) # 15
4.2.3 filter()
filter(func, lst)函数用于过滤序列, 过滤掉不符合条件的元素, 返回一个 filter 对象。如果要转换为列表, 可以使用 list() 来转换。
list1 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]def func(x):return x % 2 == 0result = filter(func, list1)print(result) # <filter object at 0x0000017AF9DC3198>
print(list(result)) # [2, 4, 6, 8, 10]
五. 总结
-
递归
- 函数内部自己调用自己
- 必须有出口
-
lambda
- 语法
lambda 参数列表: 表达式-
lambda的参数形式
- 无参数
lambda: 表达式- 一个参数
lambda 参数: 表达式- 默认参数
lambda key=value: 表达式- 不定长位置参数
lambda *args: 表达式- 不定长关键字参数
lambda **kwargs: 表达式
-
高阶函数
- 作用：把函数作为参数传入，化简代码
- 内置高阶函数
- map()
- reduce()
- filter()
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