Python学习笔记-17

文章目录

• 函数加强
• • 应用：学院管理系统
  • • 系统介绍
    • 步骤分析
    • 需求实现
    • • 显示功能界面
      • 用户输入功能序号
      • 用户输入的功能序号
      • 定义不同功能的函数
• 递归
• • 递归的应用场景
  • • 递归的特点
  • 应用：3以内数字累加和
  • 递归出口问题
• lambda 表达式
• • lambda的应用场景
  • lambda语法
  • 快速入门
  • 示例：计算a+b
  • • 函数实现
    • lambda实现
  • lambda的参数形式
  • • 无参数
    • 一个参数
    • 默认参数
    • 可变参数 *args
    • 可变参数**kwargs
  • lambda 应用
  • • 带判断的lambda
    • 列表书按字典key的值排序
• 高阶函数
• • 体验高阶函数
  • 内置高阶函数
  • • map()
    • reduce()
    • filter()

函数加强 应用：学院管理系统 系统介绍

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。

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

需求实现 显示功能界面

定义函数print_info，负责显示系统功能。

# 定义功能界面函数
def print_info():
    print('-------请选择功能-------')
    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('-'*22)

调用代码：

# 1. 显示功能界面
print_info()

用户输入功能序号

# 2. 用户输入功能序号
user_num = int(input('请输入功能序号'))

用户输入的功能序号

# 3. 用户输入的功能序号，执行不同的功能（函数）
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')

定义不同功能的函数

所有功能函数都是 *** 作学院信息，所有存储所有学员的信息应该是一个全局变量，数据类型为里列表。

info = []

1. 添加学员

需求分析：接收用户输入学院信息，并保存；判断是否添加学员信息（如果学员姓名已经存在，则报错提醒；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）；对应的if条件成立的位置调用该函数。

代码实现

# 添加学员
info = []
def add_info():
    '''添加学员'''
    # 输入学院信息
    new_name = input('请输入学员姓名：')
    new_id = input('请输入学员id：')
    new_tel = input('请输入学员电话：')

    # 从全局变量info中，判断学员信息
    global info 
    for i in info:
        if new_name == i['name']:
            print('该用户已存在！')
            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中
    info_dict['id'] = new_id
    info_dict['name'] = new_name
    info_dict['tel'] = new_tel

    # 将这个学员信息字典追加到列表中
    info.append(info_dict)

    print(info)

2. 删除学员
   需求分析：按用户输入的学员姓名进行删除：用户输入目标学员姓名；检查学员是否存在（如果存在，删除这个数据；如果不存在，则提示“该用户不存在”）；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. 用户输入想要删除的学员的姓名
    del_name = input('想要删除的学员的姓名：')

    # 2. 在全局变量中的数据中，判断是否有该姓名
    for i in info:
        if del_name == i['name']:
            info.remove(i)
            break

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

3. 修改学员信息
   需求分析：用户输入目标学员姓名；检查这个学员是否存在（如果存在，则修改这位学员的信息，例如手机号；如果不存在，则报错）；对应的if条件成立的位置调用该函数。
   代码实现

# 修改学员信息
def modify_info():
    '''修改学员信息'''
    # 1. 用户输入目标学员信息
    modify_name = input('请输入想要修改信息学员的名字：')

    # 2. 在全局变量中，检查这个学员是否存在
    global info
    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)

4. 查询学员信息
   需求分析：用户输入目标学员姓名；检查学员是否存在（如果存在，则显示该学员的信息；如果不存在，则报错提示）
   代码实现

# 查询学员信息
def search_info():
    '''查询学员信息'''
    # 1. 输入想要查询学员的姓名
    search_name = input('请输入想要查询学员的姓名：')

    # 2. 在全局变量中，检查这个学员是否存在
    for i in info:
        if search_name == i['name']:
            print('查找到的学员信息如下：')
            print(f"该学员的姓名是{i['name']}，学号是{i['id']}，手机号是{i['tel']}")
        else:
            print('该学员不存在！')

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']}')

6. 退出系统
   代码实现

    elif user_num == 6:
        exit_flag = input('确定要退出吗？yes or no')
        if exit_flag == 'yes':
            break

所有功能都用代码实现了，下面，我们来看看完整版的代码吧！

info = []
def print_info():
    print('-------请选择功能-------')
    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('-'*22)

# 添加学员
def add_info():
    '''添加学员'''
    # 输入学院信息
    new_name = input('请输入学员姓名：')
    new_id = input('请输入学员id：')
    new_tel = input('请输入学员电话：')

    # 从全局变量info中，判断学员信息
    global info 
    for i in info:
        if new_name == i['name']:
            print('该用户已存在！')
            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中
    info_dict['id'] = new_id
    info_dict['name'] = new_name
    info_dict['tel'] = new_tel

    # 将这个学员信息字典追加到列表中
    info.append(info_dict)

    print(info)

# 删除学员
def del_info():
    '''删除学员'''
    # 1. 用户输入想要删除的学员的姓名
    del_name = input('想要删除的学员的姓名：')

    # 2. 在全局变量中的数据中，判断是否有该姓名
    for i in info:
        if del_name == i['name']:
            info.remove(i)
            break

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

# 修改学员信息
def modify_info():
    '''修改学员信息'''
    # 1. 用户输入目标学员信息
    modify_name = input('请输入想要修改信息学员的名字：')

    # 2. 在全局变量中，检查这个学员是否存在
    global info
    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)

# 查询学员信息
def search_info():
    '''查询学员信息'''
    # 1. 输入想要查询学员的姓名
    search_name = input('请输入想要查询学员的姓名：')

    # 2. 在全局变量中，检查这个学员是否存在
    for i in info:
        if search_name == i['name']:
            print('查找到的学员信息如下：')
            print(f"该学员的姓名是{i['name']}，学号是{i['id']}，手机号是{i['tel']}")
        else:
            print('该学员不存在！')

# 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']}')

# 系统需要循环使用，直到退出系统
while True:
    # 1. 显示功能界面
    print_info()

    # 2. 用户输入功能序号
    user_num = int(input('请输入功能序号'))
 
    # 3. 用户输入的功能序号，执行不同的功能（函数）
    if user_num == 1:
        print('添加学员')
        add_info()
    elif user_num == 2:
        print('删除学员')
        del_info()
    elif user_num == 3:
        print('修改学员信息')
        modify_info()
    elif user_num == 4:
        print('查询学员信息')
        search_info()
    elif user_num == 5:
        print('显示所有学员信息')
        print_all()
    elif user_num == 6:
        exit_flag = input('确定要退出吗？yes or no')
        if exit_flag == 'yes':
            break
    else:
        print('输入功能有错误，请重新输入')

递归 递归的应用场景

递归是一种编程思想：

1. 在我们日常开发中，如果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. 在后续的算法课中，很多算法都离不开递归。例如：快速排序。

递归的特点

函数内部自己调用自己
必须有出口

应用：3以内数字累加和

代码

# 3 + 2 + 1
def sum_num(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_num(num-1)
result = sum_num(3)
print(result) # 6

执行结果

可以使用Debug工具查看

递归出口问题

错误代码：

# 3 + 2 + 1
def sum_num(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_num(num-1)

result = sum_num(3)
print(result) # 6

报错信息

  File "c:\Users\Administrator\Desktop.py", line 9, in <module>
    result = sum_num(3)
  File "c:\Users\Administrator\Desktop.py", line 7, in sum_num
    return num + sum_num(num-1)
  File "c:\Users\Administrator\Desktop.py", line 7, in sum_num
    return num + sum_num(num-1)
  File "c:\Users\Administrator\Desktop.py", line 7, in sum_num
    return num + sum_num(num-1)
  [Previous line repeated 996 more times]
RecursionError: maximum recursion depth exceeded

其中996是递归深度。

lambda 表达式 lambda的应用场景

如果应该函数有返回值，并且只有一句代码，可以使用lanbda简化。

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表达式能接受任何数量的参数但是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()) # 200

# lambda表达式
fn2 = lambda : 100
print(fn2) #  at 0x000001278661E830>
print(fn2()) # 100

注意：直接答应lambda表达式，输出的是此lambda的内存地址。

示例：计算a+b 函数实现

def add(a,b):
    return a+b
result = add(1,2)
print(result) # 3
# 思考：需求简单，是否代码多

lambda实现

fn1 = lambda a,b : a+b
print(fn1(1,2)) # 3

lambda的参数形式 无参数

fn1 = lambda : 100
print(fn1()) # 100

一个参数

fn1 = lambda a : a
print('hallo world') # hallo world

默认参数

fn1 = lambda a,b,c=100:a,b,c
print(fn1(10,20)) # 10,20,100

可变参数 *args

fn1 = lambda *args：args
print(10,20,30) # (10,20,30)

可变参数**kwargs

fn1 = lambda **kwargs : kwargs
print(fn1(name = ‘txd’，age = 18)) # {‘name’: ‘txd’, ‘age’: 18}

lambda 应用 带判断的lambda

fn1 = lambda a,b:a if a > b else b
print(fn1(1,2))

列表书按字典key的值排序

from curses import keyname


studens = [
    {'name':'txd','age':18},
    {'name':'yy','age':19},
    {'name':'ll','age':17}
]

# sort(key = lambda...,....)
# 1. name key 对应的值进行升序排序
studens.sort(key=lambda x:x['name'])
print(studens)
# 2. name key 对应的值进行降序排序
studens.sort(key=lambda x:x['name'],reverse=True)
print(studens)
# 3. age key 对应的值进行升序排序
studens.sort(key=lambda x:x['age'])
print(studens)

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，函数式编程是指这种高度抽象的编程范式。

体验高阶函数

在python中，abs()函数可以完成数字绝对值计算。

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进行求和计算。
方法1

def add_num(a,b):
    return abs(a) + abs(b)
result = add_num(-4,2)
print(result)  # 6

方法2

def add_num(a,b,f):
    return f(a) + f(b)
result = add_num(-4,2,abs)
print(result)  # 6

注意：两种表达式对比之后，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。

内置高阶函数 map()

map(func,lst),将传入的函数变量func作用到两三天变量的每个元素中，并将结果组成新的列表返回。
需求：计算list1序列中各个数字的2次方。

lsit1 = [3,4,5]
def func(x):
    return x**2

result = map(func,lsit1)
print(result) # 
print(list(result)) # [9, 16, 25]

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计计算。

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
from unittest import result

list1 = [1,2,3,4,5]
def func(a,b):
    return a + b
result = functools.reduce(func,list1)
print(result) # 15

filter()

filter(func,lst)函数用于过滤序，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]
def func(x):
    return x %2 ==0

result = filter(func,list1)
print(result) # 
print(list(result)) # [2, 4, 6, 8]