Python from Scratch - Funcții și module

Bine ați venit în Python din seria Scratch. În lecția anterioară, am învățat cum să folosim variabilele și structurile de control pentru a stoca și manipula datele. Asigurați-vă că vă revizuiți dacă aveți nevoie de o reîmprospătare!

Tutorial video

Transcriere

În tutorialul de astăzi, vom analiza funcțiile - ce sunt, modul în care funcționează și cum să vă creați propria. Vom revizui și câteva dintre funcțiile încorporate și cum să le folosim în mod eficient. În cele din urmă, vom examina modulele de creare și import.

Funcții - Scrierea propriului dvs.

Funcțiile reprezintă un pas important pentru a acoperi, atunci când introduceți o complexitate suplimentară în programarea dvs. Dacă o variabilă este un container numit pentru date, atunci o funcție este un container numit pentru un bloc de cod care poate fi executat la cerere. Acest lucru este util dacă aveți un program care execută o anumită operațiune de multe ori. În loc să copiați și să inserați codul pentru a efectua acea operație în fiecare secțiune unde este necesar, puteți scrie o singură funcție pentru ao face pentru dvs..

O funcție este un container numit pentru un bloc de cod.

Există două tipuri de funcții: cele pe care le scrieți și le includeți în codul dvs. și cele incluse în Python native, care efectuează proceduri comune, cum ar fi convertirea unui întreg la un șir sau găsirea unei lungimi şir.

Ne vom uita la scrierea unei funcții simple acum și vom demonstra cum poate fi utilă în codul real al lumii. Apoi, vom analiza unele dintre cele mai importante funcții încorporate.

Un exemplu simplu

Să ne imaginăm că vrem să facem un script pentru un coș de cumpărături care să ia costul tuturor articolelor din coșul dvs. și apoi le adaugă împreună pentru a returna un cost total. Pentru a scrie o funcție care ar necesita două costuri, adăugați-le și apoi imprimați rezultatul, s-ar putea să facem ceva de genul:

 #au două costuri pentru a adăuga cost1 = 15 cost2 = 20 def sumCart (): totalCost = cost1 + cost2 print totalCost sumCart ()

Pentru a defini funcția, trebuie să folosim funcția "def"cuvânt cheie, apoi numele funcției. Apoi, introducem două paranteze (vom reveni la cele ulterioare), apoi un colon. După aceea, tot codul pe care dorim să îl împadim în cadrul funcției ar trebui să fie indentat, la fel ca în cazul dacă, in timp ce și pentru bucle.

Pentru a face codul în funcția de rulare, tastăm numele funcției, urmat de cele două paranteze din nou. Dacă executați acest cod, veți vedea că tipăriți "35", care este ieșirea corectă.

Argumente

Asta e minunat, dar momentan, funcțiile noastre sunt puțin rigide - totul despre funcție este codificat greu în ele. De exemplu, să spunem că vrem să folosim sumCart funcția în altă parte, într-o altă parte a programului, dar în loc să adăugăm costurile1 și costul2 împreună, vrem să adăugăm alte două costuri împreună care au fost organizate în diferite variabile. Ar fi trebuit să scriem o nouă funcție, chiar dacă noua funcție ar fi exact aceeași cu cea actuală, cu numele variabilelor schimbate în jur - ceea ce nu pare a fi o soluție eficientă.

Pentru a rezolva această problemă, folosim "argumente", și pentru asta sunt parantezele. Un argument este o modalitate de a transmite date într-o funcție atunci când nu știm ce variabilă sau variabile vor fi datele. Dacă este confuz, să luăm exemplul pe care tocmai l-am referit. Vom adăuga încă două costuri: cost3 și cost4.

Acum, vom adăuga două argumente pentru cele două elemente pe care vrem să le adunăm. Argumentele sunt definite în paranteze, iar fiecare argument are un nume, cu o virgulă care separă fiecare. Un argument acționează ca o referință temporară la datele pe care le-ați transmis în timpul funcționării funcției.

 cost1 = 15 cost2 = 20 cost3 = 5 cost4 = 10 def sumCart (item1, item2): totalCost = item1 + item2 print totalCost sumCart (cost1, cost2)

Când sunăm sumCart funcția, cele două variabile în care am trecut (cost1 și cost2) sunt plasate în argumentele item1 și item2. Acest lucru se întâmplă întotdeauna în aceeași ordine în care definiți argumentele - cu alte cuvinte, prima variabilă pe care o introduceți este atribuită primului argument, celui de-al doilea la al doilea argument și așa mai departe pentru cât mai multe argumente pe care le are funcția.

Ce se întâmplă atunci când se execută funcția este că aceste două argumente sunt convertite în variabile locale și li se atribuie valorile variabilelor pe care le treci în funcție atunci când le apelați - în acest caz valoarea cost1 este introdus în variabila locală item1, și valoarea lui cost2 este introdus în variabila locală ITEM2. Aceasta înseamnă că le poți folosi cu ușurință în interiorul funcției.

Un alt mod în care ar trebui să te uiți la asta este când transmiteți o variabilă ca argument, oriunde numele apare în funcție, este înlocuit cu variabila în care ați trecut. Deci, în acest exemplu, peste tot item1 este scris în interiorul funcției, este înlocuit cu cost1, și la fel cu ITEM2 și cost2.

Pentru a dovedi că poți transmite orice număr doriți, dacă executați acest cod, ar trebui să primiți acum suma de cost3 și cost4:

 cost1 = 15 cost2 = 20 cost3 = 5 cost4 = 10 def sumCart (item1, item2): totalCost = item1 + item2 print totalCost sumCart (cost3, cost4)

Argumente implicite

Rețineți că o funcție poate accepta orice număr de argumente, dar rețineți: atunci când apelați funcția, trebuie să îi transmiteți același număr de argumente pe care l-ați definit, altfel veți primi o eroare. Există o modalitate în jurul acestei: puteți defini o valoare implicită pentru orice argument, care este utilizat în cazurile în care nu furnizați o valoare.

Având în vedere codul nostru actual, să presupunem că dorim ca al doilea element să coste 5 dacă nu dăm funcției o valoare diferită. Nu este un scenariu probabil, dar va demonstra conceptul.

 cost1 = 15 cost2 = 20 cost3 = 5 cost4 = 10 def sumCart (item1, item2 = 5): totalCost = item1 + item2 print totalCost sumCart (cost1)

Dacă executăm acest cod, veți vedea că, în primul apel, producția este de 20, ceea ce este într-adevăr (cost1 + 5). Acest lucru nu afectează totuși comportamentul când sunt furnizate ambele argumente.

Valori returnate

Există o singură caracteristică finală a funcțiilor pe care o vom revizui astăzi: valorile returnate. Am învățat cum să facem o funcție care să nu deranjeze ce inputuri are nevoie, dar dacă am vrea să stocăm răspunsul la "totalCost" într-o variabilă, și nu să îl tipărim? Poate că ceea ce vrem să facem este să analizăm costul primelor două elemente și să le stocăm într-o singură variabilă, apoi să facem același lucru cu celelalte două elemente și să păstrăm acel răspuns într-o a doua variabilă. Cu aspectul actual al funcției noastre, nu am putut face acest lucru într-un mod lizibil și ușor de înțeles.

La fel ca modul în care putem trece argumentele într-o funcție, astfel încât nu trebuie să codificăm greu unde provin datele, putem face același lucru și cu ieșirea. Vă voi arăta cu un exemplu - în funcția noastră anterioară, voi înlocui cuvântul "print" cu cuvântul "întoarcere":

 cost1 = 15 cost2 = 20 cost3 = 5 cost4 = 10 def sumCart (item1, item2): totalCost = item1 + item2 return totalCost cart1 = sumCart (cost1, cost2) cart2 =

Evident, funcția nu mai va imprima răspunsul pentru noi - ceea ce va face în schimb este trecerea înapoi a valorii variabilei totalCost de oriunde am numit funcția de la. În acest fel, putem folosi răspunsul în orice context avem nevoie. Acum, în programul nostru anterior, acest lucru nu ar fi deosebit de util, pentru că nu am specificat unde să-l stocăm, așa că am schimbat și modul în care numim funcția.

Trebuie să furnizăm Python o variabilă în care să stocăm răspunsul, iar apoi pur și simplu vom stabili acea variabilă egală cu instrucțiunea noastră care apela funcția. Când funcția returnează o valoare, valoarea respectivă va fi acum stocată în variabila specificată.

Funcții - Built-in

Am învățat cum să ne facem propriile funcții și cum să le folosim, dar există câteva operații care sunt îndeplinite adesea suficient încât Python le-a inclus pentru a fi utilizate în orice program. Modul în care îi numiți este exact același lucru cu a-ți numi pe alții, dar nu trebuie să le definiți mai întâi. Vom vedea acum câteva dintre cele mai importante, dar asigurați-vă că aveți o privire la documentația Python, deoarece există o mulțime de funcții utile care sunt disponibile pentru utilizare, pe care nu avem timp să le acoperim acum.

Consultați documentația Python pentru o listă a tuturor funcțiilor încorporate.

str ()

Mai întâi, să aruncăm o privire asupra uneia dintre cele mai utile funcții din Python: funcția de conversie a șirului. Există de multe ori scripturi atunci când aveți o variabilă care conține un număr sau alt tip de date, dar trebuie să convertiți acea valoare într-un șir pentru a face ceva cu ea - în mod normal, pentru ao imprima pe ecran.

Să presupunem că avem un număr într-o variabilă și că dorim să-l tipărim, cu mesajul "Numărul este" și apoi numărul. Dacă scriem:

 number = 10 print 'Numărul este' + număr

? atunci vom întâlni o eroare, deoarece ceea ce cereți Python-ului este să adăugați un număr și un șir împreună - ceea ce nu are prea mult sens. Ceea ce trebuie să facem este să convertim numărul 10 în șirul 10. Dacă facem asta, Python va înțelege că ceea ce încercăm să facem este să nu găsim o sumă, ci să concatenăm cele două șiruri într-unul.

Aici este locul unde str funcția intră. Acceptă o valoare și returnează un șir pentru ao reprezenta. În cazul în care îi transmiteți un număr, acesta va returna pur și simplu numărul, dar în format de șir.

 number = 10 print 'Numărul este' + str (număr)

Acum, că am încapsulat numărul într-o funcție de conversie șir, codul rulează perfect. str funcția nu trebuie să ia un număr, deși - poate lua și alte valori, cum ar fi a boolean:

 bool = True print 'Valoarea este' + str (bool)

str () funcția găsește cel mai apropiat potrivire de șir pe care o poate găsi pentru valoarea "Adevărat"și îl întoarce, ceea ce înseamnă că putem să-l producem frumos.

len ()

O altă sarcină obișnuită pentru șiruri de caractere este aceea de a putea afla lungimea lor și, din nou, Python are o funcție construită în acest scop. Să luăm șirul "Hello World" și să încercăm să-i găsim lungimea. Pentru a face acest lucru, vom avea nevoie de built-in len () funcție, care înseamnă lungime. Tot ce trebuie să facem este să îi transmitem șirul pe care dorim să-l folosim și va returna numărul de caractere din el:

 string = 'Hello World' tipăriți len (șir)

len () funcția este capabilă mai mult decât aceasta, totuși. Ceea ce face de fapt este numărarea numărului de elemente din obiectul pe care-l dați - dacă îi dați un șir, atunci acesta este numărul de caractere, dar puteți, de asemenea, să-i dați o listă sau o tuplă, de exemplu, și aceasta va returna cantitatea de obiecte din acel obiect special.

int ()

Mergând mai departe, de multe ori vă este dat un număr ca 10.6 sau 3.896, care nu este un număr întreg, dar aveți nevoie de un număr întreg de la ei. Funcția încorporată pentru a converti la un număr întreg este numită int (), și funcționează destul de previzibil. Funcția va returna conversia întregului număr. Rețineți că această funcție NU rotunjește intrarea până la cel mai apropiat număr întreg - foarte simplu aruncă orice după punctul zecimal și vă returnează numărul. Astfel, intrarea de 10,6 va reveni la 10, nu la 11. În mod similar, 3,25 s-ar întoarce 3.

 number = 10.6 print int (număr)

int poate de asemenea converti un șir la un int tip de date. De exemplu, având în vedere acest lucru, producția ar fi în continuare de 10:

 numărul = '10' print int (număr)

Cu toate acestea, aveți grijă, deoarece, atunci când este de conversie de la un șir la un număr întreg, int () NU se ocupă cu zecimale. Dacă îi oferiți:

 numărul = '10 .6' print int (număr)

Apoi va arunca o eroare, deoarece intrarea nu era un număr întreg, așa că nu știa cum să o facă.

gamă()

În cele din urmă, ne vom uita rapid la gamă() funcţie; se întâmplă surprinzător de multe ori atunci când începeți să faceți mai multe sarcini mai complexe în Python și, deși este posibil să nu pară masiv util în acest moment, merită să aruncați o privire și să aflați cum funcționează. Intervalul este o funcție pe care o utilizați pentru a crea o listă de numere după un anumit model. Cel mai simplu exemplu este că probabil aveți nevoie de o listă care să conțină toate numerele de la 0 la 10. În loc să le tastați manual, puteți utiliza gamă funcția de a face acest lucru într-o singură linie.

Intervalul acceptă un număr întreg ca parametru și, în acest caz, îl vom trece 11. Funcția atunci începe de la zero și face o listă de numărare în sus până când ajunge la un număr mai mic decât numărul pe care îl introduceți. am pus în 11, se va stoca numerele 0 - 10 în numerele de listă:

 numere = interval (11) imprimare (numere)

Dacă am vrea să tipărim numerele de la cinci la zece? Ei bine, opțional, putem include un alt argument pentru numărul de început, astfel încât acesta va imprima cifrele de la cinci la zece:

 numere = interval (5, 11) imprimare (numere)

În cele din urmă, dacă am vrea să tipărim doar numerele impare sub 10 ani? Ei bine, intervalul acceptă oa treia valoare, care este suma care se ridică la fiecare pas. Deci, dacă începem la 1, stabiliți pasul la doi și limita superioară la 11, ar trebui să ajungem cu toate numerele impare sub zece:

 numere = interval (1, 11, 2) imprimare (numere)

Ca o notă finală, oricare dintre aceste numere poate fi negativă, de asemenea, dacă vrem să numărăm DOWN de la 10 la 1 în loc de sus, am putea seta pasul să fie negativ 1, valoarea de pornire la 10 și limita la 0 , ca astfel:

 numere = interval (10, 0, -1) imprimare (numere)

Rețineți că intervalul se va ocupa numai de numere întregi, deci asigurați-vă că nu îi dați nici o valoare care nu sunt numere întregi sau veți arunca o eroare.

Module - Crearea propriului dvs.

Bine, acum ne-am ocupat de funcții; să trecem la cel de-al doilea subiect al lecției de azi: module. Dacă funcțiile sunt grupuri de coduri, atunci modulele sunt grupuri de funcții. Sunt mai multe pentru ei, dar asta eo modalitate buna de a le gandi acum.

Așa cum am discutat mai devreme, nu puteți face un program complex fără a sorta codul în funcții și, pe măsură ce programul dvs. continuă să crească în continuare, chiar și ele devin greoaie. Trebuie să le sortați într-un alt nivel ierarhic. Acestea sunt module. Deci, le putem rezuma ca un instrument structural și organizațional pentru codul nostru.

Modulele sunt destul de ușor de creat. Ele sunt pur și simplu fișiere Python, ca și scenariile obișnuite. Pentru a crea un modul, scrieți una sau mai multe funcții într-un fișier text, apoi salvați-l cu un .py extensie. Să facem asta acum cu un exemplu. Deschideți un fișier nou editorul de text sau IDE și faceți o funcție. Voi continua cu exemplul unui coș de cumpărături de mai devreme și voi face o funcție pentru a calcula impozitul pe produse.

Creați un fișier nou în IDE sau editorul de text și să creați o funcție pentru calcularea impozitului pe un produs.

 def addTax (preț, taxe): newPrice = preț / 100 * (100 + tax) retur nouPrice

Dacă salvăm acest fișier cu a .py extensie în același director ca celălalt script, îl putem folosi ca un modul! Este important să îi dați un nume descriptiv, astfel încât să știți ce face când veniți mai târziu, așa că sunați-l pe acesta finance.py

Importarea modulelor

Pentru a folosi modulele, putem folosi fie import sau din cuvinte cheie. import este cea mai simplă și cea mai comună, deci să încercăm mai întâi asta. Apoi specificați numele modulului, care este pur și simplu numele fișierului, fără .py extensie. De exemplu, cu serviciul nostru finanţa modul în același director ca scriptul nostru, am putea scrie:

finanțarea importurilor

? și am avea acces la toate funcțiile din scenariu. Apoi putem să le numim așa cum am făcut înainte. De asemenea, puteți utiliza funcția din , care vă permite să selectați anumite funcții din bibliotecă, dacă știți care dintre ele aveți nevoie în prealabil. Pentru un modul care are sute de funcții, acest lucru este recomandat - economisește timpul de încărcare pentru funcțiile care nu sunt folosite nici măcar.

din import addTax

Puteți importa mai multe prin separarea numelor lor prin virgule.

din importul de finanțare addTax, calculateDiscount

Și puteți folosi chiar și wildcard-ul asterisc pentru a importa totul.

din importul financiar *

După importul modulului, pentru a utiliza funcțiile conținute în acesta, utilizați numele modulului, urmat de un punct și apoi numele funcției.

 finanțarea importului print finance.addTax (100, 5)

Acest lucru ar trebui să aibă ca rezultat 105 atunci când scriptul este rulat. Un rezultat simplu, dar înseamnă că ai o funcție de lucru!

Module încorporate

Există o mulțime de module construite, la fel cum există și funcții încorporate. Aici Python excelează! Este nevoie de ceea ce se numeste bateriile incluse? abordare.

Deoarece Python are o gamă atât de extinsă de module încorporate, nu există nici o modalitate de a le acoperi pe toate într-o singură lecție. Unele sunt destul de obscure și nu are nici un rost să predați o încărcătură de informații pentru care nu ați putea avea niciodată nevoie. În schimb, să acoperim câteva din cele mai utile.

întâmplător
matematica
os
datetime
urllib2

`întâmplător`

Unul bun de început este întâmplător , deoarece este ușor de înțeles și util în majoritatea scripturilor pe care le veți scrie. După cum v-ați aștepta, acest modul vă permite să generați numere aleatorii. De exemplu, atunci când utilizați Python pentru a crea un site web, acestea pot fi folosite pentru a vă asigura că baza de date a parolei este mai sigură sau dacă activați o caracteristică aleatorie a paginii. Dacă vrem un intreg aleatoriu, putem folosi randint funcția, cum ar fi:

 import random aleatoare random.randint (0, 5)

Aceasta va genera fie 1, 2, 3, 4 sau 5. Randint acceptă exact doi parametri: cel mai mic și cel mai mare număr. După cum puteți vedea, acesta include cel mai mare număr, dar trece de la 1 deasupra celui mai mic număr. Dacă doriți un număr de virgulă mobilă, puteți utiliza funcția întâmplător funcţie:

 import random random.random ()

? care trimite un număr aleator între 0 și 1, la o încărcătură de zecimale. Dacă doriți un număr mai mare, îl puteți înmulți. De exemplu, un număr aleator între 0 și 100:

 import random random.random () * 100

întâmplător modulul are, de asemenea, o funcție pentru alegerea unui element aleator dintr-un set, cum ar fi o listă numită alegere.

 importul aleator myList = [1, 8, Adevărat, 77, "Lorem", 482, "Ipsum"] random.choice (myList)

`matematica`

matematica modulul oferă acces la constantele și funcțiile matematice.

 import math math.pi #Pi, 3.14? math.e # Numărul lui Euler, 2,71? math.degrees (2) # 2 radiani = 114.59 grade math.radians (60) # 60 grade = 1.04 radiani math.sin (2) #Sine din 2 radiani math.cos (0.5) #Cosine de 0.5 radiani math.tan 0.23) #Tangenta de 0.23 radiani matematica (5) # 1 * 2 * 3 * 4 * 5 = 120 math.sqrt (49) # Rădăcină triunghiulară de 49 = 7

Există mult mai multe funcții în modul, dar acestea sunt unele dintre cele mai utile. Puteți găsi o listă completă aici.

`datetime`

Dacă trebuie să lucrați cu date și ore, atunci datetime modul este prietenul tău. Acesta este unul foarte util pentru a ști despre dezvoltarea web. Dacă faceți un site web cu comentarii sau un blog, probabil veți fi afișați vârsta lor sau momentul în care au fost create.

Să importăm modulul ca de obicei:

 timpul de import

Pentru comoditate, puteți importa separat și data și componentele de timp, astfel încât să nu trebuiască să introduceți mai mult timp.

 import datetime de la datetime data de import timpul de import

Să aruncăm o privire la unele dintre funcțiile pe care le oferă:

 time.time () #Renumizează numărul de secunde de la epoca Unix, 1 ianuarie 1970 date.fromtimestamp (123456789) #Conversează un număr de secunde unui obiect de dată date.fromtimestamp (time.time ()) #We poate combina două pentru a obține un obiect reprezentând data curentă data.fromordinal (10000) #Revine data un anumit număr de zile de la 1 ianuarie în Anul 1 - 28 mai 0018 în acest caz

Există câteva funcții utile pentru conversia datelor în șiruri utilizabile. strftime vă permite să formatați un șir pe baza caracterelor speciale precedate de un simbol procentual. % d reprezintă ziua, de exemplu.

 dateDate = date.fromtimestamp (time.time ()) #Creați o variabilă care reprezintă ora acum currentDate.strftime ("% d /% m /% y") #Formați data ca DD / MM / YY - / 07/11 currentDate.isoformat () #Format ca dată standard ISO - în acest caz 2011-07-09

`os`

Următorul modul la care ne uităm este os, care oferă funcții care vă permit să interfață cu sistemul de operare subiacent pe care rulează Python - fie Windows, Mac sau Linux. Ne vom concentra pe cale submodule. Acesta vă permite să manipulați și să găsiți proprietățile fișierelor și folderelor din sistem, deci este cel mai util pentru dezvoltarea web. De multe ori trebuie să gestionați fișiere, de exemplu încărcări de utilizatori.

 din calea de import path.exists ("/ Users / Giles") #Chesuri dacă există directorul, în cazul meu este calea adevărată.existe ("/ Users / Bob") #False de data aceasta

 din calea importului path.getatime ("/ Users") #Get ultima dată când directorul dat a fost accesat ca o pistă de timp path.getmtime ("/ Users") #Get ultima dată când directorul dat a fost modificat ca marcă de timp

Aceste timestamps pot fi convertite în șiruri utilizabile folosind datetime modul - puteți vedea modul în care puteți combina modulele.

 de la calea de import os path.getsize ("/ Users / Giles / Desktop / boot") #Returnă dimensiunea unui fișier în octeți - pentru acest fișier a fost 314400 octeți sau 314kb

Ultima funcție din modulul os pe care o vom uita este a adera. Combină două căi într-una. S-ar putea să vă gândiți: "De ce nu pot concatena șirurile?", Dar nu este așa de simplu. Pe Windows, delimiterul traseului este un backslash, pe Mac și Linux este o slash în față. Acest modul ameliorează problemele de acest gen și vă asigură că scripturile Pythons funcționează pe orice sistem.

 path.join ("C:", "Utilizatori") #Returns "C: / Users"

`urllib2`

Pentru a termina turneul nostru de bibliotecă standard al lui Python, vom avea o scurtă privire urllib2. Acest modul vă permite să interfață cu web-ul, deci este în mod evident destul de relevant pentru noi. Funcția cea mai utilă pe care o oferă este urlopen, care descarcă o pagină.

Folosiți-o după cum urmează:

 import urllib2 urllib2.urlopen ("http://net.tutsplus.com")

În mod evident, puteți schimba șirul de adrese URL pentru orice site. Aceasta va descărca conținutul HTML al paginii. Acest lucru nu va returna însă un șir, așa că trebuie să citim datele pentru a obține acest lucru:

 import urllib2 urllib2.urlopen ("http://net.tutsplus.com") .read (100)

Aceasta va returna primele 100 de caractere ale sursei HTML a Nettuts +. Odată ce aveți aceste date, puteți să le sortați și să extrageți biții necesari.

Sfaturi finale

Dacă modulul dvs. se află într-un director diferit de scriptul dvs., este puțin mai dificil să le importați. Trebuie să creați un fișier care spune Python că dosarul este un pachet. De exemplu, dacă aveți un dosar, numit subdirector, în același director ca și scriptul dvs. și apoi modulul din subdirectorul respectiv, va trebui să creați un fișier numit __init__.py în același folder ca și modulul. Acest fișier poate fi gol. Apoi, din scriptul dvs., îl veți importa:

examinați-l% dacă aveți nevoie de o reîmprospătare!