Python零基础速成班-第5讲-Python函数，Function和Lambda基础
Python零基础速成班-第5讲-Python函数，Function和Lambda基础
学习目标
- Function函数
- Lambda Function函数
- 课后作业（4必做）
友情提示：将下文中代码拷贝到JupyterNotebook中直接执行即可，部分代码需要连续执行。
1、Function 函数
函数的定义：
- 函数是组织好的，可重复使用的，用来实现单一或相关联功能的代码块。
- 函数能提高应用的模块性，和代码的重复利用率。
- 函数可以接受任意数量和类型的输入参数，并返回任意数量和类型的输出结果。
1.1Python中函数的规则：
- 函数代码块以 def 关键词开头，后接函数标识符名称和圆括号()。
- 任何传入参数和自变量必须放在圆括号中间，圆括号之间可以用于定义参数。
- 函数内容以冒号起始，并且缩进。
- return [表达式] 结束函数，选择性地返回一个值给调用方。不带表达式的return相当于返回 None。
- 函数必须经过调用才能运行。
不做任何事情的空函数，pass表示函数不做任何操作
def do_nothing():pass
type(do_nothing)
function
函数只有在调用的时候才会执行
def output():print("hello world!")output()
hello world!
一个没有参数和返回值的函数
def greeting():print("这是一个没有参数和返回值的函数!")a = greeting()
这是一个没有参数和返回值的函数!
没有参数且返回布尔值的函数
def im_handsom():return Trueif im_handsom():print("yes,you are so handsom")
else:print("hehe")
yes,you are so handsom
带有参数但不返回任何内容的函数
def greeting(name):print("hello %s"% name)#调用函数
greeting("Lily")
hello Lily
带有参数和返回值的函数
def greetingwithre(name):return "hello " + nameprint(greetingwithre("Lily"))
hello Lily
1.2 函数的参数
- 参数分为形参（形式参数）和 实参（实际参数）。
- 形参又分为：位置参数、关键字参数、默认参数、可变参数。
- 形参是在定义函数的时候给出的。
- 实参是在调用函数的时候给出的。
1.2.1 Positional Arguments 位置参数
位置参数是指其值按顺序复制到相应的参数中。
def students_info(age1,age2,age3):return {"lily":age1,"adam":age2,"sam":age3}students_info(18,20,25)
{'lily': 18, 'adam': 20, 'sam': 25}
1.2.2 Keyword Arguments 关键字参数
为了避免位置参数混淆，您可以通过相应参数的名称来指定参数，即使顺序与函数中的定义不同，也可以保证参数传入的正确性。
def students_info(age1,age2,age3):return {"lily":age1,"adam":age2,"sam":age3}students_info(age3 = 30,age2 = 20, age1 = 18)
{'lily': 18, 'adam': 20, 'sam': 30}
1.2.3 Default Parameter Values 默认参数
如果调用者不设置参数的传入值，可以为参数设置默认值。
dessert = “pudding”，调用者不设置参数的传入值，则使用默认值。
def menu(wine,entree,dessert = "pudding"):return {"wine":wine,"entree":entree,"dessert":dessert }
menu("mojito","chicken")
{'wine': 'mojito', 'entree': 'chicken', 'dessert': 'pudding'}
如果调用者提供值，则默认值将被覆盖。
调用者设置参数的传入值"cake"，则默认值"pudding"被覆盖。
def menu(wine,entree,dessert = "pudding"):return {"wine":wine,"entree":entree,"dessert":dessert }
menu("mojito","chicken","cake")
{'wine': 'mojito', 'entree': 'chicken', 'dessert': 'cake'}
1.2.4 Gather Positional Arguments with * ，带*号的位置参数
*args实现传入参数以元组（tuple）的形式提供给函数，格式为tuple，多值。
def print_arg(*args):print("positinal args:",args)print_arg(1,2,3,4,4)
positinal args: (1, 2, 3, 4, 4)
函数会自动匹配传入参数，并将剩下的多值变为tuple
def print_requried_args(r1,r2,*a):print("r1:",r1)print("r2:",r2)print("args:",a)print_requried_args(1,2,3,4,5,6,7)
r1: 1
r2: 2
args: (3, 4, 5, 6, 7)
1.2.5 Gather Positional Arguments with ** ，带**号的位置参数
**kwargs实现传入参数以字典（dict）的形式提供给函数，格式为dictionary，键值对多值。
def print_kwargs(**kwargs):print("keywords args:", kwargs)print_kwargs(first = 1, second = 2)
keywords args: {'first': 1, 'second': 2}
函数会自动匹配传入参数，并将剩下的多值变为tuple和dict
def print_all_args(req1,*args,**kwargs):print("required arg1:",req1)print("positional args:",args)print("keyword args:",kwargs)
print_all_args(1,2,3,4,5,name = "Lily",gender = "female")
required arg1: 1
positional args: (2, 3, 4, 5)
keyword args: {'name': 'Lily', 'gender': 'female'}
def print_all_args(req1,option = "choose",*args,**kwargs):print("required arg1:",req1)print("option arg1:",option)print("positional args:",args)print("keyword args:",kwargs)
print_all_args(1,2,3,4,5,name = "linda")
required arg1: 1
option arg1: 2
positional args: (3, 4, 5)
keyword args: {'name': 'linda'}
1.3 函数嵌套
在一个函数中定义了另外一个函数，参数按照先后顺序传入
如下例：square = exp_factory(3)表明n=3，square(2)表明a=2，最后执行2**3
def exp_factory(n):def exp(a):return a**nreturn expsquare = exp_factory(3)
square(2)
8
exp_factory(2)(3)表明先传入参数2，即n=2，后传入3，即a=3，最后执行3**2
def exp_factory(n):def exp(a):return a**nreturn expexp_factory(2)(3)
9
1.4 函数作用域
1.局部变量
在函数内部定义的变量，只在函数内部起作用，函数执行结束后变量会自动删除。
2.全局变量
与局部变量对应，全局变量为能够作用于函数外的变量。进阶提示：
全局变量主要有以下两种：
如果一个函数在函数体外定义，那么不仅仅在函数外可以访问到，在函数内部也可以访问到。
如果一个变量在函数体内部定义，并且是以global关键字修饰后，该变量也就成为全局变量函数体外也可以访问此变量。
局部变量，仅作用于函数内部
a=1
def fun():a=5print(a)print(a)
fun()
1
5
加入globe关键字后变为全局变量
a=1
def fun1():global aa=5print(a)fun1()
print(a)
5
5
1.5类型注解提示
name:str 传入参数类型
->str 返回值类型
def funtips(name : str) -> str: return "Hello " + name
funtips("Tom")
'Hello Tom'
也可以直接说明传入参数类型和函数返回类型
def funtips1(num:"传入数字",n:"传入数字的几次方") -> "返回数字的n次方": return num**n
funtips1(5,3)
125
2、Lambda函数
Lambda函数，即Lambda 表达式(lambda expression)，是一个匿名函数（不存在函数名的函数），lambda和普通的Function函数相比，就是省去了函数名称而已。
我们可以把Lambda理解为小号精简版的Function函数，它有如下优点：
- 使用Python写一些执行脚本时，使用lambda可以省去定义函数的过程，让代码更加精简。
- 对于一些抽象的，不会别的地方再复用的函数，有时候给函数起个名字也是个难题，使用lambda不需要考虑命名的问题。
- 使用lambda在某些时候让代码更容易理解。
double = lambda a:a*2
double(2)
4
[2]为数组中第几个lambda函数 (2)为函数传入值x
many_function = [lambda x: x**2,lambda x: x**3,lambda x: x**4,
]
many_function[2](2)
16
[1]为字典中key值为1的lambda函数 (6)为函数传入值x
many_function_dict = { 1: lambda x: x**2,2: lambda x: x**3,3: lambda x: x**4
}
many_function_dict[1](6)
36
**x实现传入参数以字典（dict）的形式提供给函数，格式为dictionary，键值对多值。
double = lambda **x: print(x)
double(a=1,b=2,c="good")
{'a': 1, 'b': 2, 'c': 'good'}
*x实现传入参数以元组（tuple）的形式提供给函数，格式为tuple，多值。
double = lambda *x: print(x)
double("a","b","c",1,2)
('a', 'b', 'c', 1, 2)
2.1 filter()
filter() 函数用于过滤序列，过滤掉不符合条件的元素，返回由符合条件元素组成的新数组。
进阶提示：filter( )返回值为list数组，可以用list( )方法接收。
下例为从my_list数组中筛选偶数并返回成新数组
my_list = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
new_list = list(filter(lambda x:x%2 == 0, my_list))
new_list
[2, 4, 6, 8]
从1-11中筛选奇数并返回成新数组list3
list2 = [i for i in range(11)]
list3 = list((filter(lambda x:x%2 == 1,list2)))
list3
[1, 3, 5, 7, 9]
延申应用，从原数组中选取偶数并生成新数组，我们这里使用Numpy生成一个新数组[0,1,2,3…29]
import numpy as np
numlist = np.arange(30)
[i for i in numlist if i%2 == 0]
[0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28]
以上语法等同于下例通过循环的方式来筛选偶数，明显比下例要简洁
new_list = []
for i in numlist:if i%2 == 0:new_list.append(i)
new_list
[0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28]
快速过滤以下数组中长度小于1的(在爬虫数据处理中很有用)
strlist=["!","我的","明","家乡在","人","。","今","北京"]
[word for word in strlist if len(word) > 1]
['我的', '家乡在', '北京']
2.2 map()
map()会根据提供的函数对指定序列做映射，它接收一个函数 f 和一个 list，并通过把函数 f 依次作用在 list 的每个元素上，得到一个新的 list 并返回。
map(function_to_apply,list_of_inputs)
进阶提示：map( )返回值为list数组，可以用list( )方法接收。
items = [1,2,4,6,7]
squared = []
for i in items:squared.append(i**2)
squared
[1, 4, 16, 36, 49]
使用map函数快速实现将数组所有元素做2次方操作
items = [1,2,4,6,7]
squared = list(map(lambda x: x**2, items))
squared
[1, 4, 16, 36, 49]
进阶方法，也可以使用Numpy快速实现
import numpy as np
squared1 = np.array([1,2,4,6,7])**2
print(squared1)
[ 1 4 16 36 49]
设置体重、身高、年龄三个数组，分别带入函数basic_metabolic_rate_female中，计算女生基础代谢率，保留2位小数
def basic_metabolic_rate_female(weight,height,age):return ("%.2f" %(661+9.6*weight+1.72*height-4.7*age))
weightl = [67,57,67]
height1 = [1.67,1.67,1.67]
age1 = [31,31,21]bmr = map(basic_metabolic_rate_female,weightl,height1,age1)
list(bmr)
['1161.37', '1065.37', '1208.37']
使用map加lambda语法，快速实现上述功能
weightl = [67,57,67]
he1 = [1.67,1.67,1.67]
age1 = [31,31,21]
basic_metabolic_rate = list(map(lambda w,h,a:"%.2f" %(661+9.6*w+1.72*h-4.7*a),weightl,he1,age1))
basic_metabolic_rate
['1161.37', '1065.37', '1208.37']
可以将函数写入数组中，用map函数实现多个函数同时执行效果
def multiply1(x):return x*x
def add1(x):return x+xfunc1 = [multiply1,add1]for i in range(5):print("i =",i)values = list( map(lambda x:x(i),func1) )print(values)
i = 0
[0, 0]
i = 1
[1, 2]
i = 2
[4, 4]
i = 3
[9, 6]
i = 4
[16, 8]
2.3Reduce
reduce() 函数会对参数序列中元素进行累积。
函数将一个数据集合（链表，元组等）中的所有数据进行下列操作：用传给 reduce 中的函数 function（有两个参数）先对集合中的第 1、2 个元素进行操作，得到的结果再与第三个数据用 function 函数运算，最后得到一个结果。
reduce(function, iterable[, initializer])
返回x+y，即依次将数组内的元素相加
from functools import reduce
reduce(lambda x,y: x+y, [1,11,22,33,44])
111
sum([1,11,22,33,44])
111
a,b: a if (a>b) else b，即依次循环求该数组最大值
max_num = lambda a,b: a if (a>b) else b
reduce(max_num,[1,4,6,-1,111,90])
111
3、课后作业，答案在下一讲
1、编写一个名为make_shirt() 的函数，传入参数为size+logo(默认值是"ilovechina")，这个函数应打印一个句子，说明T恤的尺码和字样。使用位置形参或关键字形参分别调用该函数。
您的代码：
2、已知一个数列：1、1、2、3、5、8、13、……，其规律为从第3项开始，每一项都等于其前两项的和，这个数列就是斐波那契数列。请求出符合斐波那契数列规律的第(27)项的值。
您的代码：
3、通过lambda和map方法设计一个男女宝宝身高预测计算器，公式为
女：(男+女)2女：\frac{(男+女)}{2}女：2(男+女)
男：(男+女)2∗1.08男：\frac{(男+女)}{2}*1.08男：2(男+女)∗1.08
并为以下组合计算宝宝预测身高(假设男宝宝1，女0)：性别[1,0,1,0]父亲身高[175,180,172,178]母亲身高[160,165,159,162] 。
您的代码：
4、通过lambda和reduce的方法设计一个程序寻找随机数组(20个0~100)中的最小值。
您的代码：
4、上一讲Python零基础速成班-第4讲-Python基础(下)，结构语句、循环 课后作业及答案
1、做一个简单的猜数字游戏(0-30内)， 随机生成一个数字，给5次机会猜中，猜大猜小均有提示，5次机会后，游戏宣布结束。
import random
stery = random.randint(0,30)
times= 5
for i in range(1,times+1):userinput = int(input("Please enter a number between 0~30:\n>>>"))if userinput == stery:print("Great,you are right,the number is %s!" % stery)break elif userinput > stery:print("Your input is too big!\nYour have %s times left,Good luck!" %(times-i))else:print("Your input is too small!\nYour have %s times left,Good luck!" %(times-i))
print("Game Over...")
Please enter a number between 0~30:
>>>15
Your input is too small!
Your have 4 times left,Good luck!
Please enter a number between 0~30:
>>>22
Great,you are right,the number is 22!
Game Over...
2、统计"I have a dream that one day this nation will rise up and live out the true meaning of its creed: We hold these truths to be self-evident, that all men are created equal." 每个英文字符出现的次数
str = "I have a dream that one day this nation will rise up and live out the true meaning of its creed: We hold these truths to be self-evident, that all men are created equal."
print({i:str.count(i) for i in set(str)})
{'m': 3, 'w': 1, 'c': 2, ':': 1, 'n': 8, 'b': 1, 'q': 1, '-': 1, 'e': 22, 'l': 8, 'd': 7, ',': 1, 'i': 8, ' ': 33, 'r': 7, 'W': 1, 'v': 3, '.': 1, 'p': 1, 'g': 1, 'y': 1, 'h': 8, 's': 6, 'f': 2, 'a': 13, 't': 16, 'I': 1, 'o': 6, 'u': 5}
3、打印9*9乘法表
for i in range(1,10):line=""for j in range(1,i+1):line+="{}*{}={} ".format(j,i,j*i)print(line)
1*1=1
1*2=2 2*2=4
1*3=3 2*3=6 3*3=9
1*4=4 2*4=8 3*4=12 4*4=16
1*5=5 2*5=10 3*5=15 4*5=20 5*5=25
1*6=6 2*6=12 3*6=18 4*6=24 5*6=30 6*6=36
1*7=7 2*7=14 3*7=21 4*7=28 5*7=35 6*7=42 7*7=49
1*8=8 2*8=16 3*8=24 4*8=32 5*8=40 6*8=48 7*8=56 8*8=64
1*9=9 2*9=18 3*9=27 4*9=36 5*9=45 6*9=54 7*9=63 8*9=72 9*9=81
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