十一 Python之函数加强

其他 2021-04-03 10:02:09 阅读次数: 0

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：

  • 添加学员
  • 删除学员
  • 修改学员信息
  • 查询学员信息
  • 显示所有学员信息
  • 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

  1. 显示功能界⾯
  2. ⽤户输⼊功能序号
  3. 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')

⼯作中，需要根据实际需求调优代码。

  1. ⽤户选择系统功能的代码需要循环使⽤，直到⽤户主动退出系统。
  2. 如果⽤户输⼊1-6以外的数字，需要提示⽤户。
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
  1. 接收⽤户输⼊学员信息，并保存
  2. 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，在列表追加字典数据
  3. 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_id
	info_dict['name'] = new_name
	info_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
    按⽤户输⼊的学员学号进⾏删除
  1. ⽤户输⼊⽬标学员学号
  2. 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，则报错，并重新输⼊
  3. 对应的if条件成⽴的位置调⽤该函数
  • 代码实现
def del_info():
	""" 删除学员 """
	while True:
		del_id = int(input('请输⼊要删除的学员学号：'))
		global info
		# 检查学员是否存在
		# 如果存在则删除列表指定下标的数据
		if 0 <= del_id < len(info):
			del_flag = input('确定要删除吗？yes or no')
			if del_flag == 'yes':
				del info[del_id]
			print(info)
			# 删除了⽬标学员信息后退出循环
			break
		else:
			print('输⼊学员有误，请重新输⼊')

1.3.4.3 修改学员信息

  • 需求分析
  1. ⽤户输⼊⽬标学员学号
  2. 检查这个学员是否存在
    2.1 如果存在，显示此学员信息，并供⽤户输⼊新的信息
    2.2 如果不存在，则报错，并重新输⼊
  3. 对应的if条件成⽴的位置调⽤该函数
  • 代码实现
def modify_info():
	""" 修改学员信息 """
	while True:
		# ⽤户输⼊要修改的学员学号
		modify_num = int(input('请输⼊要修改的学员学号：'))
		
		global info

		# 检查这个学员是否存在，存在则打印学员信息，并按⽤户输⼊修改
		if 0 <= modify_num < len(info):
			print(f'该学员学号是{
    
    info[modify_num]["id"]}, 姓名是{
    
    info[modify_num]
			["name"]}, ⼿机号是{
    
    info[modify_num]["tel"]}')
			info[modify_num]["id"] = input('请输⼊学号:')
			info[modify_num]["name"] = input('请输⼊姓名:')
			info[modify_num]["tel"] = input('请输⼊⼿机号:')
			print(info)
			break
		else:
			print('输⼊学员有误，请重新输⼊')

1.3.4.4 查询学员信息

  • 需求分析
  1. ⽤户输⼊⽬标学员姓名
  2. 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
  3. 对应的if条件成⽴的位置调⽤该函数
  • 代码实现
def search_info():
	""" 查询学员信息 """
	search_name = input('请输⼊要查找的学员姓名：')
	for i in info:
		if search_name == i['name']:
			print('*** 查询到信息如下 ***')
			print(f'该学员学号是{i["id"]}, 姓名是{i["name"]}, ⼿机号是{i["tel"]}')
			break
	else:
		print('查⽆此⼈......')

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：

  1. 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；
  2. 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:
	result = num + sum_numbers(num-1)
	# 3.返回累加结果
	return result
	
sum_result = sum_numbers(3)
# 输出结果为6
print(sum_result)
  • 执行结果
    在这里插入图片描述

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

注意

  • 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函数能接收任何数量的参数但只能返回⼀个表达式的值

快速⼊⻔

# 函数
def fn1():
	return 200
print(fn1)
print(fn1())

# lambda表达式
fn2 = lambda: 100
print(fn2)
print(fn2())

注意：直接打印lambda表达式，输出的是此lambda的内存地址

3.3 示例：计算a + b

3.3.1 函数实现

def add(a, b):
	return a + b
	
result = add(1, 2)
print(result)

思考：需求简单，是否代码多？

3.3.2 lambda实现

print((lambda a, b: a + b)(1, 2))

3.4 lambda的参数形式

3.4.1 ⽆参数

1 print((lambda: 100)())

3.4.2.⼀个参数

print((lambda a: a)('hello world'))

3.4.3.默认参数

print((lambda a, b, c=100: a + b + c)(10, 20))

3.4.4.可变参数：**args

print((lambda *args: args)(10, 20, 30))

注意：这⾥的可变参数传⼊到lambda之后，返回值为元组。

3.4.5.可变参数：**kwargs

print((lambda **kwargs: kwargs)(name='python', age=20))

3.5 lambda的应⽤

3.5.1. 带判断的lambda

print((lambda a, b: a if a > b else b)(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

需求：⼀个函数完成计算任意两个数字的绝对值之和。
在Python中， abs() 函数可以完成对数字求绝对值计算。

abs(-10) # 10
  • 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

注意：两种⽅法对⽐之后，发现，⽅法2的代码会更加简洁。

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 ** 2
	
result = map(func, list1)

print(result) # <map object at 0x0000013769653198>
print(list(result)) # [1, 4, 9, 16, 25]

4.2.2 reduce()

reduce(func(x,y)，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。

注意：reduce()传⼊的参数func必须接受2个参数。

需求：计算 list1 序列中各个数字的累加和。

import functools
list1 = [1, 2, 3, 4, 5]
def func(a, b):
	return a + b

result = 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 == 0

result = filter(func, list1)
print(result) # <filter object at 0x0000017AF9DC3198>
print(list(result)) # [2, 4, 6, 8, 10]

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