[Python知识库]python基础复习

python基础复习

一. 字符串

字符串是 Python 中最常用的数据类型。我们一般使用引号来创建字符串。创建字符串很简单，只要为变量分配一个值即可。

a = 'hello world'
b = "abcdefg"
print(type(a))
print(type(b))

注意：控制台显示结果为<class 'str'>， 即数据类型为str(字符串)。

1.1 字符串特征

• 一对引号字符串

name1 = 'Tom'
name2 = "Rose"

• 三引号字符串

name3 = ''' Tom '''
name4 = """ Rose """
a = ''' i am Tom, 
        nice to meet you! '''

b = """ i am Rose, 
        nice to meet you! """

注意：三引号形式的字符串支持换行。

思考：如果创建一个字符串I'm Tom?

c = "I'm Tom"
d = 'I\'m Tom'

1.2 字符串输出

print('hello world')

name = 'Tom'
print('我的名字是%s' % name)
print(f'我的名字是{name}')

1.3 字符串输入

在Python中，使用input()接收用户输入。

• 代码

name = input('请输入您的名字：')
print(f'您输入的名字是{name}')
print(type(name))

password = input('请输入您的密码：')
print(f'您输入的密码是{password}')
print(type(password))

• 输出结果

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-3asRlVj7-1629647363790)(01-字符串.assets/image-20190129172920882.png)]

二、下标

“下标”又叫“索引”，就是编号。比如火车座位号，座位号的作用：按照编号快速找到对应的座位。同理，下标的作用即是通过下标快速找到对应的数据。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-emtxzKw0-1629647363793)(01-字符串.assets/image-20190129173606647.png)]

2.1 快速体验

需求：字符串name = "abcdef"，取到不同下标对应的数据。

• 代码

name = "abcdef"

print(name[1])
print(name[0])
print(name[2])

• 输出结果

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-OEPY1Zcc-1629647363797)(01-字符串.assets/image-20190129174231104.png)]

注意：下标从0开始。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-M6xWyEZo-1629647363802)(01-字符串.assets/2.png)]

三、切片

切片是指对操作的对象截取其中一部分的操作。字符串、列表、元组都支持切片操作。

3.1 语法

序列[开始位置下标:结束位置下标:步长]

注意

1. 不包含结束位置下标对应的数据， 正负整数均可；
2. 步长是选取间隔，正负整数均可，默认步长为1。

3.2 体验

name = "abcdefg"

print(name[2:5:1])  # cde
print(name[2:5])  # cde
print(name[:5])  # abcde
print(name[1:])  # bcdefg
print(name[:])  # abcdefg
print(name[::2])  # aceg
print(name[:-1])  # abcdef, 负1表示倒数第一个数据
print(name[-4:-1])  # def
print(name[::-1])  # gfedcba

四、常用操作方法

字符串的常用操作方法有查找、修改和判断三大类。

4.1 查找

所谓字符串查找方法即是查找子串在字符串中的位置或出现的次数。

• find()：检测某个子串是否包含在这个字符串中，如果在返回这个子串开始的位置下标，否则则返回-1。

1. 语法

字符串序列.find(子串, 开始位置下标, 结束位置下标)

注意：开始和结束位置下标可以省略，表示在整个字符串序列中查找。

2. 快速体验

mystr = "hello world and itcast and itheima and Python"

print(mystr.find('and'))  # 12
print(mystr.find('and', 15, 30))  # 23
print(mystr.find('ands'))  # -1

• index()：检测某个子串是否包含在这个字符串中，如果在返回这个子串开始的位置下标，否则则报异常。

1. 语法

字符串序列.index(子串, 开始位置下标, 结束位置下标)

注意：开始和结束位置下标可以省略，表示在整个字符串序列中查找。

2. 快速体验

mystr = "hello world and itcast and itheima and Python"

print(mystr.index('and'))  # 12
print(mystr.index('and', 15, 30))  # 23
print(mystr.index('ands'))  # 报错

• rfind()： 和find()功能相同，但查找方向为右侧开始。
• rindex()：和index()功能相同，但查找方向为右侧开始。
• count()：返回某个子串在字符串中出现的次数

1. 语法

字符串序列.count(子串, 开始位置下标, 结束位置下标)

注意：开始和结束位置下标可以省略，表示在整个字符串序列中查找。

2. 快速体验

mystr = "hello world and itcast and itheima and Python"

print(mystr.count('and'))  # 3
print(mystr.count('ands'))  # 0
print(mystr.count('and', 0, 20))  # 1

4.2 修改

所谓修改字符串，指的就是通过函数的形式修改字符串中的数据。

• replace()：替换

1. 语法

字符串序列.replace(旧子串, 新子串, 替换次数)

注意：替换次数如果查出子串出现次数，则替换次数为该子串出现次数。

2. 快速体验

mystr = "hello world and itcast and itheima and Python"

# 结果：hello world he itcast he itheima he Python
print(mystr.replace('and', 'he'))
# 结果：hello world he itcast he itheima he Python
print(mystr.replace('and', 'he', 10))
# 结果：hello world and itcast and itheima and Python
print(mystr)

注意：数据按照是否能直接修改分为可变类型和不可变类型两种。字符串类型的数据修改的时候不能改变原有字符串，属于不能直接修改数据的类型即是不可变类型。

• split()：按照指定字符分割字符串。

1. 语法

字符串序列.split(分割字符, num)

注意：num表示的是分割字符出现的次数，即将来返回数据个数为num+1个。

2. 快速体验

mystr = "hello world and itcast and itheima and Python"

# 结果：['hello world ', ' itcast ', ' itheima ', ' Python']
print(mystr.split('and'))
# 结果：['hello world ', ' itcast ', ' itheima and Python']
print(mystr.split('and', 2))
# 结果：['hello', 'world', 'and', 'itcast', 'and', 'itheima', 'and', 'Python']
print(mystr.split(' '))
# 结果：['hello', 'world', 'and itcast and itheima and Python']
print(mystr.split(' ', 2))

注意：如果分割字符是原有字符串中的子串，分割后则丢失该子串。

• join()：用一个字符或子串合并字符串，即是将多个字符串合并为一个新的字符串。

1. 语法

字符或子串.join(多字符串组成的序列)

2. 快速体验

list1 = ['chuan', 'zhi', 'bo', 'ke']
t1 = ('aa', 'b', 'cc', 'ddd')
# 结果：chuan_zhi_bo_ke
print('_'.join(list1))
# 结果：aa...b...cc...ddd
print('...'.join(t1))

• capitalize()：将字符串第一个字符转换成大写。

mystr = "hello world and itcast and itheima and Python"

# 结果：Hello world and itcast and itheima and python
print(mystr.capitalize())

注意：capitalize()函数转换后，只字符串第一个字符大写，其他的字符全都小写。

• title()：将字符串每个单词首字母转换成大写。

mystr = "hello world and itcast and itheima and Python"

# 结果：Hello World And Itcast And Itheima And Python
print(mystr.title())

• lower()：将字符串中大写转小写。

mystr = "hello world and itcast and itheima and Python"

# 结果：hello world and itcast and itheima and python
print(mystr.lower())

• upper()：将字符串中小写转大写。

mystr = "hello world and itcast and itheima and Python"

# 结果：HELLO WORLD AND ITCAST AND ITHEIMA AND PYTHON
print(mystr.upper())

• lstrip()：删除字符串左侧空白字符。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-tFxVUfq9-1629647363805)(01-字符串.assets/image-20190129213453010.png)]

• rstrip()：删除字符串右侧空白字符。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-pBkHBjeR-1629647363807)(01-字符串.assets/image-20190129213558850.png)]

• strip()：删除字符串两侧空白字符。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-sDp6ZQwh-1629647363808)(01-字符串.assets/image-20190129213637584.png)]

• ljust()：返回一个原字符串左对齐,并使用指定字符(默认空格)填充至对应长度 的新字符串。

1. 语法

字符串序列.ljust(长度, 填充字符)

2. 输出效果

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-VI2h7wET-1629647363810)(01-字符串.assets/image-20190130141125560.png)]

• rjust()：返回一个原字符串右对齐,并使用指定字符(默认空格)填充至对应长度 的新字符串，语法和ljust()相同。
• center()：返回一个原字符串居中对齐,并使用指定字符(默认空格)填充至对应长度 的新字符串，语法和ljust()相同。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-nAwdEomL-1629647363811)(01-字符串.assets/image-20190130141442074.png)]

4.3 判断

所谓判断即是判断真假，返回的结果是布尔型数据类型：True 或 False。

• startswith()：检查字符串是否是以指定子串开头，是则返回 True，否则返回 False。如果设置开始和结束位置下标，则在指定范围内检查。

1. 语法

字符串序列.startswith(子串, 开始位置下标, 结束位置下标)

2. 快速体验

mystr = "hello world and itcast and itheima and Python   "

# 结果：True
print(mystr.startswith('hello'))

# 结果False
print(mystr.startswith('hello', 5, 20))

• endswith()：：检查字符串是否是以指定子串结尾，是则返回 True，否则返回 False。如果设置开始和结束位置下标，则在指定范围内检查。

1. 语法

字符串序列.endswith(子串, 开始位置下标, 结束位置下标)

2. 快速体验

mystr = "hello world and itcast and itheima and Python"

# 结果：True
print(mystr.endswith('Python'))

# 结果：False
print(mystr.endswith('python'))

# 结果：False
print(mystr.endswith('Python', 2, 20))

• isalpha()：如果字符串至少有一个字符并且所有字符都是字母则返回 True, 否则返回 False。

mystr1 = 'hello'
mystr2 = 'hello12345'

# 结果：True
print(mystr1.isalpha())

# 结果：False
print(mystr2.isalpha())

• isdigit()：如果字符串只包含数字则返回 True 否则返回 False。

mystr1 = 'aaa12345'
mystr2 = '12345'

# 结果： False
print(mystr1.isdigit())

# 结果：False
print(mystr2.isdigit())

• isalnum()：如果字符串至少有一个字符并且所有字符都是字母或数字则返 回 True,否则返回 False。

mystr1 = 'aaa12345'
mystr2 = '12345-'

# 结果：True
print(mystr1.isalnum())

# 结果：False
print(mystr2.isalnum())

• isspace()：如果字符串中只包含空白，则返回 True，否则返回 False。

mystr1 = '1 2 3 4 5'
mystr2 = '     '

# 结果：False
print(mystr1.isspace())

# 结果：True
print(mystr2.isspace())

五. 总结

• 下标
  • 计算机为数据序列中每个元素分配的从0开始的编号
• 切片

序列名[开始位置下标:结束位置下标:步长]

• 常用操作方法
  • find()
  • index()

列表

一. 列表的应用场景

思考：有一个人的姓名(TOM)怎么书写存储程序？

答：变量。

思考：如果一个班级100位学生，每个人的姓名都要存储，应该如何书写程序？声明100个变量吗？

答：列表即可， 列表一次性可以存储多个数据。

二. 列表的格式

[数据1, 数据2, 数据3, 数据4......]

列表可以一次性存储多个数据，且可以为不同数据类型。

三. 列表的常用操作

列表的作用是一次性存储多个数据，程序员可以对这些数据进行的操作有：增、删、改、查。

3.1 查找

3.1.1 下标

name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']

print(name_list[0])  # Tom
print(name_list[1])  # Lily
print(name_list[2])  # Rose

3.1.2 函数

• index()：返回指定数据所在位置的下标 。

1. 语法

列表序列.index(数据, 开始位置下标, 结束位置下标)

2. 快速体验

name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']

print(name_list.index('Lily', 0, 2))  # 1

注意：如果查找的数据不存在则报错。

• count()：统计指定数据在当前列表中出现的次数。

name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']

print(name_list.count('Lily'))  # 1

• len()：访问列表长度，即列表中数据的个数。

name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']

print(len(name_list))  # 3

3.1.3 判断是否存在

• in：判断指定数据在某个列表序列，如果在返回True，否则返回False

name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']

# 结果：True
print('Lily' in name_list)

# 结果：False
print('Lilys' in name_list)

• not in：判断指定数据不在某个列表序列，如果不在返回True，否则返回False

name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']

# 结果：False
print('Lily' not in name_list)

# 结果：True
print('Lilys' not in name_list)

• 体验案例

需求：查找用户输入的名字是否已经存在。

name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']

name = input('请输入您要搜索的名字：')

if name in name_list:
    print(f'您输入的名字是{name}, 名字已经存在')
else:
    print(f'您输入的名字是{name}, 名字不存在')

3.2 增加

作用：增加指定数据到列表中。

• append()：列表结尾追加数据。

1. 语法

列表序列.append(数据)

2. 体验

name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']

name_list.append('xiaoming')

# 结果：['Tom', 'Lily', 'Rose', 'xiaoming']
print(name_list)

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-QiiUcZbz-1629647459014)(02-列表.assets/image-20190130160154636.png)]

列表追加数据的时候，直接在原列表里面追加了指定数据，即修改了原列表，故列表为可变类型数据。

3. 注意点

如果append()追加的数据是一个序列，则追加整个序列到列表

name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']

name_list.append(['xiaoming', 'xiaohong'])

# 结果：['Tom', 'Lily', 'Rose', ['xiaoming', 'xiaohong']]
print(name_list)

• extend()：列表结尾追加数据，如果数据是一个序列，则将这个序列的数据逐一添加到列表。

1. 语法

列表序列.extend(数据)

2. 快速体验

   2.1 单个数据

name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']

name_list.extend('xiaoming')

# 结果：['Tom', 'Lily', 'Rose', 'x', 'i', 'a', 'o', 'm', 'i', 'n', 'g']
print(name_list)

? 2.2 序列数据

name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']

name_list.extend(['xiaoming', 'xiaohong'])

# 结果：['Tom', 'Lily', 'Rose', 'xiaoming', 'xiaohong']
print(name_list)

• insert()：指定位置新增数据。

1. 语法

列表序列.insert(位置下标, 数据)

2. 快速体验

name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']

name_list.insert(1, 'xiaoming')

# 结果：['Tom', 'xiaoming', 'Lily', 'Rose']
print(name_list)

3.3 删除

• del

1. 语法

del 目标

2. 快速体验

   2.1 删除列表

name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']

# 结果：报错提示：name 'name_list' is not defined
del name_list
print(name_list)

? 2.2 删除指定数据

name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']

del name_list[0]

# 结果：['Lily', 'Rose']
print(name_list)

• pop()：删除指定下标的数据(默认为最后一个)，并返回该数据。

1. 语法

列表序列.pop(下标)

2. 快速体验

name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']

del_name = name_list.pop(1)

# 结果：Lily
print(del_name)

# 结果：['Tom', 'Rose']
print(name_list)

• remove()：移除列表中某个数据的第一个匹配项。

1. 语法

列表序列.remove(数据)

2. 快速体验

name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']

name_list.remove('Rose')

# 结果：['Tom', 'Lily']
print(name_list)

• clear()：清空列表

name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']

name_list.clear()
print(name_list) # 结果： []

3.4 修改

• 修改指定下标数据

name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']

name_list[0] = 'aaa'

# 结果：['aaa', 'Lily', 'Rose']
print(name_list)

• 逆置：reverse()

num_list = [1, 5, 2, 3, 6, 8]

num_list.reverse()

# 结果：[8, 6, 3, 2, 5, 1]
print(num_list)

• 排序：sort()

1. 语法

列表序列.sort( key=None, reverse=False)

注意：reverse表示排序规则，reverse = True 降序， reverse = False 升序（默认）

2. 快速体验

num_list = [1, 5, 2, 3, 6, 8]

num_list.sort()

# 结果：[1, 2, 3, 5, 6, 8]
print(num_list)

3.5 复制

函数：copy()

name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']

name_li2 = name_list.copy()

# 结果：['Tom', 'Lily', 'Rose']
print(name_li2)

四. 列表的循环遍历

需求：依次打印列表中的各个数据。

4.1 while

• 代码

name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']

i = 0
while i < len(name_list):
    print(name_list[i])
    i += 1

• 执行结果

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-k7RZYVkh-1629647459018)(02-列表.assets/image-20190130164205143.png)]

4.2 for

• 代码

name_list = ['Tom', 'Lily', 'Rose']

for i in name_list:
    print(i)

• 执行结果

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-OTJKEfaL-1629647459020)(02-列表.assets/image-20190130164227739.png)]

五. 列表嵌套

所谓列表嵌套指的就是一个列表里面包含了其他的子列表。

应用场景：要存储班级一、二、三三个班级学生姓名，且每个班级的学生姓名在一个列表。

name_list = [['小明', '小红', '小绿'], ['Tom', 'Lily', 'Rose'], ['张三', '李四', '王五']]

思考： 如何查找到数据"李四"？

# 第一步：按下标查找到李四所在的列表
print(name_list[2])

# 第二步：从李四所在的列表里面，再按下标找到数据李四
print(name_list[2][1])

六. 综合应用 – 随机分配办公室

需求：有三个办公室，8位老师，8位老师随机分配到3个办公室

七. 总结

• 列表的格式

[数据1, 数据2, 数据3]

• 常用操作方法
  • index()
  • len()
  • append()
  • pop()
  • remove()
• 列表嵌套

name_list = [['小明', '小红', '小绿'], ['Tom', 'Lily', 'Rose'], ['张三', '李四', '王五']]
name_list[2][1]

元组

一. 元组的应用场景

思考：如果想要存储多个数据，但是这些数据是不能修改的数据，怎么做？

答：列表？列表可以一次性存储多个数据，但是列表中的数据允许更改。

num_list = [10, 20, 30]
num_list[0] = 100

一个元组可以存储多个数据，元组内的数据是不能修改的。

二. 定义元组

元组特点：定义元组使用小括号，且逗号隔开各个数据，数据可以是不同的数据类型。

# 多个数据元组
t1 = (10, 20, 30)

# 单个数据元组
t2 = (10,)

注意：如果定义的元组只有一个数据，那么这个数据后面也好添加逗号，否则数据类型为唯一的这个数据的数据类型

t2 = (10,)
print(type(t2))  # tuple

t3 = (20)
print(type(t3))  # int

t4 = ('hello')
print(type(t4))  # str

三. 元组的常见操作

元组数据不支持修改，只支持查找，具体如下：

• 按下标查找数据

tuple1 = ('aa', 'bb', 'cc', 'bb')
print(tuple1[0])  # aa

• index()：查找某个数据，如果数据存在返回对应的下标，否则报错，语法和列表、字符串的index方法相同。

tuple1 = ('aa', 'bb', 'cc', 'bb')
print(tuple1.index('aa'))  # 0

• count()：统计某个数据在当前元组出现的次数。

tuple1 = ('aa', 'bb', 'cc', 'bb')
print(tuple1.count('bb'))  # 2

• len()：统计元组中数据的个数。

tuple1 = ('aa', 'bb', 'cc', 'bb')
print(len(tuple1))  # 4

注意：元组内的直接数据如果修改则立即报错

tuple1 = ('aa', 'bb', 'cc', 'bb')
tuple1[0] = 'aaa'

但是如果元组里面有列表，修改列表里面的数据则是支持的，故自觉很重要。

tuple2 = (10, 20, ['aa', 'bb', 'cc'], 50, 30)
print(tuple2[2])  # 访问到列表

# 结果：(10, 20, ['aaaaa', 'bb', 'cc'], 50, 30)
tuple2[2][0] = 'aaaaa'
print(tuple2)

四. 总结

• 定义元组

t1 = (10, 20, 30)

t2 = (10,)

• 常用操作方法
  • index()
  • len()

字典

一. 字典的应用场景

思考1： 如果有多个数据，例如：‘Tom’, ‘男’, 20，如何快速存储？

答：列表

list1 = ['Tom', '男', 20]

思考2：如何查找到数据’Tom’？

答：查找到下标为0的数据即可。

list1[0]

思考3：如果将来数据顺序发生变化，如下所示，还能用list1[0]访问到数据’Tom’吗？。

list1 = ['男', 20, 'Tom']

答：不能，数据’Tom’此时下标为2。

思考4：数据顺序发生变化，每个数据的下标也会随之变化，如何保证数据顺序变化前后能使用同一的标准查找数据呢？

答：字典，字典里面的数据是以键值对形式出现，字典数据和数据顺序没有关系，即字典不支持下标，后期无论数据如何变化，只需要按照对应的键的名字查找数据即可。

二. 创建字典的语法

字典特点：

• 符号为大括号
• 数据为键值对形式出现
• 各个键值对之间用逗号隔开

# 有数据字典
dict1 = {'name': 'Tom', 'age': 20, 'gender': '男'}

# 空字典
dict2 = {}

dict3 = dict()

注意：一般称冒号前面的为键(key)，简称k；冒号后面的为值(value)，简称v。

三. 字典常见操作

3.1 增

写法：字典序列[key] = 值

注意：如果key存在则修改这个key对应的值；如果key不存在则新增此键值对。

dict1 = {'name': 'Tom', 'age': 20, 'gender': '男'}

dict1['name'] = 'Rose'
# 结果：{'name': 'Rose', 'age': 20, 'gender': '男'}
print(dict1)

dict1['id'] = 110

# {'name': 'Rose', 'age': 20, 'gender': '男', 'id': 110}
print(dict1)

注意：字典为可变类型。

3.2 删

• del() / del：删除字典或删除字典中指定键值对。

dict1 = {'name': 'Tom', 'age': 20, 'gender': '男'}

del dict1['gender']
# 结果：{'name': 'Tom', 'age': 20}
print(dict1)

• clear()：清空字典

dict1 = {'name': 'Tom', 'age': 20, 'gender': '男'}

dict1.clear()
print(dict1)  # {}

3.3 改

写法：字典序列[key] = 值

注意：如果key存在则修改这个key对应的值 ；如果key不存在则新增此键值对。

3.4 查

3.4.1 key值查找

dict1 = {'name': 'Tom', 'age': 20, 'gender': '男'}
print(dict1['name'])  # Tom
print(dict1['id'])  # 报错

如果当前查找的key存在，则返回对应的值；否则则报错。

3.4.2 get()

• 语法

字典序列.get(key, 默认值)

注意：如果当前查找的key不存在则返回第二个参数(默认值)，如果省略第二个参数，则返回None。

• 快速体验

dict1 = {'name': 'Tom', 'age': 20, 'gender': '男'}
print(dict1.get('name'))  # Tom
print(dict1.get('id', 110))  # 110
print(dict1.get('id'))  # None

3.4.3 keys()

dict1 = {'name': 'Tom', 'age': 20, 'gender': '男'}
print(dict1.keys())  # dict_keys(['name', 'age', 'gender'])

3.4.4 values()

dict1 = {'name': 'Tom', 'age': 20, 'gender': '男'}
print(dict1.values())  # dict_values(['Tom', 20, '男'])

3.4.5 items()

dict1 = {'name': 'Tom', 'age': 20, 'gender': '男'}
print(dict1.items())  # dict_items([('name', 'Tom'), ('age', 20), ('gender', '男')])

四. 字典的循环遍历

4.1 遍历字典的key

dict1 = {'name': 'Tom', 'age': 20, 'gender': '男'}
for key in dict1.keys():
    print(key)

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-2R4Pe4XS-1629647606587)(04-字典.assets/image-20190212103905553.png)]

4.2 遍历字典的value

dict1 = {'name': 'Tom', 'age': 20, 'gender': '男'}
for value in dict1.values():
    print(value)

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-15DfOEzg-1629647606588)(04-字典.assets/image-20190212103957777.png)]

4.3 遍历字典的元素

dict1 = {'name': 'Tom', 'age': 20, 'gender': '男'}
for item in dict1.items():
    print(item)

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-1mYIlqC4-1629647606589)(04-字典.assets/image-20190212104046564.png)]

4.4 遍历字典的键值对

dict1 = {'name': 'Tom', 'age': 20, 'gender': '男'}
for key, value in dict1.items():
    print(f'{key} = {value}')

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-v5go50Jn-1629647606591)(04-字典.assets/image-20190212104223143.png)]

五. 总结

• 定义字典

dict1 = {'name': 'Python', 'age': 30}

dict2 = {}

dict3 = dict()

• 常见操作
  • 增/改

字典序列[key] = 值

• 查找
  • 字典序列[key]
  • keys()
  • values()
  • items()

集合

一. 创建集合

创建集合使用{}或set()， 但是如果要创建空集合只能使用set()，因为{}用来创建空字典。

s1 = {10, 20, 30, 40, 50}
print(s1)

s2 = {10, 30, 20, 10, 30, 40, 30, 50}
print(s2)

s3 = set('abcdefg')
print(s3)

s4 = set()
print(type(s4))  # set

s5 = {}
print(type(s5))  # dict

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-DGru19sI-1629647631505)(05-集合.assets/image-20190318104620690.png)]

特点：

1. 集合可以去掉重复数据；
2. 集合数据是无序的，故不支持下标

二. 集合常见操作方法

2.1 增加数据

• add()

s1 = {10, 20}
s1.add(100)
s1.add(10)
print(s1)  # {100, 10, 20}

因为集合有去重功能，所以，当向集合内追加的数据是当前集合已有数据的话，则不进行任何操作。

• update(), 追加的数据是序列。

s1 = {10, 20}
# s1.update(100)  # 报错
s1.update([100, 200])
s1.update('abc')
print(s1)

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-NUjrCMsh-1629647631507)(05-集合.assets/image-20190318121424514.png)]

2.2 删除数据

• remove()，删除集合中的指定数据，如果数据不存在则报错。

s1 = {10, 20}

s1.remove(10)
print(s1)

s1.remove(10)  # 报错
print(s1)

• discard()，删除集合中的指定数据，如果数据不存在也不会报错。

s1 = {10, 20}

s1.discard(10)
print(s1)

s1.discard(10)
print(s1)

• pop()，随机删除集合中的某个数据，并返回这个数据。

s1 = {10, 20, 30, 40, 50}

del_num = s1.pop()
print(del_num)
print(s1)

2.3 查找数据

• in：判断数据在集合序列
• not in：判断数据不在集合序列

s1 = {10, 20, 30, 40, 50}

print(10 in s1)
print(10 not in s1)

三. 总结

• 创建集合

  • 有数据集合

  s1 = {数据1, 数据2, ...}
  

  • 无数据集合

  s1 = set()
  

• 常见操作

  • 增加数据
    • add()
    • update()
  • 删除数据
    • remove()
    • discard()

  公共操作

一. 运算符

1.1 +

# 1. 字符串 
str1 = 'aa'
str2 = 'bb'
str3 = str1 + str2
print(str3)  # aabb


# 2. 列表 
list1 = [1, 2]
list2 = [10, 20]
list3 = list1 + list2
print(list3)  # [1, 2, 10, 20]

# 3. 元组 
t1 = (1, 2)
t2 = (10, 20)
t3 = t1 + t2
print(t3)  # (10, 20, 100, 200)

1.2 *

# 1. 字符串
print('-' * 10)  # ----------

# 2. 列表
list1 = ['hello']
print(list1 * 4)  # ['hello', 'hello', 'hello', 'hello']

# 3. 元组
t1 = ('world',)
print(t1 * 4)  # ('world', 'world', 'world', 'world')

1.3 in或not in

# 1. 字符串
print('a' in 'abcd')  # True
print('a' not in 'abcd')  # False

# 2. 列表
list1 = ['a', 'b', 'c', 'd']
print('a' in list1)  # True
print('a' not in list1)  # False

# 3. 元组
t1 = ('a', 'b', 'c', 'd')
print('aa' in t1)  # False
print('aa' not in t1)  # True

二. 公共方法

2.1 len()

# 1. 字符串
str1 = 'abcdefg'
print(len(str1))  # 7

# 2. 列表
list1 = [10, 20, 30, 40]
print(len(list1))  # 4

# 3. 元组
t1 = (10, 20, 30, 40, 50)
print(len(t1))  # 5

# 4. 集合
s1 = {10, 20, 30}
print(len(s1))  # 3

# 5. 字典
dict1 = {'name': 'Rose', 'age': 18}
print(len(dict1))  # 2

2.2 del()

# 1. 字符串
str1 = 'abcdefg'
del str1
print(str1)

# 2. 列表
list1 = [10, 20, 30, 40]
del(list1[0])
print(list1)  # [20, 30, 40]

2.3 max()

# 1. 字符串
str1 = 'abcdefg'
print(max(str1))  # g

# 2. 列表
list1 = [10, 20, 30, 40]
print(max(list1))  # 40

2.4 min()

# 1. 字符串
str1 = 'abcdefg'
print(min(str1))  # a

# 2. 列表
list1 = [10, 20, 30, 40]
print(min(list1))  # 10

2.5 range()

# 1 2 3 4 5 6 7 8 9
for i in range(1, 10, 1):
    print(i)

# 1 3 5 7 9
for i in range(1, 10, 2):
    print(i)

# 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
for i in range(10):
    print(i)

注意：range()生成的序列不包含end数字。

2.6 enumerate()

• 语法

enumerate(可遍历对象, start=0)

注意：start参数用来设置遍历数据的下标的起始值，默认为0。

• 快速体验

list1 = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']

for i in enumerate(list1):
    print(i)

for index, char in enumerate(list1, start=1):
    print(f'下标是{index}, 对应的字符是{char}')

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-3yHINr8N-1629647670131)(06-公共操作.assets/image-20190213115919040.png)]

三. 容器类型转换

3.1 tuple()

作用：将某个序列转换成元组

list1 = [10, 20, 30, 40, 50, 20]
s1 = {100, 200, 300, 400, 500}

print(tuple(list1))
print(tuple(s1))

3.2 list()

作用：将某个序列转换成列表

t1 = ('a', 'b', 'c', 'd', 'e')
s1 = {100, 200, 300, 400, 500}

print(list(t1))
print(list(s1))

3.3 set()

作用：将某个序列转换成集合

list1 = [10, 20, 30, 40, 50, 20]
t1 = ('a', 'b', 'c', 'd', 'e')

print(set(list1))
print(set(t1))

注意：

1. 集合可以快速完成列表去重
2. 集合不支持下标

四. 总结

• 运算符
  • in / not in
• 公共方法
  • len()
  • del()
  • range()
  • enumerate()
• 数据类型转换
  • tuple()
  • list()
  • set()

推导式

• 列表推导式
• 字典推导式
• 集合推导式

一. 列表推导式

作用：用一个表达式创建一个有规律的列表或控制一个有规律列表。

列表推导式又叫列表生成式。

1.1 快速体验

需求：创建一个0-10的列表。

• while循环实现

# 1. 准备一个空列表
list1 = []

# 2. 书写循环，依次追加数字到空列表list1中
i = 0
while i < 10:
    list1.append(i)
    i += 1

print(list1)

• for循环实现

list1 = []
for i in range(10):
    list1.append(i)

print(list1)

• 列表推导式实现

list1 = [i for i in range(10)]
print(list1)

1.2 带if的列表推导式

需求：创建0-10的偶数列表

• 方法一：range()步长实现

list1 = [i for i in range(0, 10, 2)]
print(list1)

• 方法二：if实现

list1 = [i for i in range(10) if i % 2 == 0]
print(list1)

1.3 多个for循环实现列表推导式

需求：创建列表如下：

[(1, 0), (1, 1), (1, 2), (2, 0), (2, 1), (2, 2)]

• 代码如下：

list1 = [(i, j) for i in range(1, 3) for j in range(3)]
print(list1)

二. 字典推导式

思考：如果有如下两个列表：

list1 = ['name', 'age', 'gender']
list2 = ['Tom', 20, 'man']

如何快速合并为一个字典？

答：字典推导式

字典推导式作用：快速合并列表为字典或提取字典中目标数据。

2.1 快速体验

1. 创建一个字典：字典key是1-5数字，value是这个数字的2次方。

dict1 = {i: i**2 for i in range(1, 5)}
print(dict1)  # {1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16}

2. 将两个列表合并为一个字典

list1 = ['name', 'age', 'gender']
list2 = ['Tom', 20, 'man']

dict1 = {list1[i]: list2[i] for i in range(len(list1))}
print(dict1)

3. 提取字典中目标数据

counts = {'MBP': 268, 'HP': 125, 'DELL': 201, 'Lenovo': 199, 'acer': 99}

# 需求：提取上述电脑数量大于等于200的字典数据
count1 = {key: value for key, value in counts.items() if value >= 200}
print(count1)  # {'MBP': 268, 'DELL': 201}

三. 集合推导式

需求：创建一个集合，数据为下方列表的2次方。

list1 = [1, 1, 2]

代码如下：

list1 = [1, 1, 2]
set1 = {i ** 2 for i in list1}
print(set1)  # {1, 4}

注意：集合有数据去重功能。

四. 总结

• 推导式的作用：简化代码
• 推导式写法

# 列表推导式
[xx for xx in range()]

# 字典推导式
{xx1: xx2 for ... in ...}

# 集合推导式
{xx for xx in ...}

函数

一. 函数的作用

需求：用户到ATM机取钱：

1. 输入密码后显示"选择功能"界面
2. 查询余额后显示"选择功能"界面
3. 取2000钱后显示"选择功能"界面

特点：显示“选择功能”界面需要重复输出给用户，怎么实现？

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-tdGR112p-1629647741031)(01-函数一.assets/image-20181231211912413-6262352.png)]

函数就是将一段具有独立功能的代码块 整合到一个整体并命名，在需要的位置调用这个名称即可完成对应的需求。

函数在开发过程中，可以更高效的实现代码重用。

二. 函数的使用步骤

2.1 定义函数

def 函数名(参数):
    代码1
    代码2
    ......

2.2 调用函数

函数名(参数)

注意：

1. 不同的需求，参数可有可无。
2. 在Python中，函数必须==先定义后使用==。

2.3 快速体验

需求：复现ATM取钱功能。

1. 搭建整体框架(复现需求)

print('密码正确登录成功')

# 显示"选择功能"界面

print('查询余额完毕')

# 显示"选择功能"界面

print('取了2000元钱')

# 显示"选择功能"界面

2. 确定“选择功能”界面内容

print('查询余额')
print('存款')
print('取款')

3. 封装"选择功能"

注意：一定是先定义函数，后调用函数。

# 封装ATM机功能选项 -- 定义函数
def select_func():
    print('-----请选择功能-----')
    print('查询余额')
    print('存款')
    print('取款')
    print('-----请选择功能-----')

4. 调用函数

在需要显示“选择功能”函数的位置调用函数。

print('密码正确登录成功')
# 显示"选择功能"界面 -- 调用函数
select_func()

print('查询余额完毕')
# 显示"选择功能"界面 -- 调用函数
select_func()

print('取了2000元钱')
# 显示"选择功能"界面 -- 调用函数
select_func()

三.函数的参数作用

思考：完成需求如下：一个函数完成两个数1和2的加法运算，如何书写程序？

# 定义函数
def add_num1():
    result = 1 + 2
    print(result)


# 调用函数
add_num1()

思考：上述add_num1函数只能完成数字1和2的加法运算，如果想要这个函数变得更灵活，可以计算任何用户指定的两个数字的和，如何书写程序？

分析：用户要在调用函数的时候指定具体数字，那么在定义函数的时候就需要接收用户指定的数字。函数调用时候指定的数字和定义函数时候接收的数字即是函数的参数。

# 定义函数时同时定义了接收用户数据的参数a和b，a和b是形参
def add_num2(a, b):
    result = a + b
    print(result)


# 调用函数时传入了真实的数据10 和 20，真实数据为实参
add_num2(10, 20)

四.函数的返回值作用

例如：我们去超市购物，比如买烟，给钱之后，是不是售货员会返回给我们烟这个商品，在函数中，如果需要返回结果给用户需要使用函数返回值。

def buy():
    return '烟'

# 使用变量保存函数返回值
goods = buy()
print(goods)

4.1 应用

需求：制作一个计算器，计算任意两数字之和，并保存结果。

def sum_num(a, b):
    return a + b


# 用result变量保存函数返回值
result = sum_num(1, 2)
print(result)

五.函数的说明文档

思考：定义一个函数后，程序员如何书写程序能够快速提示这个函数的作用？

答：注释

思考：如果代码多，我们是不是需要在很多代码中找到这个函数定义的位置才能看到注释？如果想更方便的查看函数的作用怎么办？

答：函数的说明文档

函数的说明文档也叫函数的文档说明。

5.1 语法

• 定义函数的说明文档

def 函数名(参数):
    """ 说明文档的位置 """
    代码
    ......

• 查看函数的说明文档

help(函数名)

5.2 快速体验

def sum_num(a, b):
    """ 求和函数 """
    return a + b


help(sum_num)

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-uoVU2T5G-1629647741033)(01-函数一.assets/image-20190219112749727.png)]

六.函数嵌套调用

所谓函数嵌套调用指的是一个函数里面又调用了另外一个函数。

• 示例

def testB():
    print('---- testB start----')
    print('这里是testB函数执行的代码...(省略)...')
    print('---- testB end----')

def testA():
    print('---- testA start----')
    testB()
    print('---- testA end----')

testA()

• 效果

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-t0YRZfcd-1629647741036)(01-函数一.assets/image-20190219113648783.png)]

• 执行流程

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-pnJsG2pP-1629647741038)(01-函数一.assets/1.png)]

• 如果函数A中，调用了另外一个函数B，那么先把函数B中的任务都执行完毕之后才会回到上次 函数A执行的位置。

七. 函数应用

7.1 打印图形

1. 打印一条横线

def print_line():
    print('-' * 20)


print_line()

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-MtNAVWxS-1629647741041)(01-函数一.assets/image-20190219155107988.png)]

2. 打印多条横线

def print_line():
    print('-' * 20)


def print_lines(num):
    i = 0
    while i < num:
        print_line()
        i += 1


print_lines(5)

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-C3bUByQc-1629647741042)(01-函数一.assets/image-20190219155040124.png)]

7.2 函数计算

1. 求三个数之和

def sum_num(a, b, c):
    return a + b + c


result = sum_num(1, 2, 3)
print(result)  # 6

2. 求三个数平均值

def average_num(a, b, c):
    sumResult = sum_num(a, b, c)
    return sumResult / 3

result = average_num(1, 2, 3)
print(result)  # 2.0

八. 总结

• 函数的作用：封装代码，高效的代码重用

• 函数使用步骤

  • 定义函数

  def 函数名():
      代码1
      代码2
      ...
  

  • 调用函数

  函数名()
  

• 函数的参数：函数调用的时候可以传入真实数据，增大函数的使用的灵活性

  • 形参：函数定义时书写的参数(非真实数据)
  • 实参：函数调用时书写的参数(真实数据)

• 函数的返回值

  • 作用：函数调用后，返回需要的计算结果
  • 写法

  return 表达式
  

• 函数的说明文档

  • 作用：保存函数解释说明的信息
  • 写法

  def 函数名():
      """ 函数说明文档 """
  

• 函数嵌套调用：一个函数内部嵌套调用另外一个函数

一. 变量作用域

变量作用域指的是变量生效的范围，主要分为两类：局部变量和全局变量。

• 局部变量

所谓局部变量是定义在函数体内部的变量，即只在函数体内部生效。

def testA():
    a = 100

    print(a)


testA()  # 100
print(a)  # 报错：name 'a' is not defined

变量a是定义在testA函数内部的变量，在函数外部访问则立即报错。

局部变量的作用：在函数体内部，临时保存数据，即当函数调用完成后，则销毁局部变量。

• 全局变量

所谓全局变量，指的是在函数体内、外都能生效的变量。

思考：如果有一个数据，在函数A和函数B中都要使用，该怎么办？

答：将这个数据存储在一个全局变量里面。

# 定义全局变量a
a = 100


def testA():
    print(a)  # 访问全局变量a，并打印变量a存储的数据


def testB():
    print(a)  # 访问全局变量a，并打印变量a存储的数据


testA()  # 100
testB()  # 100

思考：testB函数需求修改变量a的值为200，如何修改程序？

a = 100


def testA():
    print(a)


def testB():
    a = 200
    print(a)


testA()  # 100
testB()  # 200
print(f'全局变量a = {a}')  # 全局变量a = 100

思考：在testB函数内部的a = 200中的变量a是在修改全局变量a吗？

答：不是。观察上述代码发现，15行得到a的数据是100，仍然是定义全局变量a时候的值，而没有返回

testB函数内部的200。综上：testB函数内部的a = 200是定义了一个局部变量。

思考：如何在函数体内部修改全局变量？

a = 100


def testA():
    print(a)


def testB():
    # global 关键字声明a是全局变量
    global a
    a = 200
    print(a)


testA()  # 100
testB()  # 200
print(f'全局变量a = {a}')  # 全局变量a = 200

二. 多函数程序执行流程

一般在实际开发过程中，一个程序往往由多个函数（后面知识中会讲解类）组成，并且多个函数共享某些数据，如下所示：

• 共用全局变量

# 1. 定义全局变量
glo_num = 0


def test1():
    global glo_num
    # 修改全局变量
    glo_num = 100


def test2():
    # 调用test1函数中修改后的全局变量
    print(glo_num)
    

# 2. 调用test1函数，执行函数内部代码：声明和修改全局变量
test1()
# 3. 调用test2函数，执行函数内部代码：打印
test2()  # 100

• 返回值作为参数传递

def test1():
    return 50


def test2(num):
    print(num)


# 1. 保存函数test1的返回值
result = test1()


# 2.将函数返回值所在变量作为参数传递到test2函数
test2(result)  # 50

三. 函数的返回值

思考：如果一个函数如些两个return (如下所示)，程序如何执行？

def return_num():
    return 1
    return 2


result = return_num()
print(result)  # 1

答：只执行了第一个return，原因是因为return可以退出当前函数，导致return下方的代码不执行。

思考：如果一个函数要有多个返回值，该如何书写代码？

def return_num():
    return 1, 2


result = return_num()
print(result)  # (1, 2)

注意：

1. return a, b写法，返回多个数据的时候，默认是元组类型。
2. return后面可以连接列表、元组或字典，以返回多个值。

四. 函数的参数

4.1 位置参数

位置参数：调用函数时根据函数定义的参数位置来传递参数。

def user_info(name, age, gender):
    print(f'您的名字是{name}, 年龄是{age}, 性别是{gender}')


user_info('TOM', 20, '男')

注意：传递和定义参数的顺序及个数必须一致。

4.2 关键字参数

函数调用，通过“键=值”形式加以指定。可以让函数更加清晰、容易使用，同时也清除了参数的顺序需求。

def user_info(name, age, gender):
    print(f'您的名字是{name}, 年龄是{age}, 性别是{gender}')


user_info('Rose', age=20, gender='女')
user_info('小明', gender='男', age=16)

注意：函数调用时，如果有位置参数时，位置参数必须在关键字参数的前面，但关键字参数之间不存在先后顺序。

4.3 缺省参数

缺省参数也叫默认参数，用于定义函数，为参数提供默认值，调用函数时可不传该默认参数的值（注意：所有位置参数必须出现在默认参数前，包括函数定义和调用）。

def user_info(name, age, gender='男'):
    print(f'您的名字是{name}, 年龄是{age}, 性别是{gender}')


user_info('TOM', 20)
user_info('Rose', 18, '女')

注意：函数调用时，如果为缺省参数传值则修改默认参数值；否则使用这个默认值。

4.4 不定长参数

不定长参数也叫可变参数。用于不确定调用的时候会传递多少个参数(不传参也可以)的场景。此时，可用包裹(packing)位置参数，或者包裹关键字参数，来进行参数传递，会显得非常方便。

• 包裹位置传递

def user_info(*args):
    print(args)


# ('TOM',)
user_info('TOM')
# ('TOM', 18)
user_info('TOM', 18)

注意：传进的所有参数都会被args变量收集，它会根据传进参数的位置合并为一个元组(tuple)，args是元组类型，这就是包裹位置传递。

• 包裹关键字传递

def user_info(**kwargs):
    print(kwargs)


# {'name': 'TOM', 'age': 18, 'id': 110}
user_info(name='TOM', age=18, id=110)

综上：无论是包裹位置传递还是包裹关键字传递，都是一个组包的过程。

五. 拆包和交换变量值

5.1 拆包

• 拆包：元组

def return_num():
    return 100, 200


num1, num2 = return_num()
print(num1)  # 100
print(num2)  # 200

• 拆包：字典

dict1 = {'name': 'TOM', 'age': 18}
a, b = dict1

# 对字典进行拆包，取出来的是字典的key
print(a)  # name
print(b)  # age

print(dict1[a])  # TOM
print(dict1[b])  # 18

5.2 交换变量值

需求：有变量a = 10和b = 20，交换两个变量的值。

• 方法一

借助第三变量存储数据。

# 1. 定义中间变量
c = 0

# 2. 将a的数据存储到c
c = a

# 3. 将b的数据20赋值到a，此时a = 20
a = b

# 4. 将之前c的数据10赋值到b，此时b = 10
b = c

print(a)  # 20
print(b)  # 10

• 方法二

a, b = 1, 2
a, b = b, a
print(a)  # 2
print(b)  # 1

六. 引用

6.1 了解引用

在python中，值是靠引用来传递来的。

我们可以用id()来判断两个变量是否为同一个值的引用。 我们可以将id值理解为那块内存的地址标识。

# 1. int类型
a = 1
b = a

print(b)  # 1

print(id(a))  # 140708464157520
print(id(b))  # 140708464157520

a = 2
print(b)  # 1,说明int类型为不可变类型 

print(id(a))  # 140708464157552，此时得到是的数据2的内存地址
print(id(b))  # 140708464157520


# 2. 列表
aa = [10, 20]
bb = aa

print(id(aa))  # 2325297783432
print(id(bb))  # 2325297783432


aa.append(30)
print(bb)  # [10, 20, 30], 列表为可变类型

print(id(aa))  # 2325297783432
print(id(bb))  # 2325297783432

6.2 引用当做实参

代码如下：

def test1(a):
    print(a)
    print(id(a))

    a += a

    print(a)
    print(id(a))


# int：计算前后id值不同
b = 100
test1(b)

# 列表：计算前后id值相同
c = [11, 22]
test1(c)

效果图如下：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-pRsOVZBf-1629647789479)(02-函数二.assets/image-20190220111744493.png)]

七. 可变和不可变类型

所谓可变类型与不可变类型是指：数据能够直接进行修改，如果能直接修改那么就是可变，否则是不可变.

• 可变类型
  • 列表
  • 字典
  • 集合
• 不可变类型
  • 整型
  • 浮点型
  • 字符串
  • 元组

八. 总结

• 变量作用域
  • 全局：函数体内外都能生效
  • 局部：当前函数体内部生效
• 函数多返回值写法

return 表达式1, 表达式2...

• 函数的参数
  • 位置参数
    • 形参和实参的个数和书写顺序必须一致
  • 关键字参数
    • 写法： key=value
    • 特点：形参和实参的书写顺序可以不一致；关键字参数必须书写在位置参数的后面
  • 缺省参数
    • 缺省参数就是默认参数
    • 写法：key=vlaue
  • 不定长位置参数
    • 收集所有位置参数，返回一个元组
  • 不定长关键字参数
    • 收集所有关键字参数，返回一个字典
• 引用：Python中，数据的传递都是通过引用

函数加强

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

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，再列表追加字典数据

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

按用户输入的学员姓名进行删除

1. 用户输入目标学员姓名

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，则提示“该用户不存在”

3. 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)
            break
    else:
        print('该学员不存在')

    print(info)

1.3.4.3 修改学员信息

• 需求分析

1. 用户输入目标学员姓名

2. 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

3. 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：')
            break
    else:
        print('该学员不存在')
    
    print(info)

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

# 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']}")
            break
    else:
        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：

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

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-zNF7oeym-1629647855088)(03-函数加强.assets/1.png)]

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 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

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))

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

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

注意：两种方法对比之后，发现，方法2的代码会更加简洁，函数灵活性更高。

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，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必须接收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]

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()