函数思想课件

函数思想函数是数学中重要的概念，它可以帮助我们理解和解决各种问题。序欢迎来到函数思想的世界！为什么学习函数思想提高代码效率函数可以将复杂的任务分解成小的、可重用的模块，简化代码逻辑，提高代码的可读性和可维护性。增强代码可复用性函数可以被多次调用，避免重复编写相同代码，提高开发效率。提高代码可读性将代码模块化可以使代码结构更加清晰，更容易理解和维护。函数思想的应用场景软件开发函数是构建软件的核心，将复杂问题分解成小的、可重复使用的模块，提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。数据科学函数用于处理和分析数据，例如数据清洗、特征工程、模型训练和预测等，简化数据操作，提高效率。机器学习函数在机器学习中被广泛应用，例如定义损失函数、激活函数、优化器等，构建模型并进行训练。目标与内容本课程旨在帮助你理解函数思想，并学会运用函数解决实际问题。认识函数了解函数的概念、定义和特点。掌握函数的使用学习定义、调用和运用函数解决编程问题。认识函数输入和输出函数像一个黑盒子，接受输入，经过处理后输出结果。代码结构函数由定义、调用和返回值组成，可以实现特定功能。掌握函数的定义和特点1函数定义函数是完成特定任务的代码块，就像一个黑盒子，接收输入并生成输出。2函数特点函数具有确定性、输入输出对应、返回单值、可复用等特点。学会使用函数解决问题代码重用函数可以封装重复的代码，提高代码效率。结构化编程函数将程序分解为独立的功能模块，增强代码可读性。问题分解将复杂问题拆解为更小的子问题，逐个解决。什么是函数函数是将一系列指令封装成一个可重复使用的代码块。就像一个黑盒子，它接受输入，执行操作，并产生输出。函数的定义定义格式函数定义通常使用以下格式：def函数名(参数1,参数2,...):函数体参数和返回值函数可以接受参数，并在执行后返回一个值。参数和返回值的类型可以根据需要选择。代码示例defadd(a,b):returna+b函数的组成部分1函数名函数名是函数的标识符，用于调用函数。2参数参数是函数的输入值，用于传递给函数进行处理。3函数体函数体是函数执行的代码块，包含处理参数的逻辑。4返回值返回值是函数执行的结果，可以返回给调用函数的地方。函数的作用简化代码，提高代码可读性。重复使用代码，减少重复代码。组织代码结构，便于维护和调试。函数的特点1确定性给定相同的输入，函数始终会产生相同的输出，不会受外部因素影响。2输入输出对应函数的参数是输入，返回值是输出，两者之间有着明确的对应关系。3可复用函数可以重复使用，避免代码冗余，提高代码效率。确定性输入与输出的对应关系对于相同的输入，函数始终会产生相同的输出。函数的稳定性函数在不同时间和环境下运行，其结果保持一致。输入输出对应确定性对于相同的输入，函数总是会产生相同的输出。不会出现随机结果。输入与输出映射每个输入对应唯一的输出，不会有多个结果。如同函数图像中的点。返回单值概念函数通常只返回一个值。即使你有多个计算结果，通常也会将它们组合成一个单一的值进行返回。示例例如，一个计算两个数字之和的函数，将返回它们的总和，而不是分别返回两个数字。可复用函数可以被重复使用，减少代码冗余，提高代码效率。函数可以根据需要进行修改，方便调整程序逻辑。函数可以封装成模块，方便代码管理和维护。函数的定义函数是一段可重复使用的代码块，用于执行特定的任务。函数可以接收输入参数，并返回输出结果。函数的定义格式1关键字使用`def`关键字定义函数。2函数名函数名应该清晰、简洁，并能反映函数的功能。3参数将参数放在圆括号内，用逗号分隔。4冒号参数列表后使用冒号。参数和返回值参数函数可以接收参数，这些参数是函数执行时需要用到的数据。返回值函数执行完毕后，可以返回一个结果，这个结果就是返回值。代码示例下面是一个简单的函数定义示例，它接收两个数字作为参数，并将它们相加后返回结果：defadd(x,y):"""这个函数接收两个参数x和y，并将它们相加。"""returnx+y#调用函数并打印结果result=add(10,5)print(result)#输出15内置函数Python提供了许多内置函数，可以简化编程工作。例如：`print()`用于输出内容；`len()`用于计算长度；`abs()`用于计算绝对值。常用内置函数介绍abs()返回一个数字的绝对值round()对一个数字进行四舍五入max()返回多个参数中的最大值min()返回多个参数中的最小值内置函数的使用计算使用内置函数简化计算任务，例如求平方根、绝对值、四舍五入。数据处理内置函数可用于转换数据类型、排序、查找、过滤数据等。字符串操作内置函数提供便捷的字符串处理功能，例如查找子字符串、替换字符、大小写转换等。内置函数的实现原理代码库内置函数是由编程语言开发者预先编写好的代码，并将其存储在代码库中。调用当我们在代码中调用内置函数时，解释器会从代码库中找到相应的代码并执行。返回值内置函数执行完后，通常会返回一个结果值，供程序后续使用。自定义函数自定义函数是用户根据实际需要编写的函数，可以实现特定功能。复用性避免重复代码，提高效率。模块化将复杂任务分解成可管理的模块。可读性代码更清晰易懂。为什么需要自定义函数1代码复用自定义函数可以将重复的代码段封装起来，方便在多个地方重复使用。2程序结构清晰将复杂的任务分解成一个个独立的函数，使代码结构更加清晰，易于理解和维护。3提高可读性使用函数命名可以提高代码的可读性，使代码更易于理解和调试。自定义函数的步骤1定义函数使用`def`关键字定义函数，包括函数名、参数和返回值2编写函数体在函数体中编写代码逻辑，实现函数的功能3调用函数使用函数名和参数调用函数，执行函数体中的代码常见编程错误语法错误语法错误是由于代码不符合编程语言的语法规则造成的。逻辑错误逻辑错误是由于代码逻辑错误导致程序无法按照预期执行。运行时错误运行时错误是在程序运行过程中出现的错误，例如除以零或访问未定义的变量。函数的参数形参函数定义时，在圆括号中声明的变量实参函数调用时，传递给形参的值形参和实参形参函数定义中使用的参数，它们只是占位符，用来接收实际传入的值。实参函数调用时实际传入的参数，它们是具体的数值或变量，会被赋值给形参。可选参数可选参数定义在函数定义中，可以使用可选参数，这些参数在调用函数时可以不提供值，函数会使用默认值。可选参数的好处可选参数可以让函数更加灵活，可以根据不同的情况使用不同的参数。可选参数的语法在参数列表中，可选参数用关键字`default`指定默认值。默认参数1方便调用默认参数提供默认值，简化函数调用，提高代码可读性。2提高灵活性调用函数时，可以选择使用默认值，也可以传递自定义参数。3减少错误默认参数减少了参数传递错误，简化了代码编写过程。函数的返回值返回值类型函数可以返回不同类型的返回值，例如数值、字符串、列表、字典等。返回值的作用返回值可以用于将函数处理的结果传递给其他函数或代码段，方便后续操作。不同类型的返回值整数类型返回一个整数值，例如1、2、3、4。通常用于计数、索引等。浮点数类型返回一个带小数点的数值，例如3.14、2.718。通常用于表示精确的值，例如数值计算。字符串类型返回一个文本字符串，例如"HelloWorld"、"函数思想"。通常用于表示文字信息。布尔类型返回一个逻辑值，要么是True（真），要么是False（假）。通常用于条件判断。多返回值函数可以返回多个值返回值以元组的形式返回可以使用解包语法接收返回值返回值的使用接收返回值将函数的返回值存储在一个变量中，方便后续使用或操作。直接使用返回值可以将返回值直接用在表达式或语句中，例如打印输出或作为其他函数的参数。返回值的意义函数返回值是函数执行的结果，是函数与外界沟通的桥梁。函数的作用域函数的作用域指的是函数内部变量的可见范围，决定了哪些代码能够访问这些变量。局部变量在函数内部定义的变量，只能在函数内部访问。全局变量在函数外部定义的变量，可以在任何地方访问。局部变量和全局变量局部变量在函数内部定义的变量，只能在函数内部使用。全局变量在函数外部定义的变量，可以在任何地方使用，包括函数内部。作用域规则1局部变量在函数内部定义的变量只能在函数内部使用。2全局变量在函数外部定义的变量可以在整个程序中使用。3优先级如果局部变量和全局变量同名，则优先使用局部变量。作用域的应用代码组织合理划分作用域可以使代码更清晰易读，方便维护。数据安全通过控制变量的作用域，可以保护数据不被意外修改。错误排查当代码出现错误时，作用域信息可以帮助你快速定位问题。递归函数递归函数是指在函数体内部调用自身的一种函数。什么是递归就像俄罗斯套娃一样，一个大的函数里包含一个小的函数，小的函数又包含更小的函数，直到最小的函数完成，才依次返回结果。递归函数的定义一个函数在自身定义中调用自身，最终通过一个或多个基例（停止条件）退出递归。什么是递归自己调用自己递归函数在执行过程中，会调用自身，形成循环结构。就像俄罗斯套娃一样，一个函数里面包含另一个相同类型的函数。解决重复问题递归适用于解决那些可以分解成相同子问题的问题，例如计算阶乘、遍历树结构等。递归函数的定义递归函数递归函数是一种自身调用自身函数的函数。它通过重复调用自身来解决问题。关键部分递归函数的关键在于定义一个基准情况，用于停止递归，以及递归步，用于不断缩小问题规模。递归函数的使用场景计算阶乘计算阶乘是一个经典的递归函数的例子，因为它的定义本身就是递归的。遍历树结构树结构的遍历，例如文件夹的遍历，可以有效地使用递归函数来实现。汉诺塔问题汉诺塔问题是一个著名的递归问题，可以用递归函数优雅地解决。总结函数思想价值代码复用，提高效率函数发展趋势模块化，组件化函数思想的价值提高代码效率函数可以重复使用，减少代码重复编写，提高代码效率。增强代码可读性将复杂问题分解为简单函数，使代码结构清晰，易于理解和维护。简化项目开发函数可以模块化代码，方便团队协作，加快开发速度。函数的发展趋势1面向对象编