Python语言程序设计（第二版） 课件 5 Python函数与模块

Python函数与模块代码复用函数与模块前面我们曾经使用过函数和模块：模块：math、random……函数：int、float、str、eval、print、input、pow、round……函数：一些经常重复使用的程序代码定义为函数，方便重复调用执行，以提高程序的模块化和代码的重复利用率。函数对大型程序的开发是很有用的。分为系统函数和用户自定义函数。提高代码重用率。模块(module)：是Python最高级別的程序组织单元，比函数颗粒度更大，一个模块可以包含若干个函数。分系统模块和用户自定义模块，用户自定义的一个模块就是一个.py程序文件。自定义函数Python的函数由函数名、参数和函数体组成。格式如下：def<函数名>([形式参数列表]): <执行语句> #函数体 [return<返回值>]例如：defmyfunc(x,y): returnx+y

或print(x+y)注意：关键字def；函数的命名原则与变量命名相同；使用缩进表示与函数体的隶属关系；不需要声明其返回类型，也不需要声明参数的传入类型。函数的调用调用：程序中直接写函数名和相应参数即可。例如：defmyfunc(x,y): #函数定义，x,y是形参

returnx+ya,b=2.5,3.6c=myfunc(a,b)#函数调用，a和b为实参print(a,b,c)函数的参数形参：函数定义时，用来接收调用该函数时传入的参数称为形式参数(parameter)，简称形参。实参：调用函数时，实际传递给函数的参数称为实际参数(argument)，简称实参。函数调用时发生参数传递，提供的实际参数应与被调用函数的形式参数按顺序一一对应，而且参数类型要兼容。举例1、编制求圆的面积的函数2、编制求n!的函数函数定义函数调用参数传递方式按值传递——单项传递defchange(number,string,lst):number=5string='GoodBye'lst=[4,5,6]print("Inside:",number,string,lst)num=10string='hello'lst=[1,2,3]print('Before:',num,string,lst)change(num,string,lst)#调用print('After:',num,string,lst)程序运行结果如下：Before:10hello[1,2,3]Inside:5GoodBye[4,5,6]After:10hello[1,2,3]参数传递方式(2)传递列表、字典等可变对象（按地址传递）——可修改可改变对象的值defchange(lst):lst[0]=10print("Insidelst={}".format(lst))lst=[1,2,3,4,5]print("Beforelst={}".format(lst))change(lst)print("Afterlst={}".format(lst))程序运行结果如下：Beforelst=[1,2,3,4,5]Insidelst=[10,2,3,4,5]Afterlst=[10,2,3,4,5]参数传递方式如交换两个数的问题，可以采用以下程序：defswap(lst):lst[0],lst[1]=lst[1],lst[0]lst1=list(eval(input("输入要交换的数字：")))swap(lst1)print(lst1)程序运行结果如下：10,20[20,10]从语句执行结果可知，swap()函数实现了数据的交换。(3)传递不可变对象元组（按地址传递）参数的类型1.关键字参数实参的数目应与形参完全匹配。例如，调用函数mysum()，一定要传递两个参数，否则会出现一个语法错误。defmysum(x,y): returnx+ymysum(5,4)参数的类型2.默认值参数定义时可指定默认值，“形参变量名=参数值”，当实参没有值时就用默认值。defdisplay(a=“hello”,b=“world”):print(a+b)#主程序display()#都取默认值输出：helloworlddisplay(b=“!!!”)#a取默认值输出：hello!!!display(a=“你好”)#b取默认值输出：你好worlddisplay(“!!!”)#未指定参数名，从左到右传递匹

配输出：!!!world参数的类型3.任意个数参数，（元组类型变长参数传递）参数名称前面加一个星号“*”，则表示参数是一个元组类型可变长参数。需要放在必须复制的参数之后。例如：d是固定参数*dtup表示一个元组例5.3带元组类型变长参数的函数调用示例defprintse_series(d,*dtup):print('必须参数：',d)iflen(dtup)!=0:print('元组参数：',end='')foriindtup:print(i,end='')printse_series(10)printse_series(10,20,30,40)运行结果为：必须参数：10必须参数：10元组参数：203040注意：所有其他类型的形式参数，必须在可变参数之前出现。函数中变量的作用域指在程序中能够对该变量进行读／写操作的范围。变量分为：函数中定义的变量(Local，简称L)嵌套中父级函数的局部作用域变量(Enclosing,简称E)模块级别定义的全局变量(Global，简称G)内置模块中的变量(Built-in,简称B)优先级由高到低：LEGB。同名变量出现在不同的函数体中，不相互干扰，能相互访问；相同命名标识的变量在同一个函数体中或具有函数嵌套关系时，按优先级进行访问。函数中变量的作用域——LEGB例5.6变量作用域测试x=0 #global模块中定义的全局变量defouter():

x=1 #enclosing局部变量definner():

x=2 #local，函数中定义的print('local:x=',x) #x=2inner()print('enclosing:x=',x) #x=1outer()print('global:x=',x) #x=0模块1．标准库模块标准库模块是Python自带的函数模块，也称为标准链接库。Python提供了大量的标准库模块，实现了很多常见功能，包括数学运算、字符串处理、操作系统功能、网络和Internet编程、图形绘制、图形用户界面创建，等等，这些为应用程序开发提供了强大支持。标准库模块并不是Python语言的组成部分，而是由专业开发人员预先设计好并随语言提供给用户使用的。用户可以在安装了标准Python系统的情况下，通过导入命令来使用所需要的模块。用户自定义模块2．用户自定义模块用户自定义一个模块就是建立一个Python程序文件，其中包括变量、函数的定义。下面是一个简单的模块，程序文件名为support.py。defprint_func(par): print("Hello:",par)一个Python程序可通过导入一个模块而读取这个模块的内容。import模块名1[,模块名2[……,模块名n]]例如：importsupport#导入模块support.print_func(“Brenden”)#调用模块函数自定义模块应用例5.11创建一个fibo.py模块，其中包含两个求Fibonacci数列的函数，然后导入该模块并调用其中的函数。创建一个fibo.py模块。deffib1(n):a,b=0,1whileb<n:print(b,end='')a,b=b,a+bprint()deffib2(n):a1,b1=0,1result=[]whileb1<n:result.append(b1)a1,b1=b1,a1+b1returnresult模块中函数使用importfibo.pyfibo.fib1(1000)结果：1123581321345589144233377610987fibo.fib2(100)结果：[1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89]Python程序结构Python程序：一个或多个程序文件，每个程序文件就是一个.py源程序文件。一个主程序+多个模块组成。（模块也是程序）主程序定义了程序的主控流程，是执行程序时的启动文件，属于顶层文件。模块则是函数库，相当于子程序。模块是用户自定义函数的集合体，主程序可以调用模块中定义的函数来完成应用程序的功能，还可以调用标准库模块，同时模块也可以调用其他模块或标准库模块定义的函数。Python程序结构示例假设一个由三个程序文件a.py、b.py和c.py组成的Python程序结构，其中a.py是主程序，b.py和c.py是模块。a调用b、c，c调用b。程序从a开始执行。importmathdefhello(person): print("Hello",person)defbye(person): print("Bye",person)defdisp(r): print(math.pi*r*r)importb,cb.hello("Jack")b.bye("Jack")c.show(10)importbdefshow(n):b.disp(n)模块b模块c主程序a函数&模块应用举例分析：定义一个函数求累加项，循环控制累加100次。程序如下：defmy_fun(n,m):t=0foriinrange(1,n+1):t+=i**mreturnts=my_fun(100,1)+my_fun(50,2)+my_fun(10,-1)print(s)

例5.14设计一个程序，求同时满足下列两个条件的分数x的个数：(1)1/6<x<1/5(2)x的分子、分母都是素数且分母是2位数。分析：设x=m/n，根据条件(2)，有10≤n≤99；根据条件(1)，有5m≤n≤6m，并且n、m均为素数。用穷举法来求解这个问题，并设计一个函数来判断一个数是否为素数，若是素数则返回值True，否则为False。函数&模块应用举例frommathimport*defisprime(n):forjinrange(2,int(sqrt(n)+1)):ifn%j==0:returnFalsebreakreturnTruedefmain():count=0forninrange(11,100):ifisprime(n):