python函数与模块化编程

函数基本使用

例：计算C = n!/m!(n-m)
分析：将求阶乘的功能代码封装起来从而得到一个函数，每次求阶乘时，只需通过修改参数即可调用函数。

函数参数传递：

def fact(a):xxxreturn a
c = fact(n)

定义时形参为a：fact（a），调用时实参为n：fact（n），这个过程就是将实参n的值传递给形参a。Python中函数支持以多种方式传递参数，包括位置传递、关键字传递、默认值传递、包裹传递、解包裹传递及混合传递。
函数返回：return语句可以同时将0个、1个或多个函数运算后得到的结果返回给函数调用处的变量。当存在多个返回值时，会形成一个元组。

def Mult(n):s = 0m = 1for i in range(1, n + 1):s += im = i * mreturn s, mSum, Mul = Mult(5)
print('累加和：{},阶乘积：{}'.format(Sum, Mul))
T = Mult(6)
print(type(T))

结构：

累加和：15,阶乘积：120
<class 'tuple'>

函数可以没有返回值，即没有return语句。如果没有return体语句，则会在函数体语句运行完成后退出函数。

变量作用域

根据变量作用域的不同，可以将变量分为两类：全局变量和局部变量

• 全局变量是指在函数之外定义的变量，一般没有缩进，在程序执行的全过程有效。
• 局部变量是指在函数内部定义的变量，仅在函数内部有效，一旦退出函数，变量就不再有效。
  global在函数体内定义全局变量:由于在函数体中使用global关键字声明的变量n是全局变量，变量n在主程序和函数体中使用的是同一个内存空间。故而在调用函数时会改变内存空间中的值.

def fun(a,b):global nn = a * breturn a+b

注：，对于列表类型，函数可以直接使用全局列表，而不需要采用global进行声明。
当列表被方括号（[ ]）赋值时，列表就会被真实地创建，否则就是对之前创建出来的列表进行引用，而普通的数据类型变量的赋值却没有创建和引用的区分。在函数体中，虽然没有使用global声明的列表变量ls，但是出现ls.append（a∗b）语句时，仅仅是对列表ls进行引用。而函数体中没有创建过这个名称的列表，fun（）函数就会进一步寻找全局内存空间，当在全局内存空间找到变量ls后，则会自动关联全局ls列表，并对其内容进行修改。
总结一下Python函数对变量的作用要遵守的原则：

1. 简单数据类型变量无论是否与全局变量重名，仅在函数内部创建和使用。函数退出后，变量就会被释放，而同名的全局变量不受函数调用影响；
2. 简单数据类型变量在使用global保留字声明后，作为全局变量使用，函数退出后，该变量仍被保留，且数值被函数改变；
3. 对于组合数据类型的全局变量，如果在函数内部没有被真实地创建同名变量，则函数内部可以直接使用并修改全局变量的值；
4. 如果函数内部真实地创建了组合数据类型变量，无论是否与全局变量同名，函数仅对内部的局部变量进行操作，函数退出后局部变量被释放，而全局变量的值不受函数影响。

匿名函数

Python中使用关键字lambda来定义匿名函数
与普通函数的区别：
（1）普通函数在定义时有名称，而lambda函数没有。
（2）普通函数的函数体中可以包含多条语句，而lambda函数只能是一个表达式。
（3）普通函数可以实现比较复杂的功能，而lambda函数功能简单。
（4）普通函数能被其他程序调用，而lambda函数不能被其他程序调用，经常用一个变量来保存它，以便后期可以随时使用这个函数

当匿名函数用变量来保存时，这个变量可以作为匿名函数的临时名称来调用。

f  = lambda x,y :x+y
f(10,20)
# 30
temp = lambda x: pow(x,2)
temp(10)
# 100

lambda函数经常会用在多维列表的排序中。如对二维列表按第二列排序分别升序、降序排序：

ls = [['a',100],['b',70],['c',50],['d',10]]
ls.sort(key = lambda x:x[1])

函数应用

例：日历的输出。通过输出年份和月份，显示出指定月份的日历。

# 判断闰年
def leap_year(year):if (year % 4 == 0 and year % 100 != 0) or year % 400 == 0:return Trueelse:return Falsedef month_days(year, month):if month == 2:if leap_year(year):return 29else:return 28elif month in [1, 3, 5, 7, 8, 10, 12]:return 31else:return 30# 获取从当前年到1990总天数
def total_days(year, month):days = 0for i in range(1990, year):if leap_year(i):days += 366else:days += 365for i in range(1, month):days += month_days(year, i)return days# 主程序
if __name__ == '__main__':year = 2018month = 10print(total_days(year, month))print('\t\t{}年{}月份日历'.format(year, month))print('Sun\t Mon\t Tues\t Wed\t Thu\t Fri\t Sat')print('------------------------------------------------------------')count = 0# 当前月份一号星期几，将前面星期空出来for i in range((total_days(year, month) + 1) % 7):print(end='\t')count += 1# 按星期几位置输出每个月天数for i in range(1, month_days(year, month) + 1):print(i, end='\t')count += 1if count % 7 == 0:print()

结果

  2018年10月份日历
Sun      Mon     Tues    Wed     Thu     Fri     Sat
------------------------------------------------------------1       2       3       4       5       6
7       8       9       10      11      12      13
14      15      16      17      18      19      20
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代码复用与模块化编程

1. 当代编程语言从代码层面采用函数和对象两种抽象方式，分别对应面向过程和面向对象编程思想。

• 面向过程是一种以过程᧿述为主要方法的编程方式，它要求程序员列出解决问题所需要的步骤，然后用函数将这些步骤一步一步地实现，使用时依次建立并调用函数或编写语句即可。
• 所有面向对象编程能实现的功能采用面向过程同样能实现。

2. 无论面向过程还是面向对象编程，程序合理划分功能模块并基于模块设计程序是一种常用的方法，称为模块化程序设计
   模块化设计是使用函数和对象设计程序的思考方法，以功能块为基本单位，一般有两个基本要求：
   （1）高内聚。尽可能地合理划分功能块，功能块内部耦合紧密。
   （2）低耦合。模块间尽可能简单，功能块之间耦合度低。
   模块化编程可采用以下步骤进行：
   （1）分析问题，明确需要解决的任务。
   （2）对任务进行逐步分解和细化，分成若干个子任务，每个子任务只完成部分完整功能，并且可以通过函数实现。
   （3）确定模块（函数）之间的调用关系。
   （4）优化模块之间的调用关系。
   （5）在主函数中进行调用实现。