学习Python的第4天：函数与模块的高级应用

经过前三天的Python学习，我们已经掌握了Python的基础知识，包括数据类型、控制结构以及基本的编程实践。今天，我们将进一步探索Python的函数与模块的高级应用，以提升我们的编程能力。

1. 函数的高级应用

函数是Python中组织代码的基本单元，它允许我们将特定的任务封装成一个可重用的代码块。在高级应用中，我们可以学习如何创建更复杂、更灵活的函数。

1.1 默认参数与可变参数

默认参数允许我们在定义函数时为某些参数提供默认值，从而在调用函数时省略这些参数。可变参数则允许我们传递任意数量的参数给函数，这些参数将被收集到一个元组或字典中。

# 默认参数示例
def greet(name, greeting="Hello"):print(f"{greeting}, {name}!")greet("Alice")  # 输出: Hello, Alice!
greet("Bob", "Hi")  # 输出: Hi, Bob!# 可变参数示例
def sum_numbers(*args):return sum(args)print(sum_numbers(1, 2, 3, 4))  # 输出: 10

1.2 函数返回多个值

Python函数可以返回多个值，这些值会被打包成一个元组。在接收返回值时，我们可以使用多个变量来接收，也可以使用一个变量接收整个元组。

def get_coordinates():return 1, 2, 3x, y, z = get_coordinates()  # 分别接收返回值
print(x, y, z)  # 输出: 1 2 3coordinates = get_coordinates()  # 接收整个元组
print(coordinates)  # 输出: (1, 2, 3)

1.3 递归函数

递归函数是调用自身的函数。它允许我们将复杂问题分解为更小、更简单的子问题来解决。

def factorial(n):if n == 0 or n == 1:return 1else:return n * factorial(n-1)print(factorial(5))  # 输出: 120

2. 模块与包的高级应用

模块是Python中组织代码的一种方式，它允许我们将相关的函数、类和其他对象组织到一个文件中。包则是模块的集合，它们通常被组织成目录树的形式。

2.1 导入模块

在Python中，我们可以使用import语句来导入模块。一旦模块被导入，我们就可以使用模块中定义的函数、类等对象。

import mathprint(math.sqrt(16))  # 导入math模块并使用其中的sqrt函数

2.2 导入模块中的特定部分

我们还可以使用from ... import ...语句来导入模块中的特定部分，而不是整个模块。

from math import sqrtprint(sqrt(16))  # 导入math模块中的sqrt函数并直接使用

2.3 创建自定义模块

我们可以创建自己的Python模块，并在其他Python脚本中导入和使用它们。这有助于组织代码并提高代码的可重用性。

2.4 包的使用

当项目变得越来越大时，我们可以使用包来组织模块。包是一个包含多个模块的目录，并且必须包含一个名为__init__.py的文件（可以为空），以将该目录标识为一个Python包。

3. 实战演练

为了巩固今天学到的知识，我们可以编写一个使用函数和模块的简单程序。例如，我们可以创建一个名为math_operations的模块，其中包含一些数学运算的函数，并在主程序中导入和使用这些函数。

math_operations.py

# 定义一个加法函数
def add(a, b):return a + b# 定义一个减法函数
def subtract(a, b):return a - b

main.py

# 导入自定义模块
from math_operations import add, subtract# 使用模块中的函数进行计算
result_add = add(5, 3)
result_subtract = subtract(5, 3)# 打印结果
print(f"5 + 3 = {result_add}")
print(f"5 - 3 = {result_subtract}")