Python：从初学者到专业人士（第 3 部分）

python 中的函数

函数是执行特定任务的可重用代码块。它们有助于组织您的代码，使其更具可读性并减少重复。举个例子，编写的代码可能会变得很长，并且很难阅读或找到每一行的作用，尤其是当您必须调用 value 时。

    def greet(name):

为什么使用函数？

想象一下您正在烹饪一顿复杂的饭菜。您不必尝试一次完成所有事情，而是将过程分解为更小的任务：切蔬菜、准备酱汁、烹饪主菜等。这些任务中的每一个都可以被视为编程中的一个函数。

每一个都放入一个可以在需要时调用的部分，而不必用所有代码堵塞整顿饭，使我们的代码更易于阅读并且错误更少。

函数使我们能够：

• 组织代码： 就像组织食谱中的成分和步骤一样，函数帮助我们将代码组织成可管理的逻辑部分。
• 重用代码：如果您需要多次执行相同的任务，您可以创建一个函数并在需要时调用它，而不是一遍又一遍地编写相同的代码。
• 简化复杂任务：大问题可以分解为更小、更易于管理的部分。
• 提高可读性：命名良好的函数使代码更易于理解，就像菜谱中的清晰说明一样。

现实生活中的例子：

• 计算器应用程序：每个运算（加、减、乘、除）都可以是一个单独的函数。
• 社交媒体帖子：功能可以处理发布文本、上传图像或添加主题标签。
• 在线购物：功能可能会计算总成本、应用折扣或处理付款。

现在，让我们看看如何创建和定义函数：

def greet(name):
    """
    this function takes a name and returns a greeting message.
    """
    return f"hello, {name}! welcome to python programming."

分解这个

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• def 告诉 python 我们正在定义一个函数。
• 问候是函数名称（您可以将名称更改为您想要的任何名称！）
• (alex) 是参数 – 函数将接收的数据的占位符

缩进的块是函数体 – 函数的作用。

return specifies what the function gives back when it's done

使用（调用）函数

# calling the function
message = greet("alex")
print(message)


greet("alex"):

• 这是我们“调用”或“使用”该函数。
• 我们说，“嘿，名为‘greet’的函数，请以‘alex’作为输入。”
• “alex”是参数。这就像为函数提供了一条可以使用的特定信息。

函数内部发生了什么：

• 该函数接受“alex”并将其放在问候语中 {name} 的位置。

• 因此它创建了消息：“你好，alex！欢迎来到 python 编程。”

  消息 = …:

• 我们将函数返回的内容存储在名为“message”的变量中。

• 现在“消息”包含文本“你好，alex！欢迎来到 python 编程。”

  打印（消息）：

• 这只是在屏幕上显示“消息”的内容。

“这将输出：“你好，alex！欢迎来到 python 编程。”
这里，“alex”是一个参数 – 我们传递给函数的实际数据。

更复杂的示例：
让我们创建一个函数来计算购物车中商品的总成本：

def calculate_total(items, tax_rate):
    subtotal = sum(items)
    tax = subtotal * tax_rate
    total = subtotal + tax
    return total

    # using the function
    cart = [10.99, 5.50, 8.99]
    tax = 0.08  # 8% tax
    total_cost = calculate_total(cart, tax)
    print(f"your total including tax is: ${total_cost:.2f}")

在这个例子中，我探索了不止一个参数，我将 items 和tax_rate 作为参数放置在我们的函数中，并为我们的函数提供了一些明确的参数。

• subtotal = sum(items) – subtotal 是它计算的值的变量或占位符，即总和（记住 sum 是 python 中的一个库，它返回“起始”值（默认值：0）加上一个可迭代的数字）的项目。

• tax = subtotal *tax_rate 这里，我们将tax作为一个新变量，在该变量中，我们说取之前的变量subtotal(sum(items)) *tax_rate，它是用户输入的任何数字的占位符在.

• 总计=小计+税；这是两个变量小计和税收的总和。

一旦我们调用函数calculate_total(cart,tax)，购物车就会将购物车中的所有值相加(10.99+5.50+8.99)，然后我们将这个值乘以0.08得到税金，然后将它们相加得到总数。

我们的打印语句使用了格式化字符串，然后我们说total_cost应该减少到小数点后2f位。

注意要点

• 函数名称：使用清晰、描述性的名称。 calculate_total 比 calc 或 function1 更好。
• 参数：这些是您的函数期望的输入。在calculate_total中，我们有两个：items和tax_rate。
• 返回语句：这指定了函数返回的内容。并非所有函数都需要返回某些内容，但很多函数都需要返回。
• 缩进：函数内的所有内容都必须缩进。这就是 python 知道函数的组成部分的方式。
• 调用函数：我们使用函数名称，后跟包含参数的括号。

练习：
尝试创建一个函数，它接受一个人的姓名和年龄，并返回一条消息，例如“你好[名字]，10年后你将成为[年龄+10]”。这将帮助您练习使用多个参数并在函数内进行计算。

python 数据结构：列表、集合、元组和字典

python 提供了几种内置的数据结构，允许程序员有效地组织和操作数据。我们将探讨四种基本的数据结构：列表、集合、元组和字典。这些结构中的每一个都有独特的特征和用例。

列表
列表是 python 中最常用的数据结构。它们是有序的可变集合，可以包含不同数据类型的元素。您可以使用方括号创建列表：

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]

列表维护元素的顺序，允许您通过索引访问它们。例如，fruits[0] 将返回“apple”。这种排序使得列表非常适合元素顺序很重要的情况，例如维护播放列表或待办事项列表。

列表的主要优点之一是它们的可变性。您可以轻松添加、删除或修改元素：

fruits.append("date")  # adds "date" to the end
fruits[1] = "blueberry"  # replaces "banana" with "blueberry"

列表还支持切片、串联和列表推导等各种操作，使其用途极其广泛。当您需要可以修改的有序集合以及想要允许重复元素时，请使用列表。

要了解有关列表的更多信息，请查看 bala priya c 的指南（python 中的列表 – 综合指南）

套装
集合是唯一元素的无序集合。您可以使用花括号或 set() 函数创建集合。

unique_numbers = {1, 2, 3, 4, 5}

集合的定义特征是它们仅存储唯一元素。如果您尝试添加重复元素，它将被忽略。这使得集合非常适合从列表中删除重复项或进行成员资格测试。

集合还支持数学集合运算，如并集、交集和差集：

set1 = {1, 2, 3}
set2 = {3, 4, 5}
print(set1.union(set2))  # {1, 2, 3, 4, 5}

虽然集合是可变的（您可以添加或删除元素），但它们必须是不可变的。当您需要确保元素的唯一性并且不关心它们的顺序时，请使用集合。

要了解有关集合的更多信息，请查看 w3school 上的指南

元组
元组与列表类似，因为它们都是有序序列，但它们是不可变的——一旦创建，就无法修改。您使用括号创建一个元组：

coordinates = (10, 20)

元组的不变性使得它们对于表示固定的项目集合非常有用，例如我们示例中的 x 和 y 坐标。它们也常用于从函数返回多个值。

def get_user_info():
    return ("alice", 30, "new york")

name, age, city = get_user_info()

元组可以用作字典键（与列表不同），因为它们的不变性。当您拥有在程序执行过程中不应更改的相关项的集合时，请使用元组。

如果您需要对元组有更多的了解，geeksforgeeks 有一个非常丰富的指南

字典：键值对
字典是键值对的无序集合。它们提供了一种关联相关信息的方法。您使用大括号和键值对创建字典：

person = {"name": "alex", "age": 25, "city": "san francisco"}

字典允许根据键快速查找值。您可以使用关联的键访问、添加或修改值：

 print(person["name"])  # Prints "Alex"
 person["job"] = "Engineer"  # Adds a new key-value pair

字典对于表示结构化数据非常有用，类似于 json。它们也非常适合计算项目的出现次数或在相关信息之间创建映射。

我喜欢 simplilearn 在这本词典指南中所做的事情；在这里找到它。

选择正确的数据结构

决定使用哪种数据结构时，请考虑以下因素：

• 需要维持秩序吗？如果是，请考虑列表或元组。
• 需要修改集合吗？如果是，请使用列表或字典。
• 需要保证唯一性吗？如果是，请使用套装。
• 需要将值与键关联起来吗？如果是的话，请使用字典。
• 你需要一个不可变的序列吗？如果是，请使用元组。

了解这些数据结构以及何时以及如何使用它们将帮助您编写更高效、更具可读性的代码。随着经验的积累，您将直观地了解哪种结构最适合您的特定需求。

请记住，python 的灵活性允许您在需要时在这些结构之间进行转换。例如，您可以将列表转换为集合以删除重复项，然后如果需要保持顺序，则将其转换回列表。这种互操作性使得这些数据结构在组合使用时变得更加强大。

我们如何做到这一点？找出并将其发布到我们的 python 学习小组的评论部分。

通过掌握列表、集合、元组和字典，您将为在 python 中处理各种数据操作任务奠定坚实的基础。随着您在编程之旅中取得进展，您会发现更专业的数据结构，但这四种结构仍将是您的 python 编程工具包中的基本工具。