Python 函数的分类
Python 中函数分为如下几类：
1. 内置函数
我们前面使用的str()、list()、len()等这些都是内置函数，我们可以拿来直接使用。
2. 标准库函数
我们可以通过import 语句导入库，然后使用其中定义的函数
3. 第三方库函数
Python 社区也提供了很多高质量的库。下载安装这些库后，也是通过import 语句导
入，然后可以使用这些第三方库的函数
4. 用户自定义函数
用户自己定义的函数，显然也是开发中适应用户自身需求定义的函数。今天我们学习的
就是如何自定义函数。

函数的定义和调用

def 函数名([参数列表]) :
     '''文档字符串'''
     函数体/若干语句

要点：
1. 我们使用def 来定义函数，然后就是一个空格和函数名称；
(1) Python 执行def 时，会创建一个函数对象，并绑定到函数名变量上。

2. 参数列表
(1) 圆括号内是形式参数列表，有多个参数则使用逗号隔开
(2) 形式参数不需要声明类型，也不需要指定函数返回值类型
(3) 无参数，也必须保留空的圆括号
(4) 实参列表必须与形参列表一一对应
3. return 返回值
(1) 如果函数体中包含return 语句，则结束函数执行并返回值；
(2) 如果函数体中不包含return 语句，则返回None 值。
4. 调用函数之前，必须要先定义函数，即先调用def 创建函数对象
(1) 内置函数对象会自动创建
(2) 标准库和第三方库函数，通过import 导入模块时，会执行模块中的def 语句
我们通过实际定义函数来学习函数的定义方式。

推导式创建序列
推导式是从一个或者多个迭代器快速创建序列的一种方法。它可以将循环和条件判断结合，
从而避免冗长的代码。

列表推导式
列表推导式生成列表对象，语法如下：
[表达式for item in 可迭代对象]
或者：{表达式for item in 可迭代对象if 条件判断}

>>> [x*2 for x in range(1,20) if x%5==0 ]
[10, 20, 30]

>>> [a for a in "abcdefg"]
['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g']

>>> cells = [(row,col) for row in range(1,10) for col in range(1,10)]

字典推导式

{key_expression : value_expression for 表达式in 可迭代对象}
类似于列表推导式，字典推导也可以增加if 条件判断、多个for 循环。

>>> my_text = ' i love you, i love sxt, i love gaoqi'
>>> char_count = {c:my_text.count(c) for c in my_text}
>>> char_count
{' ': 9, 'i': 4, 'l': 3, 'o': 5, 'v': 3, 'e': 3, 'y': 1, 'u': 1, ',': 2, 's': 1, 'x': 1, 't': 1, 'g': 1, 'a': 1, 'q': 1}

集合推导式
集合推导式生成集合，和列表推导式的语法格式类似：
{表达式for item in 可迭代对象}
或者：{表达式for item in 可迭代对象if 条件判断}
>>> {x for x in range(1,100) if x%9==0}
{99, 36, 72, 9, 45, 81, 18, 54, 90, 27, 63}

生成器推导式（生成元组）
很多同学可能会问：“都有推导式，元组有没有？”，能不能用小括号呢？
>>> (x for x in range(1,100) if x%9==0)
<generator object <genexpr> at 0x0000000002BD3048>
我们发现提示的是“一个生成器对象”。显然，元组是没有推导式的。

一个生成器只能运行一次。第一次迭代可以得到数据，第二次迭代发现数据已经没有了。
>>> gnt = (x for x in range(1,100) if x%9==0)
>>> for x in gnt:  #生成器是可迭代对象
print(x,end=' ')
9 18 27 36 45 54 63 72 81 90 99
>>> for x in gnt:
print(x,end=' ')
>>>

使用zip()并行迭代
zip()函数对多个序列进行并行迭代，zip()函数在最短序列“用完”时就会停止。

names = ("高淇","高老二","高老三","高老四")
ages = (18,16,20,25)
jobs = ("老师","程序员","公务员")
for name,age,job in zip(names,ages,jobs):
    print("{0}--{1}--{2}".format(name,age,job))
执行结果：
高淇--18--老师
高老二--16--程序员
高老三--20--公务员

#或者直接

for i in range(3)                                                   print("{0}-{1}-                   {2}".format(names[i],ages[i],jobs[i]))

循环代码优化
1. 尽量减少循环内部不必要的计算
2. 嵌套循环中，尽量减少内层循环的计算，尽可能向外提。
3. 局部变量查询较快，尽量使用局部变量

（尽量减少循环）

#循环代码优化测试
import time
start = time.time()
for i in range(1000):
     result = []
     for m in range(10000):
           result.append(i*1000+m*100)
end = time.time()
print("耗时：{0}".format((end-start)))

start2 = time.time()
for i in range(1000):
     result = []
     c = i*1000
     for m in range(10000):
           result.append(c+m*100)
end2 = time.time()
print("耗时：{0}".format((end2-start2)))

#提升30%

其他优化手段
1. 连接多个字符串，使用join()而不使用+
2. 列表进行元素插入和删除，尽量在列表尾部操作

else 语句
while 条件表达式：
         循环体
else:  
         语句块

#如果没有被break 语句结束，则会执行else 子句

for 变量in 可迭代对象：
      循环体
else:
      语句块

salarySum= 0
salarys = []
for i in range(4):
     s = input("请输入一共4 名员工的薪资（按Q 或q 中途结束）")
     if s.upper()=='Q':
        print("录入完成，退出")
        break
     if float(s)<0:
        continue
     salarys.append(float(s))
     salarySum += float(s)
else:
     print("您已经全部录入4 名员工的薪资")
     print("录入薪资：",salarys)
     print("平均薪资{0}".format(salarySum/4))

continue 语句
continue 语句用于结束本次循环，继续下一次。多个循环嵌套时，continue 也是应用于最
近的一层循环。

empNum = 0
salarySum= 0
salarys = []
while True:
        s = input("请输入员工的薪资（按Q 或q 结束）")
       if s.upper()=='Q':
           print("录入完成，退出")
           break
       if float(s)<0:
           continue
       empNum +=1
       salarys.append(float(s))
       salarySum += float(s)

print("员工数{0}".format(empNum))
print("录入薪资：",salarys)
print("平均薪资{0}".format(salarySum/empNum))

执行结果：
请输入员工的薪资（按Q 或q 结束）2000
请输入员工的薪资（按Q 或q 结束）3000
请输入员工的薪资（按Q 或q 结束）4000
请输入员工的薪资（按Q 或q 结束）5000
请输入员工的薪资（按Q 或q 结束）Q
录入完成，退出
员工数4
录入薪资： [2000.0, 3000.0, 4000.0, 5000.0]
平均薪资3500.0

break 语句
break 语句可用于while 和for 循环，用来结束整个循环。当有嵌套循环时，break 语句只
能跳出最近一层的循环。

while True:
         a = input("请输入一个字符（输入Q 或q 结束）")
         if a.upper()=='Q':
             print("循环结束，退出")
             break
         else:
             print(a)

continue 语句
continue 语句用于结束本次循环，继续下一次。多个循环嵌套时，continue 也是应用于最
近的一层循环。

 

for m in range(1,10):
     for n in range(1,m+1):
           print("{0}*{1}={2}".format(m,n,(m*n)),end="\t")
     print()

执行结果：
1*1=1
2*1=2 2*2=4
3*1=3 3*2=6 3*3=9
4*1=4 4*2=8 4*3=12 4*4=16
5*1=5 5*2=10 5*3=15 5*4=20 5*5=25
.....

r1 = dict(name="高小一",age=18,salary=30000,city="北京")
r2 = dict(name="高小二",age=19,salary=20000,city="上海")
r3 = dict(name="高小三",age=20,salary=10000,city="深圳")
tb = [r1,r2,r3]
for x in tb:
    if x.get("salary")>15000:
       print(x)

0 0 0 0 0
1 1 1 1 1
2 2 2 2 2
3 3 3 3 3
4 4 4 4 4

for x in range(5):
     for y in range(5):  #5次
          print(x,end="\t")
     print() #仅用于换行

for m in range(1,10):
     for n in range(1,m+1):
           print("{0}*{1}={2}".format(m,n,(m*n)),end="\t")
     print()

执行结果：
1*1=1
2*1=2 2*2=4
3*1=3 3*2=6 3*3=9
4*1=4 4*2=8 4*3=12 4*4=16
5*1=5 5*2=10 5*3=15 5*4=20 5*5=25
......

for 循环和可迭代对象遍历

for 变量in 可迭代对象：
      循环体语句

#遍历一个元组或列表
for x in (20,30,40):
     print(x*3)

可迭代对象
Python 包含以下几种可迭代对象：
1. 序列。包含：字符串、列表、元组
2. 字典
3. 迭代器对象（iterator）
4. 生成器函数（generator）
5. 文件对象
我们已经在前面学习了序列、字典等知识，迭代器对象和生成器函数将在后面进行详解。接
下来，我们通过循环来遍历这几种类型的数据：

#遍历字符串中的字符
for x in "sxt001":
     print(x)
#遍历字典
d = {'name':'gaoqi','age':18,'address':'西三旗001 号楼'}
for x in d: #遍历字典所有的key
     print(x)
for x in d.keys():#遍历字典所有的key
     print(x)
for x in d.values():#遍历字典所有的value
      print(x)
for x in d.items():#遍历字典所有的"键值对"
     print(x)

range 对象
range 对象是一个迭代器对象，用来产生指定范围的数字序列。
range(start, end [,step])
从start 开始到end-1 结束。默认从0

for i in range(10) ----->0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
for i in range(3,10)------>3 4 5 6 7 8 9
for i in range(3,10,2) ----->3 5 7 9

sum_all = 0 #1-100 所有数的累加和
sum_even = 0 #1-100 偶数的累加和
sum_odd = 0 #1-100 奇数的累加和
for num in range(101):    #0-100
      sum_all += num
      if num%2==0:  sum_even += num
      else:  sum_odd += num
print("1-100 累加总和{0},奇数和{1},偶数和{2}".format(sum_all,sum_odd,sum_even))

while 循环
while 条件表达式：
         循环体语句

num = 0
while num<=10:
         print(num)
         num += 1

 

#计算1-100 之间偶数的累加和，计算1-100 之间奇数的累加和。
num = 0
sum_all = 0 #1-100 所有数的累加和
sum_even = 0 #1-100 偶数的累加和
sum_odd = 0 #1-100 奇数的累加和
while num<=100:
     sum_all += num
     if num%2==0:
        sum_even += num
     else:
        sum_odd += num
     num += 1 #迭代，改变条件表达式，使循环趋于结束
print("1-100 所有数的累加和",sum_all)
print("1-100 偶数的累加和",sum_even)
print("1-100 奇数的累加和",sum_odd)

选择结构嵌套
使用时一定要注意控制好不同级别代码块的缩进量，因为缩进量决定了代码的从属关系。
if 表达式1：
    语句块1
    if 表达式2：
       语句块2
    else:
       语句块3
else:
     if 表达式4：
         语句块4

if score>100 or score<0:
    score = int(input("输入错误！请重新输入一个在0-100 之间的数字："))
else:
     if score>=90:
        grade = "A"
     elif score>=80:
         grade = 'B'
     elif score>=70:
          grade = 'C'
     elif score>=60:
           grade = 'D'
      else:
           grade = 'E'
      print("分{0},等{1}".format(score,grade))

score = int(input("请输入一个在0-100 之间的数字："))
degree = "ABCDE"
num = 0
if score>100 or score<0:
    score = int(input("输入错误！请重新输入一个在0-100 之间的数字："))
else:
     num = score//10
     if num<6:                                                          num=5
     print("{0},{1}".format(score,degree[9-           num]))

多分支选择结构

if 条件表达式1 :
   语句1/语句块1
elif 条件表达式2:
   语句2/语句块2
.
.
elif 条件表达式n :
     语句n/语句块n
[else:
语句n+1/语句块n+1
]

score = int(input("请输入分数"))
grade = ''
if(score<60):
   grade = "不及格"
elif(score<80):    #按逻辑写 别写反
   grade = "及格"
elif(score<90):
   grade = "良好"
else:
   grade = "优秀"
print("分数{0},等级{1}".format(score,grade))

双分支选择结构
if 条件表达式:
   语句1/语句块1
else:
   语句2/语句块2

num = input("输入一个数字：")
if int(num)<10:
   print(num)
else:
   print("数字太大")

***三元条件运算符
用来在某些简单双分支赋值情况。
条件为真时的值   if (条件表达式) else 条件为假时的值

num = input("请输入一个数字")
print( num if int(num)<10 else "数字太大")
 

单分支

if 条件表达式:
    语句/语句块

其中：
1 ．条件表达式：可以是逻辑表达式、关系表达式、算术表达式等等。
2 ．语句/语句块：可以是一条语句，也可以是多条语句。多条语句，缩进必须对齐一致。

num = input("输入一个数字：")   #注意输入是字符串
if int(num)<10:
   print(num)

在选择和循环结构中，条件表达式的值为False 的情况如下：
False、0、0.0、空值None、空序列对象（空列表、空元祖、空集合、空字典、空字
符串）、空range 对象、空迭代对象。
其他情况，均为True。Python 所有的合法表达式都可以看做条件表达式，甚至包括函数调用的表达式。

s = "False"    #非空字符串，是True

if 3<c<20:
    print("3<c<20")

#条件表达式中，不能有赋值操作符“=”

if 3<c and (c=20):
print("赋值符不能出现在条件表达式中")

集合
集合是无序可变，元素不能重复。实际上，集合底层是字典实现，集合的所有元素都是字典
中的“键对象”，因此是不能重复的且唯一的。
 

集合创建和删除
1. 使用{}创建集合对象，并使用add()方法添加元素
>>> a = {3,5,7}
>>> a
{3, 5, 7}
>>> a.add(9)
>>> a
{9, 3, 5, 7}

2. 使用set()，将列表、元组等可迭代对象转成集合。如果原来数据存在重复数据，则只保
留一个。
>>> a = ['a','b','c','b']
>>> b = set(a)
>>> b
{'b', 'a', 'c'}

3. remove()删除指定元素；clear()清空整个集合
>>> a = {10,20,30,40,50}
>>> a.remove(20)
>>> a
{10, 50, 30}

集合相关操作
像数学中概念一样，Python 对集合也提供了并集、交集、差集等运算。我们给出示例：
>>> a = {1,3,'sxt'}
>>> b = {'he','it','sxt'}
>>> a|b #并集 也就是或
{1, 3, 'sxt', 'he', 'it'}
>>> a&b #交集
{'sxt'}
>>> a-b #差集
{1, 3}
>>> a.union(b) #并集
{1, 3, 'sxt', 'he', 'it'}
>>> a.intersection(b) #交集
{'sxt'}
>>> a.difference(b) #差集
{1, 3}

根据键查找“键值对”的底层过程

当我们调用a.get(“name”)，就是根据键“name”查找到“键值对”，从而找到值
对象“gaoqi”。

1.计算“name”对象的散列值：
>>> bin(hash("name"))
'-0b1010111101001110110101100100101'

2.假设数组长度为8

3.拿计算出的散列值的最右边3 位数字作为偏移量，即“101”，十进制是数字5

4.我们查看偏移量5，对应的bucket 是否为空。如果为空，则返回None。如果不为空，则将这个bucket 的键对象计算对应散列值，和我们的散列值进行比较，如果相等。则将对应“值对象”返回。如果不相等，则再依次取其他几位数字，重新计算偏移量。

5.依次取完后，仍然没有找到。则返回None。

用法总结：
1. 键必须可散列
(1) 数字、字符串、元组，都是可散列的。
(2) 自定义对象需要支持下面三点：
1 支持hash()函数
2 支持通过__eq__()方法检测相等性。
3 若a==b 为真，则hash(a)==hash(b)也为真。
2. 字典在内存中开销巨大，典型的空间换时间。
3. 键查询速度很快
4. 往字典里面添加新建可能导致扩容，导致散列表中键的次序变化。因此，不要在遍历字
典的同时进行字典的修改。（建议先遍历，取出需要修改的，再修改）

字典核心底层原理(重要)

字典对象的核心是散列表。（稀疏数组（总是有空白元素的数组），数组的每个单元叫做bucket。）每个bucket 有两部分：一个是键对象的引用，一个是值对象的引用。
由于，所有bucket 结构和大小一致，我们可以通过偏移量来读取指定bucket。

将一个键值对放进字典的底层过程

假设字典a 对象创建完后，数组长度为8：

1.首先计算键”name”的散列值。Python 中可以通过hash()来计算。
>>> bin(hash("name"))
'-0b1010111101001110110101100100101'

2.数组长度为8（三位），

3.拿散列值的最右边3 位数字作为偏移量，即
“101”，十进制是数字5。

4.我们查看偏移量5，对应的bucket 是否为空。如果为空，则将键值对放进去。如果不为空，则依次取右边3 位作为偏移量，即“100”直到找到为空的bucket 将键值对放进去。

5.数组放满不够就扩容

r1 = {"name":"高小一","age":18,"salary":30000,"city":"北京"}
r2 = {"name":"高小二","age":19,"salary":20000,"city":"上海"}
r3 = {"name":"高小五","age":20,"salary":10000,"city":"深圳"}

tb = [r1,r2,r3]

#获得第二行的人的薪资
print(tb[1].get("salary"))
#打印表中所有的的薪资
for i in range(len(tb)): # i -->0,1,2  len(tb)=3
     print(tb[i].get("salary"))
#打印表的所有数据
for i in range(len(tb)):
 print(tb[i].get("name"),tb[i].get("age"),tb[i].get("salary"),tb[i].get("city"))

序列解包

序列解包可以用于元组、列表、字典。序列解包可以让我们方便的对多个变量赋值。
>>> x,y,z=(20,30,10)
>>> x
20
>>> y
30
>>> z
10
>>> (a,b,c)=(9,8,10)
>>> a
9
>>> [a,b,c]=[10,20,30]
>>> a
10
>>> b
20

序列解包用于字典时，默认是对“键”进行操作； 如果需要对键值对操作，则需要使用items()；如果需要对“值”进行操作，则需要使用values()；
>>> s = {'name':'gaoqi','age':18,'job':'teacher'}
>>> name,age,job=s #默认对键进行操作
>>> name
'name'
>>> name,age,job=s.items() #对键值对进行操作
>>> name
('name', 'gaoqi')
>>> name,age,job=s.values() #对值进行操作
>>> name
'gaoqi'