Python—语法进阶

Posted 2021-09-03 icui4cu

一、变量

01-变量的引用

1.1 引用的概念

1.变量和数据是分开存储的

2.数据保存在内存的一个位置，变量存储着数据在内存中的地址

3.变量中纪录数据的地址就叫做引用

# 使用id()函数可以查看变量中保存数据所在的地址

注意：如果变量已被定义，当给一个变量赋值的时候，本质上就是修改了数据的引用

eg: 定义a = 1，id(1) 得出1的内存地址为0032

    id(a)得出a的内存地址也为0032

    定义b = a，id(b)得出b的地址也为0032

    修改引用为a = 2，id(a)与id(2)得出内存地址都为0064，而id(b)依旧为0032

所以我的理解是，原本的数据在内存中有一个固定的位置，而变量就是一个标签，上面写着要引用数据的地址

变量 a 上面写着1的内存地址0032，变量 b 因为赋值 a 所以也是0032，而之后 a 赋值2，于是 a 上面写着2的内存地址0064，b则因为没有操作依然为0032

1.2 函数的参数和返回值的传递

1.调用函数的，本质上传递的是实参保存数据的地址，而不是实参保存的数据

2.函数的返回值，返回的是数据的地址，而不是数据本身

3.如果函数有返回值，但是没有定义变量接收，程序不会报错，但是无法获得返回结果

eg:def test(num):

    print("%d的地址是%d" % (num, id(num)))

    result = "hello"

    print("%s的地址是%d" % (result, id(result)))

    return result

 

 

    a = 10

    print("a的地址是%d" % id(a))

    r = test(a)

    print("%s的地址是%d" % (r, id(r)))

 

02-可变和不可变类型

不可变类型：内存中数据不允许被修改

    数字类型：int，bool，float，complex，long(2.x)

    字符串：str

    元组：tuple

可变类型：内存中的数据可以被修改，即分配空间之后，仍然可以使用方法来修改类型中的内容，而不会改变内存地址

    列表、字典

eg:定义一个列表变量 a = [1, 2, 3]，id(a)为70272，我们在其中利用append方法追加数据，变成 a = [1, 2, 3, 999]，id(a)为70272 

   即使是clear方法清空后，id(a)仍为70272，但是如果赋值 a = []，id(a)为64352，发生改变。字典同理

# 如果给一个可变类型的变量，赋值一个新的数据，则变量不再引用之前的数据，改为引用新的数据

注意：字典的 key 只能使用不可变类型的数据，value 可以是任意类型的数据

哈希（hash）

python中的内置函数hash(o)，用于接收一个 不可变类型 的数据作为 参数，而 返回 结果是一个 整数

哈希是一种 算法，其作用就是提取数据的 特征码（指纹），即相同的内容 得到 相同的结果，不同的内容 得到 不同的结果

在Python中，设置字典的 键值对 时，会首先对 key 进行 hash，保证内存中保存字典的数据得到优化，方便 后续 对字典的操作：增、删、改、查

 

03-局部变量和全局变量

局部变量 是在 函数内部 定义的变量，只能在函数内部使用

全局变量 是在 函数外部定义 的变量（没有定义在某一个函数内），所有函数 内部 都可以使用这个变量

3-1 局部变量

1.局部变量 是在 函数内部 定义的变量，只能在函数内部使用

2.函数执行结束后，函数内部的局部变量，会被系统回收

3.不同的函数，可以定义相同的名字的局部变量，但是 彼此之间 不会产生影响

作用：临时保存函数内部需要的数据

生命周期：变量从被创建到被系统回收的过程

1.局部变量 在 函数执行时 才会被创建

2.函数执行结束后 局部变量 被系统回收

3.局部变量在生命周期 内，可以用来存储 函数内部临时使用到的数据

3-2 全局变量

1) 函数不能直接修改 全局变量的引用，但所有的函数内部都可以使用这个变量

# 若在函数内部定义的变量与全局变量同名，只认为是局部变量，不会修改全局变量

2) 在函数内部修改全局变量的值，需要使用 global 关键字进行声明

# global关键字会告诉解释器后面的变量是全局变量，再使用赋值语句就不会创建局部变量

3) 全局变量定义的位置

# 为了保证所有的函数都能够正确使用到全局变量，应该将全局变量定义在其他函数的上方，否则即使编写时不会出错，编译函数时也会报错

4) 全局变量命名的建议

为了避免局部变量和全局变量出现混淆，在定义全局变量时，可以适当添加前缀，如 g_ 或 gl_ 等

注意：

函数执行变量顺序：局部变量 ==> 全局变量 ==> 报错

代码顺序：shebang ==> import模块 ==> 全局变量 ==> 函数定义 ==> 执行代码

 

二、函数

01-函数的参数与返回值

外界通过参数将数据传递到函数内部进行处理，而函数通过返回值向外界报告函数结果，以此可分为四种类型：无参数，无返回值；无参数，有返回值；有参数，无返回值；有参数，有返回值

1.1 无参数，无返回值

 

 

 

 

02-函数的返回值（进阶）

要返回多个结果时，可以用元组来返回多个数据

def measure():

    print("开始测量...")

    temp = 37

    wetness = 50

    print("结束测量...")

    return temp, wetness

# 返回类型是元组时，小括号可以省略

 

 

result = measure()

在python中可以将一个元组通过赋值语句同时赋给多个变量，要求变量数量和赋值顺序必须和元组一致

gl_temp, gl_wetness = result

拓展1：交换数字顺序

a = 6， b = 100

1.使用其他变量

c = a

a = b

b = c

2.不使用其他变量

a = a + b 

b = a - b

a = a - b

3.python专属，元组

a, b = b, a

 

03-函数的参数（进阶）

3-1 可变参数和不可变参数

1.只要针对参数使用赋值语句，会在函数内部修改局部变量的引用，不会影响到外部变量的引用

def demo(num, num_list):

    num = 100

    num_list = [1, 2, 3]

    print("在内部是以下结果:")

    print(num)

    print(num_list)

 

 

gl_num = 99

gl_list = [4, 5, 6]

demo(gl_num, gl_list)

print("在外部是以下结果")

print(gl_num, gl_list)

2.如果传递的可变参数，在函数内部使用方法进行修改，同样会影响到外部数据

def mutable(num_list):

    num_list.extend([4, 5])

    print("在函数内部是:")

    print(num_list)

 

 

gl_num_list = [1, 2, 3]

mutable(gl_num_list)

print(gl_num_list)

拓展2：+=在列表中的操作

在python中，对列表的+=操作本质上是执行列表的 extend 方法，没有修改引用，会影响外部数据

而先+后=分开操作，则会修改引用，不改变外部数据

def demo(num, num_list):

    num += num

    num_list += num_list             # 外部为[1, 2, 3, 1, 2, 3]

    num_list = num_list + num_list   # 外部为[1, 2, 3]

    print("函数内部的代码是:")

    print(num)

    print(num_list)

    print("函数结束")

 

 

gl_num = 1

gl_list = [1, 2, 3]

demo(gl_num, gl_list)

print(gl_num)

print(gl_list)

3-2 缺省参数

介绍

定义函数时，给某个参数指定一个默认值，具有默认属性的参数就叫做缺省参数

在调用函数时，如果没有传入缺省参数的值，则在函数内部定义函数时指定的参数默认值

函数的缺省参数，将常见的值设置为参数的缺省值，从而 简化函数的调用

gl_num_list = [6, 3, 9]

 

# 默认就是升序排序，因为这种应用需求更多

gl_num_list.sort()

 

# 只有当需要降序排序时，才需要传递 `reverse` 参数，在这里reverse就是缺省参数，默认缺省值为False，降序时才传入True

gl_num_list.sort(reverse=True)

指定函数的缺省参数

在参数后使用赋值语句，可以指定参数的缺省值

def print_info(name, gender=True):

    gender_text = "男生"

    if not gender:

        gender_text = "女生"

    print("%s是%s" % (name, gender_text))

# 注意

1. 缺省参数，需要使用最常见的值作为默认值

2. 如果一个参数的值不能确定，则不应该设置默认值，具体的数值在调用函数时，由外界传递

缺省参数的注意事项

(1) 带有默认值的缺省参数必须定义在参数列表末尾

(2) 在调用具有多个缺省参数的函数时，需要指定参数名

def print_info(name, title="", gender=True):

    gender_text = "男生"

    if not gender:

        gender_text = "女生"

    print("%s[%s]是%s" % (name, title, gender_text))

 

 

print_info("小明")

print_info("小明", title="班长")

print_info("小美", gender=False)

3-3 多值参数（了解）

1.定义支持多值的参数的函数

有时需要一个函数能处理的参数是不确定的，则需要使用多值参数

参数前一个 * 可以接收元组，常命名为 *args   # arguments缩写，意为变量

参数前两个 * 可以接收字典，常命名为 **kwargs   # keywordarguments的缩写，记忆键值对参数

eg:def demo(num, *args, **kwargs):

        print(num)

        print(args)

        print(kwargs)

 

 

    demo(1, 2, 3, 4, 5, name="小明", age=18)

2.案例演练——计算任意多数字的和

将所有传递的数字累加，并返回累加结果

def sum_numbers(*args):

    num = 0

    for i in args:

        num += i

    return num

 

 

print(sum_numbers(1, 2, 3))

3-4 元组和字典的拆包（了解）

在调用带有多值参数的函数时，为了让元组变量直接传递给args，字典变量直接传递给kwargs，则要使用拆包，否则只能一个一个传递元素

即在元组变量前添加 * ，在字典变量前添加 **

eg:def demo(*args, **kwargs):

        print(args)

        print(kwargs)

 

 

    gl_num = (1, 2, 3)

    gl_dict = {"name": "小明", "age": 18}

    demo(*gl_num, **gl_dict)

如果不添加*和**，则字典变量同样会传入元组中

 

04-函数的递归

1.一个函数自己调用自己称为递归，递归需要一个出口，否则会陷入死循环

eg:def sum_numbers(num):

        print(num)

 

        if num == 1:

            return

    sum_numbers(num - 1)

 

 

    sum_numbers(3)

2.案例——计算数字累加

eg:def demo(num):

        if num == 1:

            return 1

        temp = demo(num - 1)

        return num + temp

 

 

    print(demo(100))

# 这里demo(100) = 100 + demo(99)，demo(99) = 99 + demo(98)，以此类推，最后demo(1) = 1，随后又依次返回，相当于 100 + 99 + 98…… = 5050

在处理不确定的循环条件（如：遍历整个文件目录的结构），递归则非常有用