做网站的优点,cms 网站后台内容管理系统模板,wordpress 支付宝 微信,网站链接到邮箱怎么做函数介绍 函数式编程一等对象的特点作用域#xff08;scope#xff09;全局作用域函数作用域 命名空间#xff08;namespace#xff09;练习实操求阶乘递归函数幂运算函数测试代码 高阶函数接收函数作为参数#xff0c;或者将函数作为返回值的函数是高阶函数将函数作为返回… 函数介绍 函数式编程一等对象的特点作用域scope全局作用域函数作用域 命名空间namespace练习实操求阶乘递归函数幂运算函数测试代码 高阶函数接收函数作为参数或者将函数作为返回值的函数是高阶函数将函数作为返回值返回也是一种高阶函数求多个数的平均值filter()map() sort()sorted()reduce() 练习装饰器创建几个函数 总结 函数式编程
在Python中函数是一等对象。这意味着函数可以像其他对象一样被操作和使用。在函数式编程中我们可以将函数作为参数传递给其他函数将函数赋值给变量甚至将函数作为返回值返回。
一等对象的特点
一等对象一般都会具有以下特点
对象是在运行时创建的。能够赋值给变量或作为数据结构中的元素。能够作为参数传递。能够作为返回值返回。
作用域scope
作用域指的是变量生效的区域。
b 20 # 全局变量def fn():a 10 # a定义在了函数内部所以他的作用域就是函数内部函数外部无法访问print(函数内部,a ,a)print(函数内部,b ,b)# fn() # print(函数外部,a ,a)
# print(函数外部,b ,b)在Python中一共有两种作用域
全局作用域
全局作用域在程序执行时创建在程序执行结束时销毁。所有函数以外的区域都是全局作用域。在全局作用域中定义的变量都属于全局变量全局变量可以在程序的任意位置被访问。
函数作用域
函数作用域在函数调用时创建在调用结束时销毁。函数每调用一次就会产生一个新的函数作用域。在函数作用域中定义的变量都是局部变量它只能在函数内部被访问。
变量的查找
当我们使用变量时会优先在当前作用域中寻找该变量如果有则使用如果没有则继续去上一级作用域中寻找如果有则使用如果依然没有则继续去上一级作用域中寻找以此类推直到找到全局作用域依然没有找到则会抛出异常 NameError: name a is not defined。
def fn2():def fn3():print(fn3中:,a ,a)fn3()# fn2() a 20def fn3():# a 10 # 在函数中为变量赋值时默认都是为局部变量赋值# 如果希望在函数内部修改全局变量则需要使用global关键字来声明变量global a # 声明在函数内部的使用a是全局变量此时再去修改a时就是在修改全局的aa 10 # 修改全局变量print(函数内部,a ,a)# fn3()
# print(函数外部,a ,a)命名空间namespace
命名空间指的是变量存储的位置每一个变量都需要存储到指定的命名空间当中。每一个作用域都会有一个它对应的命名空间。全局命名空间用来保存全局变量。函数命名空间用来保存函数中的变量。命名空间实际上就是一个字典是一个专门用来存储变量的字典。
# locals()用来获取当前作用域的命名空间
# 如果在全局作用域中调用locals()则获取全局命名空间如果在函数作用域中调用locals()则获取函数命名空间
# 返回的是一个字典
scope locals() # 当前命名空间
print(type(scope))
# print(a)
# print(scope[a])
# 向scope中添加一个key-value
scope[c] 1000 # 向字典中添加key-value就相当于在全局中创建了一个变量一般不建议这么做
# print(c)def fn4():a 10# scope locals() # 在函数内部调用locals()会获取到函数的命名空间# scope[b] 20 # 可以通过scope来操作函数的命名空间但是也是不建议这么做# globals() 函数可以用来在任意位置获取全局命名空间global_scope globals()# print(global_scope[a])global_scope[a] 30# print(scope)fn4()练习实操
求阶乘递归函数幂运算函数测试代码
求阶乘
# 创建一个函数可以用来求任意数的阶乘
def factorial(n):该函数用来求任意数的阶乘参数n 要求阶乘的数字# 创建一个变量来保存结果result nfor i in range(1,n):result * ireturn result 递归函数
# 创建一个函数用来检查一个任意的字符串是否是回文字符串如果是返回True否则返回False
def hui_wen(s):该函数用来检查指定的字符串是否回文字符串如果是返回True否则返回False参数s就是要检查的字符串# 基线条件if len(s) 2 :# 字符串的长度小于2则字符串一定是回文return Trueelif s[0] ! s[-1]:# 第一个字符和最后一个字符不相等不是回文字符串return False # 递归条件 return hui_wen(s[1:-1])幂运算函数
# 创建一个函数 power 来为任意数字做幂运算 n ** i
def power(n , i):power()用来为任意的数字做幂运算参数n 要做幂运算的数字i 做幂运算的次数# 基线条件if i 1:# 求1次幂return n# 递归条件return n * power(n , i-1)测试代码
# 求10的阶乘
print(factorial(10))# 检查字符串是否回文
print(hui_wen(abcdefgfedcba))# 对10进行5次幂运算
print(power(10, 5))高阶函数
高阶函数是指满足以下条件之一的函数
接收一个或多个函数作为参数。将函数作为返回值返回。
高阶函数在函数式编程中非常常见。它们使得我们能够更灵活地处理函数将函数作为数据进行操作和传递。
接收函数作为参数或者将函数作为返回值的函数是高阶函数
当我们使用一个函数作为参数时实际上是将指定的代码传递进了目标函数
# 创建一个列表
l [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]# 定义一个函数
# 可以将指定列表中的所有的偶数保存到一个新的列表中返回# 定义一个函数用来检查一个任意的数字是否是偶数
def fn2(i) :if i % 2 0 :return Truereturn False # 这个函数用来检查指定的数字是否大于5
def fn3(i):if i 5 :return True return Falsedef fn(func , lst) :fn()函数可以将指定列表中的所有偶数获取出来并保存到一个新列表中返回参数lst要进行筛选的列表# 创建一个新列表new_list []# 对列表进行筛选for n in lst :# 判断n的奇偶if func(n) :new_list.append(n)# 返回新列表return new_list将函数作为返回值返回也是一种高阶函数
在Python中我们可以将函数作为返回值返回这种函数被称为高阶函数。通过高阶函数我们可以创建一些只有当前函数能访问的变量这种函数称为闭包。
def fn():a 10# 函数内部再定义一个函数def inner():print(我是fn2, a)# 将内部函数inner作为返回值返回 return inner# r是一个函数是调用fn()后返回的函数
# 这个函数实在fn()内部定义并不是全局函数
# 所以这个函数总是能访问到fn()函数内的变量
r fn()在上面的代码中我们定义了一个函数fn()它内部定义了另一个函数inner()然后将inner()函数作为返回值返回。当我们调用fn()函数后会得到一个函数对象r我们可以通过r来调用inner()函数并且inner()函数可以访问到fn()函数内部的变量a。
求多个数的平均值
def make_averager():nums []def averager(n):nums.append(n)return sum(nums)/len(nums)return averageraverager make_averager()print(averager(10))
print(averager(20))
print(averager(30))
print(averager(40))在上面的代码中我们定义了一个函数make_averager()它返回了一个内部函数averager()。通过调用make_averager()函数我们可以得到一个计算平均值的闭包averager。每次调用averager()函数时我们将一个数值添加到列表nums中并返回当前所有数值的平均值。
我们可以多次调用averager()函数来计算不同数值序列的平均值由于闭包的特性它会记住之前的所有数值从而得到正确的平均值。
filter()
filter()可以从序列中过滤出符合条件的元素保存到一个新的序列中 参数
函数根据该函数来过滤序列可迭代的结构需要过滤的序列可迭代的结构 返回值 过滤后的新序列可迭代的结构
def fn4(i):return i % 3 0r filter(lambda i : i 5 , l)map()
map()函数可以对可迭代对象中的所有元素做指定的操作然后将其添加到一个新的对象中返回
l [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
r map(lambda i : i ** 2 , l)sort()
该方法用来对列表中的元素进行排序 sort()方法默认是直接比较列表中的元素的大小 在sort()可以接收一个关键字参数 key key需要一个函数作为参数当设置了函数作为参数 每次都会以列表中的一个元素作为参数来调用函数并且使用函数的返回值来比较元素的大小
l [bb,aaaa,c,ddddddddd,fff]
# l.sort(keylen)l [2,5,1,3,6,4]
l.sort(keyint)sorted()
这个函数和sort()的用法基本一致但是sorted()可以对任意的序列进行排序 并且使用sorted()排序不会影响原来的对象而是返回一个新对象
l [2,5,1,3,6,4]
# l 123765816742634781print(排序前:,l)
print(sorted(l,keyint))
print(排序后:,l)reduce()
这个方法和map()、filter()不太一样 reduce()需要导入functools模块
from functools import reducel [1,2,3,4,5]
r reduce(lambda x,y : x y , l)练习
使用filter函数找到列表中所有的偶数使用map函数将每个偶数变成字符串类型并使用sorted函数进行排序。
l [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]even_nums filter(lambda n: n % 2 0, l)
str_nums map(str, even_nums)
sorted_nums sorted(str_nums)
print(sorted_nums)输出
[2, 4, 6, 8, 10]装饰器
装饰器是一种特殊类型的函数它可以用于修改或扩展其他函数的功能。装饰器通常使用Python的语法来应用于目标函数。装饰器可以在不修改原函数代码的情况下通过包裹原函数来添加额外的行为。
以下是一个示例装饰器的代码
def decorator(func):def wrapper(*args, **kwargs):print(装饰器添加的额外功能)return func(*args, **kwargs)return wrapperdecorator
def target_function():print(目标函数)target_function()输出
装饰器添加的额外功能
目标函数在上面的代码中decorator是一个装饰器函数它接收一个函数作为参数并返回一个新的包装函数wrapper。包装函数在调用目标函数之前添加了额外的功能。通过将装饰器应用于target_function我们可以在调用target_function时获得额外的功能。
创建几个函数
def add(a , b):求任意两个数的和r a breturn rdef mul(a , b):求任意两个数的积r a * breturn r 希望函数可以在计算前打印开始计算计算结束后打印计算完毕。我们可以直接通过修改函数中的代码来完成这个需求但是会产生以下一些问题 ① 如果要修改的函数过多修改起来会比较麻烦 ② 并且不方便后期的维护 ③ 并且这样做会违反开闭原则OCP即程序的设计要求开发对程序的扩展要关闭对程序的修改。
r add(123,456)
print(r)我们希望在不修改原函数的情况下来对函数进行扩展。
def fn():print(我是fn函数....)# 只需要根据现有的函数来创建一个新的函数
def fn2():print(函数开始执行~~~)fn()print(函数执行结束~~~)fn2() def new_add(a,b):print(计算开始~~~)r add(a,b)print(计算结束~~~)return rr new_add(111,222)
print(r)上边的方式已经可以在不修改源代码的情况下对函数进行扩展了。但是这种方式要求我们每扩展一个函数就要手动创建一个新的函数实在是太麻烦了。为了解决这个问题我们创建一个函数让这个函数可以自动的帮助我们生成函数。
def begin_end(old):用来对其他函数进行扩展使其他函数可以在执行前打印开始执行执行后打印执行结束参数old 要扩展的函数对象# 创建一个新函数def new_function(*args , **kwargs):print(开始执行~~~~)# 调用被扩展的函数result old(*args , **kwargs)print(执行结束~~~~)# 返回函数的执行结果return result# 返回新函数 return new_functionf begin_end(fn)
f2 begin_end(add)
f3 begin_end(mul)r f()
r f2(123,456)
r f3(123,456)
print(r)向begin_end()这种函数我们就称它为装饰器。通过装饰器可以在不修改原来函数的情况下来对函数进行扩展。在开发中我们都是通过装饰器来扩展函数的功能的。
在定义函数时可以通过装饰器来使用指定的装饰器来装饰当前的函数。可以同时为一个函数指定多个装饰器这样函数将会按照从内向外的顺序被装饰。
def fn3(old):用来对其他函数进行扩展使其他函数可以在执行前打印开始执行执行后打印执行结束参数old 要扩展的函数对象# 创建一个新函数def new_function(*args , **kwargs):print(fn3装饰~开始执行~~~~)# 调用被扩展的函数result old(*args , **kwargs)print(fn3装饰~执行结束~~~~)# 返回函数的执行结果return result# 返回新函数 return new_functionfn3
begin_end
def say_hello():print(大家好~~~)say_hello()总结
函数式编程是一种编程范式它将计算过程视为数学函数的组合。在函数式编程中函数被视为一等对象具有以下特点
作为参数传递函数可以作为参数传递给其他函数以实现更灵活的功能。作为返回值返回函数可以作为另一个函数的返回值以实现可定制的行为。可以赋值给变量函数可以被赋值给变量以便进一步使用。
作用域是指在程序中定义变量的区域它决定了变量的可见性和生命周期。常见的作用域包括全局作用域和函数作用域。
全局作用域是在整个程序中都可以访问的作用域而函数作用域只在函数内部可见。
命名空间是一个用于存储变量和函数名称的容器。它提供了一种将名称与特定作用域中的对象关联起来的方式。
在实操练习中使用函数式编程的概念来实现了以下功能
求阶乘通过递归函数实现了求阶乘的功能。幂运算函数通过高阶函数实现了对一个数进行幂运算的功能。求多个数的平均值通过高阶函数和reduce()函数实现了求多个数的平均值的功能。
装饰器是一种用于修改已有函数行为的函数。它可以在不修改原函数代码的情况下给函数添加新的功能。在实操练习中使用装饰器实现了对函数进行扩展的功能。
总结函数式编程通过将函数视为一等对象使得程序更具灵活性和可扩展性。它包括了一等对象、作用域、命名空间等概念并可以通过高阶函数、递归函数、装饰器等实现各种功能。函数式编程是一种强大的编程范式能够简化复杂问题的解决过程。
