Python基礎知識之函數,類,模塊

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1、Function 函數

編程中，需要重復寫的功能，可以包裝成一個函數

1）定義函數

定義函數之前，實現給一個字符串增加前綴和後綴的操作：

f1 = "f1"
f2 = "f2"
f1 += ".txt"
f1 = "my_" + f1
f2 += ".txt"
f2 = "my_" + f2
print(f1, f2)
my_f1.txt my_f2.txt

定義函數之後：

def modify_name(filename):
    filename += ".txt"
    filename = "my_" + filename
    print(filename)
modify_name("f1")
modify_name("f2")
my_f1.txt
my_f2.txt

上述函數裡面用到瞭參數，調用的時候需要進進行傳參數，但有時也可以沒有參數，eg：

def modify_name():
    filename = "f1"
    filename += ".txt"
    filename = "my_" + filename
    print(filename)
modify_name()
my_f1.txt

一個函數也可以擁有返回值，將函數處理後，可以將想要返回的結果返回

def modify_name(filename):
    filename += ".txt"
    filename = "my_" + filename
    return filename
new_filename = modify_name("f1")
print(new_filename)
my_f1.txt

2)參數設置

調用函數時，如果函數有參數，那麼需要給函數傳參，函數本來的參數叫實參，傳入的參數叫實參，參數傳遞有以下幾種方式：

def f(x, a, b, c):
    return a*x**2 + b*x + c*1

print(f(2, 1, 1, 0))    # 忽略參數名，需要按順序一一對應
print(f(x=2, a=1, b=1, c=0))    # 寫上參數名，按名字傳參
print(f(a=1, c=0, x=2, b=1))    # 若用參數名，可以打亂順序傳參
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另外，對於不是一直變化的參數，可以給參數設置一個默認值，如果設置瞭默認值，傳參時可以不給改參數傳值，否則每個參數都要傳參成功才能調用

def f(x, a=1, b=1, c=0):
    return a*x**2 + b*x + c*1

print(f(2, a=2))
print(f(2))
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Tip: 設置瞭默認值的參數和未設置默認值的參數要分開放，也就是說不可以將未設置默認值的參數跟在設置瞭默認值參數的後面

3）全局和局部變量

  • 全局變量（global）：函數裡外都能用（公用）
  • 局部變量（local）：僅在函數內使用（私用）
def modify_name():
    filename = "f1.txt"	# 這裡就是一個局部變量
    print("local filename:", filename)
modify_name()
print("global filename:", filename) # 這裡會報錯

filename = "f1.txt"	# 這裡便是一個全局變量
def modify_name():
    print("local filename:", filename)
modify_name()
print("global filename:", filename)
  • 全局變量和局部變量沖突時，局部變量優先！！！
filename = "f1.txt"
def modify_name():
    filename = "f2.txt"
    print("local filename:", filename)
modify_name()
print("global filename:", filename)
local filename: f2.txt
global filename: f1.txt
  • 特殊情況：允許內部來修改外部的值，必須使用global聲明，相當於提出瞭一個申請
filename = "f1.txt"

def modify_name():
    global filename  # 提出申請
    filename = "f2.txt"
    print("local filename:", filename)

modify_name()
print("global filename:", filename)
local filename: f2.txt
global filename: f2.txt

2、Class類

目的：為瞭描述一個或一類具體的物體，eg：貓的特征，動作等

1）定義class

使用class File來創建一個類，註意通常約定類的名字要首字母大寫。

然後使用my_file = File()來創建一個實例，每個實例都繼承瞭一個類的基本屬性

class File:
    def __init__(self):
        self.name = "f1"
        self.create_time = "today"

my_file = File()
print(my_file.name)
print(my_file.create_time)
f1
today
  • 其中 self 是作為類自己的一個索引，不管你在定義類的時候，想要獲取這個類的什麼屬性或功能，都可以通過self來獲取。
  • __init__()：創建一個實例的時候，類都會自動進行一次初始化，即運行一遍__init__()函數
  • 修改屬性的值：(但這樣修改的值，僅對當前實例有效)
my_file.name = "new_name"
print(my_file.name)
new_name

2）class的功能

  • __init__()：也可以對該函數進行傳參：
class File:
    def __init__(self, name, create_time="today"):
        self.name = name
        self.create_time = create_time

my_file = File("my_file")
print(my_file.name)
print(my_file.create_time)
my_file
today
  • 還可以定義更多的功能，比如重命名等
class File:
    def __init__(self, name, create_time="today"):
        self.name = name
        self.create_time = create_time
    def change_name(self, new_name):
        self.name = new_name

my_file = File("my_file")
my_file.change_name("new_name")
print(my_file.name)
new_name
  • 而且類的功能也可以有返回值
class File:
    def __init__(self, name, create_time="today"):
        self.name = name
        self.create_time = create_time
    def get_info(self):
        return self.name + " is created at " + self.create_time

my_file = File("my_file")
print(my_file.get_info())
my_file is created at today

3)繼承

  • 倆個類分開寫，eg：
class Video:
    def __init__(self, name, window_size=(1080, 720)):
        self.name = name
        self.window_size = window_size
        self.create_time = "today"
        
class Text:
    def __init__(self, name, language="zh-cn"):
        self.name = name
        self.language = language
        self.create_time = "today"

可以發現，這倆個類是有共性的，比如都有name，和create_time

所以，可以編寫一個底層類，使得這倆個類繼承底層類，從而減少瞭類之間的共有屬性/功能的重復開發！！！

一個類可以繼承另一個類，從而使得這個類成為子類，被繼承的類為父類

子類可以繼承父類的功能/功能，而且子類還可以重定義父類的功能

class File:
    def __init__(self, name, create_time="today"):
        self.name = name
        self.create_time = create_time
    def get_info(self):
        return self.name + " is created at " + self.create_time

class Video(File):
    def __init__(self, name, window_size=(1080, 720)):
        # 將共有屬性的設置導入File父類
        super().__init__(name=name, create_time="today")
        self.window_size = window_size

class Text(File):
    def __init__(self, name, language="zh-cn"):
        super().__init__(name=name, create_time="today")
        self.language = language
    # 也可以在子類中復用父類功能
    def get_more_info(self):
        return self.get_info() + ", using language of " + self.language

v = Video("my_video")
t = Text("my_text")
print(v.get_info())  # 調用父類功能
print(t.create_time)  # 調用父類的屬性
print(t.language)  # 調用自己的屬性
print(t.get_more_info())  # 調用自己復用父類的功能
my_video is created at today
today
zh-cn
my_text is created at today, using language of zh-cn

4）私有屬性和功能

  • 私有：_一個下劃線開頭，弱隱藏，不想讓別人用，但別人在必要情況下還是可以用的
  • 私有：__倆個下劃線開頭，強隱藏，不讓別人使用
class File:
    def __init__(self):
        self.name = "f1"
        self.__deleted = False  # 不讓別人使用這個變量
        self._type = "txt"  # 不想別人使用這個變量
    def delete(self):
        self.__force_delete()
    def __force_delete(self):   # 不讓別人使用這個功能
        self.__deleted = True
        return True
    def _soft_delete(self):  # 不想讓別人使用這個功能
        self.__force_delete()  # 雖然是強隱藏，但是可以在內部隨便調用
        return True

f = File()
print(f._type)  # 可以拿到值，但是會有⚠️
print(f._soft_delete())  # 可以調用，但是會有⚠️
print(f.__deleted)  # 會直接報錯
print(f.__force_delete)  # 會直接報錯

5）特殊方法

定義 含義
def __init__() 初始化實例
def __repr__() 字符串的“官方”表現形式
def __str__() 字符串的“非正式”值
def __iter__() 遍歷某個序列
def __next__() 從迭代器中獲取下一個值
… …

3、Module模塊

Moudel主要是為一個相對比較大的工程，涉及到多個文件之間的互相調用關系。

  • 對於一個項目來說，它需要去實現很多功能，這時候，如果可以把某一個或者某一類功能分類寫到瞭一個文件之中，在合並的時候，我不便不需要知道文件中的代碼具體什麼，我隻需要調用你給的這個文件中的功能就可以！也
  • 就是說，作為你所給文件中的功能的使用者，我不關心你實現功能的代碼，我隻關系我可以使用函數調用到你這個功能就好
# file.py
def create_name():
  return "new_file.txt"

eg: 比如上述file.py文件，實現瞭create_name的功能，然而作為這個功能的使用者，我不需要去瞭解這個功能所使用的代碼，我隻關心如何調用使用這個功能

1）引用module

比如新建瞭一個me.py，需要在這個文件之中引用file.py中的create_name()的功能

# me.py
import file
print(file.create_name())
new_file.txt

或者也可以這樣調用

# me.py
import file as f1
print("f1:", f1.create_name())
class File:
  def create_name(self):
    return "new_file.txt"
f2 = File()
print("f2:", f2.create_name())
f1: new_file.txt
f2: new_file.txt

可以發現，這和類功能調用有著非常大的相似之處！！！

還有更多的引用方式：

# me.py
from file import create_name
print(create_name())
new_file.txt

假設file.py中還有一個函數create_time()

# me.py
from file import create_name, create_time
print(create_name())
print(create_time())
new_file.txt
today

如何file.py中函數太多，記不清，那麼可以如此引用：

# me.py
# 第一種
import file
print("1", file.create_name())
#第二種
from file import *
print("2", create_name())
print("2", create_time())

2）大項目的模塊管理

在正規的module中，我們常會看到一個__init__.py文件，就像class裡的def __init__(self)，可以在裡面寫上如何初始化你的files目錄，也可以設定目錄中各元素的關系。

complex 

# files/__init__.py
from .video import get_video_size

設置好__init__.py後，就可以直接從files裡import get_video_size這個屬於video.py的功能瞭

# me.py
from files import get_video_size
print(get_video_size())

但和video.py同級的text.py就無法通過import方式獲取到text.py中的功能，因為未在files/__init__.py中聲明

# me.py
from files import create_name

如果不在files/__init__.py中聲明，但還想調用，則可以使用：

# me.py
import files.text
print(files.text.create_name)
# 或者
from files import text
print(text.create_name)

總結

本篇文章就到這裡瞭，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關註WalkonNet的更多內容！

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