Python零基礎入門學習筆記(二)

Python 基礎入門學習

• 基本陳述句
• 基本資料型別
• 函式
• 檔案操作
• 面向物件
• 例外
• 模塊

三.函式

1. 函式：

   def 函式名(引數):

   **""" 說明檔案內容 """**
   
   **代碼1**
   
   **代碼2**
   
   **.......**
   

   注意：引數可有可無，必須先定義后使用

   函式中return之后的代碼并不會執行

   help(函式名) 查看函式解釋說明的資訊

2. 函式（二）：

   區域變數：只在函式體內部生效的變數

   全域變數：指在函式體內、外都能生效的變數

   在函式體內部修改全域變數：在函式體內部用 global 宣告變數為全域變數后修改

   函式有多個回傳值時： return 后面可以直接書寫 元組、串列、字典，回傳多個值

   位置引數：呼叫函式時根據函式定義的引數位置來傳遞引數，傳遞和定義引數的順序及個數必須一致

   關鍵字引數：函式呼叫時，通過“鍵=值”的形式加以指定傳參，關鍵字引數之間不存在先后順序

   預設引數：也叫默認引數，用于在定義函式時為引數提供默認值，呼叫函式時可以不傳入有默認值的引數，在定義和呼叫函式時，位置引數必須在預設引數之前

   不定長引數：也叫可變引數，用于不確定呼叫時會傳遞多少個引數的場景，可用 包裹位置引數 或 包裹關鍵字引數 來進行引數傳遞

   包裹位置傳遞(元組)：

   def 函式名( *args ): 
       print( args )
   
   函式名( 'abc' , 123 )
   

   包裹關鍵字傳遞(字典)：

   def 函式名( **kwargs): 
       print( kwargs )
       
   函式名( a = 'abc' , b = 123)
   

   包裹位置傳遞和包裹關鍵字傳遞都是一個組包的程序，即收集零散資料并組成一個元組或字典

   回傳值拆包：

   元組： return 10, 20 num1, num2 = 函式 即得到num1 = 10 , num2 = 20

   字典： 對字典拆包，得到的是字典的key

3. 交換變數值：

   方法一：借助第三變數存盤資料

   方法二： a, b = b, a

4. 參考： 在python中，值是靠參考來傳遞的

   可以用 id() 來判斷兩個變數是否為同一個值的參考，可以將id理解為那塊記憶體的地址標識，

5. 可變型別與不可變型別：

   可變型別：串列(list)、字典(dict)、集合(set)

   不可變型別：整型、浮點型、字串、元組

6. 函式加強應用—學員管理系統：

   #定義功能界面函式
   def print_info():
       """函式功能界面"""
       print('---select---')
       print('1.add')
       print('2.delete')
       print('3.modify')
       print('4.query')
       print('5.show all')
       print('6.exit')
       print('----end----')
   
   #定義串列等待存盤學員資訊
   info = []
   
   #添加學員資訊函式
   def add_info():
       """學員添加函式"""
       new_name = input('input name:')
       new_id = input('input id:')
       new_tel = input('input telephone:')
   
       global info
   
       for i in info:
           if new_name == i['name']:
               print('name exists!')
               #return 退出當前函式，不執行下面添加資訊的代碼
               return
   
       info_dict = {}
       info_dict['name'] = new_name
       info_dict['id'] = new_id
       info_dict['tel'] = new_tel
       info.append(info_dict)
       print('add successful!')
   
   #洗掉學員資訊
   def del_info():
       """學員洗掉函式"""
       del_name = input('input name:')
   
       global info
   
       for i in info:
           if del_name == i['name']:
               info.remove(i)
               print('delete successful!')
               break
       else:
           print('name does not exist!')
   
   #修改學員資訊
   def modify_info():
       """學員資訊修改函式"""
       modify_name = input('input name:')
   
       global info
   
       for i in info:
           if modify_name == i['name']:
               i['tel'] = input('input new telephone:')
               print('modify successful!')
               break
       else:
           print('name does not exist!')
   
   
   #查詢學員資訊
   def search_info():
       """查詢資訊函式"""
       search_name = input('input name:')
   
       global info
   
       for i in info:
           if search_name == i['name']:
               print('---Message---')
               print(f"The name is {i['name']}, The id is {i['id']}, The telephone is {i['tel']}，")
               break
       else:
           print('name does not exist!')
   
   #展示所有學員資訊函式
   def showall_info():
       """展示資訊函式"""
       print('name\tid\ttelephone')
   
       global info
   
       for i in info:
           print(f"{i['name']}\t{i['id']}\t{i['tel']}")
   
   while True:
       #1.顯示功能界面
       print_info()
   
       #2.用戶輸入功能序號
       user_num = int(input('your choice:'))
   
       #3.按照用戶輸入的功能序號，執行不同的功能（函式）
       if user_num == 1:
           add_info()
   
       elif user_num == 2:
           del_info()
   
       elif user_num == 3:
           modify_info()
   
       elif user_num == 4:
           search_info()
   
       elif user_num == 5:
           showall_info()
   
       elif user_num == 6:
           exit_flag = input('are you sure? Y/N')
           if exit_flag == 'Y':
               break
       else:
           print('Error!')
   

7. 遞回：

   特點： 函式內部自己呼叫自己、必須有出口，

   #遞回函式求1~n的累加和
   def num(n):
       #出口
       if n == 1:
           return 1
       #函式內部自己呼叫自己
       return n+num(n-1)
   

   若沒有出口，則報錯提示超出最大遞回深度（996），

8. lambda運算式（匿名函式）：

   應用場景： 化簡代碼，如果一個函式只有一個回傳值，并且只有一句代碼，可以使用lambda簡化，

   lambda 引數串列: 運算式
   

   lambda運算式的引數串列可有可無，函式的引數在lambda運算式中完全適用，

   lambda運算式能夠接收任何數量的引數但只能回傳一個運算式的值，

   #計算 a+b 的lambda實作
   fn = lambda a,b: a+b
   print(fn(1,2))
   #輸出結果： 3
   

   lambda的引數形式：無參、有參、預設引數（默認）、可變引數*args、可變引數**kwargs，

   #無參
   fn1 = lambda : 100
   
   #有參
   fn2 = lambda a: a
   
   #預設引數
   fn3 = lambda a,b,c=100: a+b+c
   
   #可變引數 *args(元組)
   fn4 = lambda *args: args
   
   #可變引數 *kwargs(字典)
   fn5 = lambda **kwargs: kwargs
   

   lambda的應用：

   #1.帶判斷的lambda
   fn1 = lambda a,b: a if a>b else b  #兩個數比大小
   
   fn2 = lambda n: n+fn2(n-1) if n != 1 else 1  #遞回求1~n的累加和
   
   
   #2.串列資料按字典key的值排序
   students = [
       {'name':'Tom','age':19},
       {'name':'Alice','age':20},
       {'name':'Hack','age':18}
   ]
   
   students.sort(key=lambda n: n['name'])  #按照名字首字母升序排序
   
   students.sort(key=lambda n: n['age'], reverse=True)  #按照年齡降序排序
   
   

9. 高階函式：

   把函式作為引數傳入，這樣的函式稱為高階函式（即復合函式），

   測驗用到的小函式：

   abs()：對數字求絕對值

   round()：對數字進行四舍五入

   def sum(a, b, f):
       return f(a)+f(b)
   
   result1 = sum(3.14, -2.8, abs)
   result2 = sum(3.14, -2.8, round)
   
   #lambda運算式改寫
   sum = lambda a,b,f: f(a)+f(b)
   

   Python內置高階函式： map()、reduce()、filter()，

   map(func, list) ：將傳入的函式變數func作用到串列變數list中的每個元素中，并將結果組成新的串列(python2)/迭代器(python3)回傳，

   #計算list1序列中各個數字的三次方
   list1 = [1,2,3,4,5]
   
   def func(x):
       return x ** 3
   
   result = map(func, list1) #此時result為map回傳的迭代器
   print(result)  #將回傳迭代器result的地址
   print(list(result))  #[1, 8, 27, 64, 125]
   

   reduce(func, list)：functools模塊中的一個高階函式，其中func必須有兩個引數，每次func結算的結果繼續和序列的下一個元素做累積計算，

   #計算list2序列中各個數字的累加和
   import functools  #匯入模塊
   
   list2 = [1,2,3,4,5]
   
   def func(a,b):
       return a+b
   
   result = functools.reduce(func,list2)
   
   print(result)  #15
   

   filter(func, list)：用于過濾序列，過濾掉不符合條件的元素，并回傳一個filter物件，可用 list() 轉換為串列，

   #過濾list3序列中所有的偶數，只留下奇數
   list3 = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
   
   def func(x):
       return x%2 != 0
   
   result = filter(func,list3)
   
   result = list(result)
   print(result)  #[1,3,5,7,9]
   

四.檔案操作

1. 檔案操作：

   作用：把一些內容（資料）存盤存放起來，可以讓程式下一次執行的時候直接使用，而不必重新制作一份，省時省力，

   檔案操作步驟：打開檔案、讀寫等操作、關閉檔案，

   open()：打開一個已經存在的檔案，或創建一個新檔案，

   f = open(name, mode)
   
   #name: 是要打開的目標檔案名的字串（可以包含檔案所在的具體路徑）
   #mode: 設定打開檔案的模式（訪問模式）:只讀、寫入、追加等
   #此時f為name檔案的檔案物件，可通過f執行之后的讀寫等操作
   

   主訪問模式	描述
   r	以只讀方式打開檔案，檔案的指標將會放在檔案的開頭，這是默認模式（訪問模式未指定時，即為只讀模式），
   w	打開一個檔案只用于寫入，如果該檔案已存在則打開檔案，并從開頭開始編輯，即原有內容會被洗掉，如果該檔案不存在，創建新檔案，
   a	打開一個檔案用于追加，如果該檔案已存在，檔案指標將會放在檔案的結尾，也就是說，新的內容將會被寫入到已有內容之后，如果該檔案不存在，創建新檔案進行寫入，
   (b)	以二進制形式讀取
   (+)	可讀可寫

   訪問模式r+、w+、a+的區別：

   r+ ：沒有該檔案則報錯，檔案指標在開頭故能讀取資料

   w+ ：沒有該檔案會新建，檔案指標在開頭并會用新內容覆寫原有內容，故無法讀取檔案內原有的資料

   a+ ：沒有該檔案會新建，檔案指標在結尾故不能讀取資料

   寫入內容：write()

   檔案物件.write('內容')
   

   讀取內容：read()、readlines()、readline()，

   檔案物件.read(num)
   #num 表示要從檔案中讀取的資料的長度，不寫則默認讀取所有資料，其中換行符'\n'會占一位
   
   檔案物件.readnlines()
   #按照行的方式把整個檔案的內容進行一次性讀取，并回傳一個串列，其中每一行資料為一個元素
   
   檔案物件.readline()
   #一次讀取一行內容、重復呼叫readline()則依次讀取檔案中每一行的內容
   

   移動檔案指標：seek()

   檔案物件.seek(偏移量，起始位置)
   
   #起始位置引數： 0開頭 1當前 2結尾
   

   應用：

   #使用 a 訪問模式打開檔案，通過改變檔案指標位置來讀取資料
   f = open('test.txt','a')
   
   f.seek(0,0)  #此時可簡寫為 f.seek(0)
   con = f.read()
   
   f.close()
   

2. 檔案備份案例：

   #用戶輸入當前目錄下任意檔案名，程式完成對該檔案的備份功功能（備份檔案名為 xx[備份].后綴）
   
   #1.接收用戶輸入的檔案名
   old_name = input('input yoru backup file name:')
   
   #2.規劃備份檔案名
   index = old_name.rfind('.')  #檔案名中'.'的位置
   if index > 0:  #判斷檔案名，防止出現'.txt'類的無效檔案名
       postfix = old_name[index:]
   
   new_name = old_name[:index] + '[備份]' + postfix  #利用字串的切片重新規劃備份檔案名
   
   #3.備份檔案寫入資料
   old_f = open(old_name,'rb')
   new_f = open(new_name,'wb')
   
   while True:  #回圈讀取，防止檔案過大時卡死
       con = old_f.read(1024)
       if len(con) == 0:  #讀取完成時
           break
       new_f.write(con)
   
   new_f.close()
   old_f.close()
   

3. 檔案和檔案夾的操作：

   模塊：使用 os 模塊

   import os
   
   #1.檔案操作
   #檔案重命名，也可以重命名檔案夾
   os.rename(目標檔案名或路徑, 新檔案名)
   
   #檔案洗掉，也可以洗掉檔案夾
   os.remove(目標檔案名)
   
   #2.檔案夾操作
   #創建檔案夾
   os.mkdir(檔案夾名字)
   
   #洗掉檔案夾
   os.rmdir(檔案夾名字)
   
   #3.目錄操作
   #獲取當前目錄
   os.getcwd()
   
   #改變當前默認目錄
   os.chdir(目錄檔案夾)
   
   #獲取目錄串列
   os.listdir(目錄檔案夾)
   

4. 檔案和檔案夾操作應用案例：

    #批量修改檔案名，既可添加指定字串，又能洗掉指定字串
   
   import os
   
   #構造條件資料
   flag = input('輸入操作型別（1為添加，2為洗掉）：')
   
   #構造指定字串
   str = input('請輸入指定字串：')
   
   #找到所有檔案
   file_list = os.listdir()
   
   #添加或洗掉指定字串
   for i in file_list:
       if flag == '1':
           new_name = str + i
       elif flag == '2':
           num = len(str)
           new_name = i[num:]
       else:
           print('操作模式輸入錯誤！')
           break
       #重命名
       os.rename(i, new_name)