python基础07

字典的key只能使用不可变类型的数据

#注意：
1.可变类型的数据变化，是通过方法实现的
2.如果给一个可变类型的变量，赋值了一个新的数据，引用会修改 ·变量不再对之前的数据引用 ·变量改为对新赋值的数据引用

在python中，是不允许直接修改全局变量的值，如果使用赋值语句，会在函数内部定义一个局部变量

如果在函数中需要修改全局变量，需要使用global进行声明，不会创建局部变量

注意：在开发时，应该把模块中的所有全局变量定义在所有函数上方，就可以保证所有的函数都能够正常访问到每一个全局变量了

代码结构示意图如下：
shebang
import模块
全局变量
函数定义
执行代码

交换数字

a = 6
b = 100
#解法一：
c = a
a = b
b = c
#解法二：
a = a + b
b = a - b
a = a - b
#解法三：
a,b = (b,a)

在函数内部，针对参数使用赋值语句，不会修改到外部的实参变量

列表变量使用+不会做相加再赋值的操作！本质上时在调用列表的extend方法

在参数后使用赋值语句，可以指定参数的缺省值，1）定义位置：必须保证带有默认值的缺省参数在参数列表末尾2）调用带有多个缺省参数的函数：需要指定参数名，这样解释器才知道参数的对应关系

调用多值函数时，元组和字典变量分别传递给args和kwargs可以在元组变量前增加一个字典变量前增加两个|

变量进阶（理解）

目标

变量的引用
可变和不可变类型
局部变量和全局变量

01. 变量的引用

变量和数据都是保存在内存中的

在 Python 中 函数的参数传递 以及 返回值 都是靠引用传递的

1.1 引用的概念

在 Python 中

变量和数据是分开存储的
数据保存在内存中的一个位置
变量中保存着数据在内存中的地址
变量中 记录数据的地址，就叫做引用
使用 id() 函数可以查看变量中保存数据所在的 内存地址

注意：如果变量已经被定义，当给一个变量赋值的时候，本质上是 修改了数据的引用

变量不再对之前的数据引用

变量改为对新赋值的数据引用

1.2 `变量引用` 的示例

在 Python 中，变量的名字类似于 便签纸 贴在数据上

定义一个整数变量 a，并且赋值为 1

| 代码 | 图示 |

| :—: | :—: |

| a = 1 | [外链图片转存失败(img-qGM3igRu-1564056594843)(media/14982751015713/004_a1tag.png)]|

将变量 a 赋值为 2

| 代码 | 图示 |

| :—: | :—: |

| a = 2 | [外链图片转存失败(img-eG1hwv5G-1564056594845)(media/14982751015713/005_a2tag.png)][外链图片转存失败(img-AvvU33Lh-1564056594845)(media/14982751015713/005_1.png)]|

定义一个整数变量 b，并且将变量 a 的值赋值给 b

| 代码 | 图示 |

| :—: | :—: |

| b = a | [外链图片转存失败(img-kD6OFKl0-1564056594847)(media/14982751015713/006_ab2tag.png)]|

变量 b 是第 2 个贴在数字 2 上的标签

1.3 函数的参数和返回值的传递

在 Python 中，函数的实参/返回值 都是是靠引用来传递来的


def test(num):



    print("-" * 50)

    print("%d 在函数内的内存地址是 %x" % (num, id(num)))



    result = 100



    print("返回值 %d 在内存中的地址是 %x" % (result, id(result)))

    print("-" * 50)



    return  result



a = 10

print("调用函数前 内存地址是 %x" % id(a))



r = test(a)



print("调用函数后 实参内存地址是 %x" % id(a))

print("调用函数后 返回值内存地址是 %x" % id(r))

02. 可变和不可变类型

不可变类型，内存中的数据不允许被修改：
- 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：
- 列表 list
- 字典 dict


a = 1

a = "hello"

a = [1, 2, 3]

a = [3, 2, 1]


demo_list = [1, 2, 3]



print("定义列表后的内存地址 %d" % id(demo_list))



demo_list.append(999)

demo_list.pop(0)

demo_list.remove(2)

demo_list[0] = 10



print("修改数据后的内存地址 %d" % id(demo_list))



demo_dict = {"name": "小明"}



print("定义字典后的内存地址 %d" % id(demo_dict))



demo_dict["age"] = 18

demo_dict.pop("name")

demo_dict["name"] = "老王"



print("修改数据后的内存地址 %d" % id(demo_dict))

注意：字典的 key 只能使用不可变类型的数据

注意

可变类型的数据变化，是通过方法来实现的
如果给一个可变类型的变量，赋值了一个新的数据，引用会修改
- 变量不再对之前的数据引用
- 变量改为对新赋值的数据引用

哈希 `(hash)`

Python 中内置有一个名字叫做 hash(o) 的函数
- 接收一个 不可变类型 的数据作为参数
- 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）
- 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 已决定如何在内存中保存字典的数据，以方便后续对字典的操作：增、删、改、查
- 键值对的 key 必须是不可变类型数据
- 键值对的 value 可以是任意类型的数据

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

提示：在其他的开发语言中，大多 不推荐使用全局变量 —— 可变范围太大，导致程序不好维护！

3.1 局部变量

局部变量 是在 函数内部 定义的变量，只能在函数内部使用
函数执行结束后，函数内部的局部变量，会被系统回收
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

局部变量的作用

在函数内部使用，临时保存 函数内部需要使用的数据


def demo1():



    num = 10



    print(num)



    num = 20



    print("修改后 %d" % num)





def demo2():



    num = 100



    print(num)



demo1()

demo2()



print("over")

局部变量的生命周期

所谓 生命周期 就是变量从 被创建 到 被系统回收 的过程
局部变量 在 函数执行时 才会被创建
函数执行结束后 局部变量 被系统回收
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

全局变量 是在 函数外部定义 的变量，所有函数内部都可以使用这个变量


# 定义一个全局变量

num = 10





def demo1():



    print(num)





def demo2():



    print(num)



demo1()

demo2()



print("over")

注意：函数执行时，需要处理变量时 会：

首先查找 函数内部 是否存在 指定名称的局部变量，如果有，直接使用
如果没有，查找 函数外部 是否存在 指定名称的全局变量，如果有，直接使用
如果还没有，程序报错！

1) 函数不能直接修改 `全局变量的引用`

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

提示：在其他的开发语言中，大多 不推荐使用全局变量 —— 可变范围太大，导致程序不好维护！

在函数内部，可以 通过全局变量的引用获取对应的数据
但是，不允许直接修改全局变量的引用 —— 使用赋值语句修改全局变量的值


num = 10





def demo1():



    print("demo1" + "-" * 50)



    # 只是定义了一个局部变量，不会修改到全局变量，只是变量名相同而已

    num = 100

    print(num)





def demo2():



    print("demo2" + "-" * 50)

    print(num)



demo1()

demo2()



print("over")

注意：只是在函数内部定义了一个局部变量而已，只是变量名相同 —— 在函数内部不能直接修改全局变量的值

2) 在函数内部修改全局变量的值

如果在函数中需要修改全局变量，需要使用 global 进行声明


num = 10





def demo1():



    print("demo1" + "-" * 50)



    # global 关键字，告诉 Python 解释器 num 是一个全局变量

    global num

    # 只是定义了一个局部变量，不会修改到全局变量，只是变量名相同而已

    num = 100

    print(num)





def demo2():



    print("demo2" + "-" * 50)

    print(num)



demo1()

demo2()



print("over")

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


a = 10





def demo():

    print("%d" % a)

    print("%d" % b)

    print("%d" % c)



b = 20

demo()

c = 30

注意

由于全局变量 c，是在调用函数之后，才定义的，在执行函数时，变量还没有定义，所以程序会报错！

代码结构示意图如下

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，有些公司会有一些开发要求，例如：
全局变量名前应该增加 g_ 或者 gl_ 的前缀

提示：具体的要求格式，各公司要求可能会有些差异

函数进阶

目标

* 函数参数和返回值的作用

* 函数的返回值进阶

* 函数的参数进阶

* 递归函数

01. 函数参数和返回值的作用

函数根据 有没有参数 以及 有没有返回值，可以 相互组合，一共有 4 种 组合形式

1. 无参数，无返回值

2. 无参数，有返回值

3. 有参数，无返回值

4. 有参数，有返回值

[外链图片转存失败(img-bgUvvrgn-1564056641421)(media/14993074876434/001_%E5%87%BD%E6%95%B0%E5%8F%82%E6%95%B0%E5%92%8C%E8%BF%94%E5%9B%9E%E5%80%BC.png)]

定义函数时，是否接收参数，或者是否返回结果，是根据 实际的功能需求 来决定的！

1. 如果函数 内部处理的数据不确定，就可以将外界的数据以参数传递到函数内部

2. 如果希望一个函数 执行完成后，向外界汇报执行结果，就可以增加函数的返回值

1.1 无参数，无返回值

此类函数，不接收参数，也没有返回值，应用场景如下：

1. 只是单纯地做一件事情，例如 显示菜单

2. 在函数内部 针对全局变量进行操作，例如：新建名片，最终结果 记录在全局变量 中

注意：

* 如果全局变量的数据类型是一个 可变类型，在函数内部可以使用方法修改全局变量的内容 —— 变量的引用不会改变

* 在函数内部，使用赋值语句 才会 修改变量的引用

1.2 无参数，有返回值

此类函数，不接收参数，但是有返回值，应用场景如下：

* 采集数据，例如 温度计，返回结果就是当前的温度，而不需要传递任何的参数

1.3 有参数，无返回值

此类函数，接收参数，没有返回值，应用场景如下：

* 函数内部的代码保持不变，针对 不同的参数处理不同的数据

* 例如 名片管理系统 针对 找到的名片 做修改、删除操作

1.4 有参数，有返回值

此类函数，接收参数，同时有返回值，应用场景如下：

* 函数内部的代码保持不变，针对 不同的参数处理不同的数据，并且 返回期望的处理结果

* 例如 名片管理系统 使用 字典默认值 和 提示信息 提示用户输入内容

* 如果输入，返回输入内容

* 如果没有输入，返回字典默认值

02. 函数的返回值进阶

* 在程序开发中，有时候，会希望 一个函数执行结束后，告诉调用者一个结果，以便调用者针对具体的结果做后续的处理

* 返回值 是函数 完成工作后，最后给调用者的 一个结果

* 在函数中使用 return 关键字可以返回结果

* 调用函数一方，可以 使用变量 来接收函数的返回结果

问题：一个函数执行后能否返回多个结果？

示例 —— 温度和湿度测量

* 假设要开发一个函数能够同时返回当前的温度和湿度

* 先完成返回温度的功能如下：


def measure():

    """返回当前的温度"""

    

    print("开始测量...")

    temp = 39

    print("测量结束...")

    

    return temp



result = measure()

print(result)

* 在利用元组在返回温度的同时，也能够返回湿度

* 改造如下：


def measure():

    """返回当前的温度"""



    print("开始测量...")

    temp = 39

    wetness = 10

    print("测量结束...")



    return (temp, wetness)

提示：如果一个函数返回的是元组，括号可以省略

技巧

* 在 Python 中，可以 将一个元组 使用 赋值语句 同时赋值给 多个变量

* 注意：变量的数量需要和元组中的元素数量保持一致


result = temp, wetness = measure()

面试题 —— 交换两个数字

题目要求

1. 有两个整数变量 a = 6, b = 100

2. 不使用其他变量，交换两个变量的值

解法 1 —— 使用其他变量


# 解法 1 - 使用临时变量

c = b

b = a

a = c

解法 2 —— 不使用临时变量


# 解法 2 - 不使用临时变量

a = a + b

b = a - b

a = a - b

解法 3 —— Python 专有，利用元组


a, b = b, a

03. 函数的参数进阶

3.1. 不可变和可变的参数

问题 1：在函数内部，针对参数使用 赋值语句，会不会影响调用函数时传递的 实参变量？ —— 不会！

* 无论传递的参数是可变还是 不可变

* 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):



    print("函数内部")



    # 赋值语句

    num = 200

    num_list = [1, 2, 3]



    print(num)

    print(num_list)



    print("函数代码完成")





gl_num = 99

gl_list = [4, 5, 6]

demo(gl_num, gl_list)

print(gl_num)

print(gl_list)

问题 2：如果传递的参数是 可变类型，在函数内部，使用方法修改了数据的内容，同样会影响到外部的数据


def mutable(num_list):



    # num_list = [1, 2, 3]

    num_list.extend([1, 2, 3])

    

    print(num_list)



gl_list = [6, 7, 8]

mutable(gl_list)

print(gl_list)

面试题 —— `+=`

* 在 python 中，列表变量调用 += 本质上是在执行列表变量的 extend 方法，不会修改变量的引用


def demo(num, num_list):



    print("函数内部代码")



    # num = num + num

    num += num

    # num_list.extend(num_list) 由于是调用方法，所以不会修改变量的引用

    # 函数执行结束后，外部数据同样会发生变化

    num_list += num_list



    print(num)

    print(num_list)

    print("函数代码完成")





gl_num = 9

gl_list = [1, 2, 3]

demo(gl_num, gl_list)

print(gl_num)

print(gl_list)

3.2 缺省参数

* 定义函数时，可以给 某个参数 指定一个默认值，具有默认值的参数就叫做 缺省参数

* 调用函数时，如果没有传入 缺省参数 的值，则在函数内部使用定义函数时指定的 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

* 例如：对列表排序的方法


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()

print(gl_num_list)



# 只有当需要降序排序时，才需要传递 `reverse` 参数

gl_num_list.sort(reverse=True)

print(gl_num_list)

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))

提示

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) 缺省参数的定义位置

* 必须保证 带有默认值的缺省参数 在参数列表末尾

* 所以，以下定义是错误的！


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

2) 调用带有多个缺省参数的函数

* 在 调用函数时，如果有 多个缺省参数，需要指定参数名，这样解释器才能够知道参数的对应关系！


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

    """



    :param title: 职位

    :param name: 班上同学的姓名

    :param gender: True 男生 False 女生

    """



    gender_text = "男生"



    if not gender:

        gender_text = "女生"



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





# 提示：在指定缺省参数的默认值时，应该使用最常见的值作为默认值！

print_info("小明")

print_info("老王", title="班长")

print_info("小美", gender=False)

3.3 多值参数（知道）

定义支持多值参数的函数

* 有时可能需要 一个函数 能够处理的参数个数是不确定的，这个时候，就可以使用 多值参数

* python 中有两种多值参数：

* 参数名前增加一个 * 可以接收元组

* 参数名前增加两个 * 可以接收字典

* 一般在给多值参数命名时，习惯使用以下两个名字

* *args —— 存放元组参数，前面有一个 *

* **kwargs —— 存放字典参数，前面有两个 *

* args 是 arguments 的缩写，有变量的含义

* kw 是 keyword 的缩写，kwargs 可以记忆 键值对参数


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



    print(num)

    print(args)

    print(kwargs)





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

提示：多值参数 的应用会经常出现在网络上一些大牛开发的框架中，知道多值参数，有利于我们能够读懂大牛的代码

多值参数案例 —— 计算任意多个数字的和

需求

1. 定义一个函数 sum_numbers，可以接收的 任意多个整数

2. 功能要求：将传递的 所有数字累加 并且返回累加结果


def sum_numbers(*args):



    num = 0

    # 遍历 args 元组顺序求和

    for n in args:

        num += n



    return num



print(sum_numbers(1, 2, 3))

元组和字典的拆包（知道）

* 在调用带有多值参数的函数时，如果希望：

* 将一个 元组变量，直接传递给 args

* 将一个 字典变量，直接传递给 kwargs

* 就可以使用拆包，简化参数的传递，拆包的方式是：

* 在 元组变量前，增加一个 *

* 在 字典变量前，增加两个 *


def demo(*args, **kwargs):



    print(args)

    print(kwargs)





# 需要将一个元组变量/字典变量传递给函数对应的参数

gl_nums = (1, 2, 3)

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



# 会把 num_tuple 和 xiaoming 作为元组传递个 args

# demo(gl_nums, gl_xiaoming)

demo(*gl_nums, **gl_xiaoming)

04. 函数的递归

函数调用自身的 编程技巧 称为递归

4.1 递归函数的特点

特点

* 一个函数 内部 调用自己

* 函数内部可以调用其他函数，当然在函数内部也可以调用自己

代码特点

1. 函数内部的代码是相同的，只是针对参数不同，处理的结果不同

2. 当 参数满足一个条件 时，函数不再执行

* 这个非常重要，通常被称为递归的出口，否则 会出现死循环！

示例代码


def sum_numbers(num):



    print(num)

    

    # 递归的出口很重要，否则会出现死循环

    if num == 1:

        return



    sum_numbers(num - 1)

    

sum_numbers(3)

[外链图片转存失败(img-po2w6FTB-1564056641422)(media/14993074876434/002_%E9%80%92%E5%BD%92%E8%B0%83%E7%94%A8%E7%A4%BA%E6%84%8F%E5%9B%BEI.png)]

4.2 递归案例 —— 计算数字累加

需求

1. 定义一个函数 sum_numbers

2. 能够接收一个 num 的整数参数

3. 计算 1 + 2 + … num 的结果


def sum_numbers(num):



    if num == 1:

        return 1

    

    # 假设 sum_numbers 能够完成 num - 1 的累加

    temp = sum_numbers(num - 1)



    # 函数内部的核心算法就是 两个数字的相加

    return num + temp



print(sum_numbers(2))

[外链图片转存失败(img-BS1cFsgU-1564056641422)(media/14993074876434/002_%E9%80%92%E5%BD%92%E8%B0%83%E7%94%A8%E7%A4%BA%E6%84%8F%E5%9B%BE.png)]

提示：递归是一个 编程技巧，初次接触递归会感觉有些吃力！在处理 不确定的循环条件时，格外的有用，例如：遍历整个文件目录的结构

字典的key只能使用不可变类型的数据

在python中，是不允许直接修改全局变量的值，如果使用赋值语句，会在函数内部定义一个局部变量

如果在函数中需要修改全局变量，需要使用global进行声明，不会创建局部变量

注意：在开发时，应该把模块中的所有全局变量定义在所有函数上方，就可以保证所有的函数都能够正常访问到每一个全局变量了

交换数字

在函数内部，针对参数使用赋值语句，不会修改到外部的实参变量

列表变量使用+不会做相加再赋值的操作！本质上时在调用列表的extend方法

在参数后使用赋值语句，可以指定参数的缺省值，1）定义位置：必须保证带有默认值的缺省参数在参数列表末尾2）调用带有多个缺省参数的函数：需要指定参数名，这样解释器才知道参数的对应关系

调用多值函数时，元组和字典变量分别传递给args和kwargs可以在元组变量前增加一个字典变量前增加两个|

变量进阶（理解）

目标

01. 变量的引用

1.1 引用的概念

1.2 变量引用 的示例

1.3 函数的参数和返回值的传递

02. 可变和不可变类型

哈希 (hash)

03. 局部变量和全局变量

3.1 局部变量

局部变量的作用

局部变量的生命周期

3.2 全局变量

1) 函数不能直接修改 全局变量的引用

2) 在函数内部修改全局变量的值

3) 全局变量定义的位置

4) 全局变量命名的建议

函数进阶

目标

01. 函数参数和返回值的作用

1.1 无参数，无返回值

1.2 无参数，有返回值

1.3 有参数，无返回值

1.4 有参数，有返回值

02. 函数的返回值 进阶

示例 —— 温度和湿度测量

面试题 —— 交换两个数字

解法 1 —— 使用其他变量

解法 2 —— 不使用临时变量

解法 3 —— Python 专有，利用元组

03. 函数的参数 进阶

3.1. 不可变和可变的参数

面试题 —— +=

3.2 缺省参数

指定函数的缺省参数

缺省参数的注意事项

1) 缺省参数的定义位置

2) 调用带有多个缺省参数的函数

3.3 多值参数（知道）

定义支持多值参数的函数

多值参数案例 —— 计算任意多个数字的和

元组和字典的拆包（知道）

04. 函数的递归

4.1 递归函数的特点

4.2 递归案例 —— 计算数字累加

1.2 `变量引用` 的示例

哈希 `(hash)`

1) 函数不能直接修改 `全局变量的引用`

02. 函数的返回值进阶

03. 函数的参数进阶

面试题 —— `+=`