Python零基礎先修課第四周

魔法少女竹千代發表於2020-12-31
Python

Python零基礎先修課第四周

筆記

第四周程式碼複用

  1. 函式定義
    -函式：完成特定功能的一個語句組，通過呼叫函式名來完成語句組的功能。
    -函式可以反饋結果。
    -為函式提供不同的引數，可實現對不同資料的處理。
    -自定義函式：使用者自己寫的
    -系統自帶函式：Python內嵌的函式，Python標準庫中的函式，圖形庫中的方法等
    -使用函式目的：降低程式設計難度、程式碼重用
    -使用def定義函式，Python不需要定義函式返回型別，能返回任何型別
def <name>(<parameters>):
<body>

-函式名<name>：任何有效的Python識別符號
-引數列表<parameters>：呼叫函式時傳遞給它的值。引數個數大於等於零多個引數由逗號分隔。
-形式引數：定義函式式，函式名後面圓括號中的變數，簡稱“形參”。形參只在函式內部有效。
-實際引數：呼叫函式時，函式名後面圓括號中的變數簡稱“實參”。
-函式體<body>：函式被呼叫時執行的程式碼，由一個或多個語句組成。
-函式呼叫的一般形式：<name>(<parameters>)
-舉例：

def add1(x):
    x=x+1
return x

-return語句：結束函式呼叫，並將結果返回給呼叫者。
-return語句是可選的，可出現在函式體的任意位置。
-沒有return語句，函式在函式體結束位置將控制權返回給呼叫方。
-函式介面：返回值和引數
-函式傳遞資訊主要途徑：通過函式返回值的方式傳遞資訊、通過引數傳遞資訊。
2. 函式的呼叫和返回值
-return語句：程式退出該函式，並返回到函式被呼叫的地方。
-return語句返回的值傳遞給呼叫程式。
-返回只有兩種形式：返回一個值、返回多個值
-無返回值的return語句等價於return None。
-None是表示沒有任何東西的特殊型別
-返回值可以是一個變數，也可以是一個表示式。

def square(x):
y=x*x
return y

等價於

def squarel(x):
return x*x

應用square()函式編寫程式計算兩點之間的距離
在這裡插入圖片描述

def distance(x1,y1,x2,y2):
	dist=math.sqrt(square(x1-x2)+square(y1-y2))
	return dist

計算三角形周長：

#計算三角形的周長
import math
def square(x):
    return x*x
def distance(x1,y1,x2,y2):
    dist=math.sqrt(square(x1-x2)+square(y1-y2))
    return dist
def isTriangle(x1,y1,x2,y2,x3,y3):
    flag=((x1-x2)*(y3-y2)-(x3-x2)*(y1-y2)) !=0
    return flag
def main():
    print("Please enter (x,y) of three points in turn: ")
    x1,y1=eval(input("Point1:(x,y)="))
    x2,y2=eval(input("Point2:(x,y)="))
    x3,y3=eval(input("Point3:(x,y)="))
    if(isTriangle(x1,y1,x2,y2,x3,y3)):
 	       #計算三角形周長
 	       perim=distance(x1,y1,x2,y2)+distance(x2,y2,x3,y3)+distance(x1,y1,x3,y3)
 	       print("The perimeter of the triangle is: {0:0.2f}".format(perim))
    else:
        print("Kdding me? This is not a triangle!")
main()
  1. 改變引數值的函式：
    銀行賬戶計算利率——賬戶餘額計算利息的函式
def addInterest(balance,rate):
    newBalance=balance*(1+rate)
    balance=newBalance
def main():
    amount=1000
    rate=0.05
    addInterest(amount,rate)
    print(amount)
main()

在這裡插入圖片描述

執行後發現amount還是1000，不是1050，這是因為函式的形參只接收了實參的值，給形參賦值並不影響實參。Python可以通過值來傳遞引數。
修改程式：

def addInterest(balance,rate):
    newBalance=balance*(1+rate)
    return newBalance
def test():
    amount=1000
    rate=0.05
    amount=addInterest(amount,rate)
    print(amount)
test()

處理多個銀行賬戶的程式
-用列表儲存賬戶餘額資訊
-列表中第一個賬戶餘額

balance[0]=balance[0]*(1+rate)
balance[1]=balance[1]*(1+rate)

程式碼如下：

def addInterest(balances,rate):
    for i in range(len(balances)):
        balances[i]=balances[i]*(1+rate)
def test():
    amounts=[1000,105,3500,739]
    rate=0.05
    addInterest(amounts,rate)
    print(amounts)
test()

在這裡插入圖片描述
Python的引數是通過值來傳遞的，但是如果變數是可變物件（如列表和圖形物件），返回到呼叫程式後，該物件會呈現被修改後的狀態。
4. 函式和程式結構
-函式可以簡化程式，並且函式可以使程式模組化
-用函式將較長的程式分割成短小的程式段，可以方便理解

def createTable(principal,apr):
    #為每一年繪製星號的增長圖
    for year in range(1,11):
        principal=principal*(1+apr)
        print("%2d"%year,end='')
        total=caculateNum(principal)
        print("*"*total)
    print("0.0K    2.5K    5.0K    7.5K    10.0K")
def caculateNum(principal):
    #計算星號數量
    total=int(principal*4/1000.0)
    return total
def main():
    print("This program plots the growth of a 10-year investment.")
    #輸入本金和利率
    principal=eval(input("Enter the initial pricinpal: "))
    apr=eval(input("Enter the annualized interest rate: "))
    #建立圖表
    createTable(principal,apr)
main()
  1. 結構與遞迴
    遞迴：函式定義中使用函式自身的方法
    經典例子：階乘
    在這裡插入圖片描述

特徵：有一個或多個基例是不需要再次遞迴的，所有的遞迴鏈都要以一個基例結尾
-遞迴每次呼叫都會引起形函式的開始
-遞迴有本地值的副本，包括該值的引數
-階乘遞迴函式中：每次函式呼叫中的相關n值在中途的遞迴鏈暫時儲存，並在函式返回時使用。
在這裡插入圖片描述

字串反轉
-Python列表有反轉的內建方法
方法一：字串轉換為字元列表，反轉列表，列表轉換回字串
方法二：遞迴
IPO模式：
輸入：字串
處理：用遞迴的方法反轉字串
輸出：反轉後的字串

def reverse(s):
return reverse(s[1:])+s[0]

會報錯，因為沒有基例
-構造對函式，需要基例
-基例不進行遞迴，否則遞迴就會無限迴圈執行
因此：

def reverse(s):
if s=='':
    return s
else:
    return reverse(s[1:])+s[0]
  1. 例項
    樹的繪製思路
    -首先學習簡單圖形繪製的指令
    -其次為樹的繪製設計演算法
    在這裡插入圖片描述
from turtle import Turtle, mainloop

def tree(plist, l, a, f):
    """ plist is list of pens
    l is length of branch
    a is half of the angle between 2 branches
    f is factor by which branch is shortened
    from level to level."""
    if l > 5: #
        lst = []
        for p in plist:
            p.forward(l)#沿著當前的方向畫畫Move the turtle forward by the specified distance, in the direction the turtle is headed.
            q = p.clone()#Create and return a clone of the turtle with same position, heading and turtle properties.
            p.left(a) #Turn turtle left by angle units
            q.right(a)# turn turtle right by angle units, units are by default degrees, but can be set via the degrees() and radians() functions.
            lst.append(p)#將元素增加到列表的最後
            lst.append(q)
        tree(lst, l*f, a, f)
  
           

def main():
    p = Turtle()
    p.color("green")
    p.pensize(5)
    #p.setundobuffer(None)
    p.hideturtle() #Make the turtle invisible. It’s a good idea to do this while you’re in the middle of doing some complex drawing,
    #because hiding the turtle speeds up the drawing observably.
    #p.speed(10)
    #p.getscreen().tracer(1,0)#Return the TurtleScreen object the turtle is drawing on.
    p.speed(1)
    #TurtleScreen methods can then be called for that object.
    p.left(90)# Turn turtle left by angle units. direction 調整畫筆

    p.penup() #Pull the pen up – no drawing when moving.
    p.goto(0,-200)#Move turtle to an absolute position. If the pen is down, draw line. Do not change the turtle’s orientation.
    p.pendown()# Pull the pen down – drawing when moving. 這三條語句是一個組合相當於先把筆收起來再移動到指定位置，再把筆放下開始畫
    #否則turtle一移動就會自動的把線畫出來

    #t = tree([p], 200, 65, 0.6375)
    t = tree([p], 200, 65, 0.6375)
    
main()

作業

作業：
1
在這裡插入圖片描述

在這裡插入圖片描述

2七段數碼管的繪製

import turtle,time
def drawGap():
    turtle.penup()
    turtle.fd(5)
def drawLine(draw):     #繪製單段數碼管
    drawGap()
    turtle.pendown() if draw else turtle.penup()
    turtle.fd(40)
    drawGap()
    turtle.right(90)
def drawDigit(digit):   #根據數字繪製七段數碼管
    drawLine(True) if digit in [2,3,4,5,6,8,9] else drawLine(False)
    drawLine(True) if digit in [0,1,3,4,5,6,7,8,9] else drawLine(False)
    drawLine(True) if digit in [0,2,3,5,6,8,9] else drawLine(False)
    drawLine(True) if digit in [0,2,6,8] else drawLine(False)
    turtle.left(90)
    drawLine(True) if digit in [0,4,5,6,8,9] else drawLine(False)
    drawLine(True) if digit in [0,2,3,5,6,7,8,9] else drawLine(False)
    drawLine(True) if digit in [0,1,2,3,4,7,8,9] else drawLine(False)
    turtle.left(180)
    turtle.penup()      #為繪製後續數字確定位置
    turtle.fd(20)       #為繪製後續數字確定位置
def drawDate(date):     #獲得要輸出的數字 date為日期，格式為'%Y-%m=%d+'
    turtle.pencolor("red")
    for i in date:
        if i=='-':
            turtle.write('年',font=("Arial",18,"normal"))
            turtle.pencolor("green")
            turtle.fd(40)
        elif i=='=':
            turtle.write('月',font=("Arial",18,"normal"))
            turtle.pencolor("blue")
            turtle.fd(40)
        elif i=='+':
            turtle.write('日',font=("Arial",18,"normal"))
        else:
            drawDigit(eval(i))  #通過eval()函式將數字變為整數
def main():
    turtle.setup(800,350,200,200)
    turtle.penup()
    turtle.fd(-300)
    turtle.pensize(5)
    drawDate(time.strftime('%Y-%m=%d+',time.gmtime()))
    turtle.hideturtle()
    turtle.done()
main()

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