python--实验8 函数（2）

知识点

变量的作用域

定义：解释了局部变量和全局变量的概念。
局部变量：
1. 局部变量是在函数内部定义的变量。它们只在该函数内部可见，一旦函数执行完毕，这些变量就会被销毁。
2. 例子：在函数内部通过赋值创建的变量。
全局变量：
1. 全局变量是在任何函数外部定义的变量。它们可以在整个程序范围内访问，包括函数内部。
2. 如果在函数内部定义了一个与全局变量同名的局部变量，那么在函数内部将只访问局部变量。
内置作用域（Built-in Scope）
- 内置作用域包含了Python解释器内置的函数和变量，如print()、len()等。这些可以在程序的任何地方访问。
非局部作用域（Nonlocal Scope）
- 非局部作用域是Python 3中引入的一个概念，用于在嵌套的函数中声明变量，使其在封闭作用域内可见，但又不属于全局作用域。
- 使用nonlocal关键字声明的变量，可以在嵌套函数外部的函数内部修改其值。
类作用域（Class Scope）
- 类作用域是类内部的变量，包括类属性和方法。这些变量对于类的实例和类方法是可见的。
模块作用域（Module Scope）
- 模块作用域是指模块内部定义的变量，这些变量在模块内部是全局的，但在模块外部则需要通过模块名来访问。
global关键字：在函数内部使用global声明全局变量，允许修改全局变量。

变量作用域工具函数：globals()和locals()函数用于获取不同作用域内的变量字典。

nonlocal关键字：Python 3.x引入，用于在嵌套函数中修改外层函数的变量。

函数嵌套定义

允许在一个函数内部定义另一个函数，称为内建函数。外部包含内建函数的称为外部函数。

函数的返回值

函数可以返回一个或多个值，如果没有return语句，默认返回None。

函数作为对象

赋值：可以把函数赋值给变量，通过变量名调用。

作为参数：可以把函数作为参数传递给另一个函数，如map函数。

作为返回值：函数可以返回另一个函数作为结果。

闭包

闭包是可以访问创建时所在作用域的函数，即使该作用域的代码已经执行完毕。就是能够读取其他函数内部变量的函数。

装饰器（Decorators）

装饰器是用于增加函数或方法功能的函数，本质上是闭包。
装饰器遵循开放封闭原则，可以在不修改源代码的情况下增加功能。
原理：

lambda函数

匿名函数，用于定义单行、简洁的函数。冒号前面是形参，冒号后面是返回值
可以包含多个参数，但只能有一个表达式。
可以作为函数的返回值或序列、字典的元素。

实验 函数（2）

一、实验目的：

掌握函数嵌套定义的用法
掌握特殊函数的定义和调用
掌握变量作用域

二、实验环境

本次实验需使用实验室提供的Windows主机环境+pycharm

三、实验内容

说明：基础题为必做题，提高题为选做题

1.（基础题）编写函数, 接收一个列表(包含10个整形数)和一个整形数k, 返回一个新列表.

函数需求:

- 将列表下标k之前对应(不包含k)的元素逆序;

- 将下标k及之后的元素逆序;

代码：

def reverse_sublists(lst, k):return lst[:k][::-1] + lst[k:][::-1]# 测试代码
original_list = [i for i in range(1, 11)]  # 创建一个包含10个整数的列表
k = 3
new_list = reverse_sublists(original_list, k)
print(new_list)

2.（基础题）定义一个fn(n)函数，该函数可接收一个list作为参数，用于去除list中重复的元素。

程序代码：

def remove_duplicates(lst):return list(set(lst))# 测试代码
original_list = [1, 2, 2, 3, 4, 4, 5, 6, 6, 7]
new_list = remove_duplicates(original_list)
print(new_list)

3.（基础题）定义一个fn(n)函数，该函数返回一个包含n个不重复的0-100之间的整数的元组。

程序代码：

def unique_integers(n):return tuple(range(n))# 测试代码
n = 100
result = unique_integers(n)
print(result)

4.(基础题)编程实现1~5各数的平方。用lambda函数实现

提示：python 内置函数map

代码：

squares = list(map(lambda x: x**2, range(1, 6)))print(squares)

5.(基础题)定义一个函数fib(n),用递归的方式实现斐波那契数列第n项求解，并输出斐波那契数列前20项的内容。

程序运行效果如下图所示：

代码：

def fib(n):if n <= 1:return nelse:return fib(n-1) + fib(n-2)# 输出斐波那契数列前20项
fibonacci_sequence = [fib(i) for i in range(1, 21)]
print(fibonacci_sequence)

6.(提高题) 输入日期，判断星座，并输出对应的星座标志。— 函数参数的传递

程序代码：

def zodiac_sign(day, month):sdate = [20, 19, 21, 20, 21, 22, 23, 23, 23, 24, 23, 22]  # 星座判断列表conts = ['摩羯座', '水瓶座', '双鱼座', '白羊座', '金牛座', '双子座', '巨蟹座', '狮子座', '处女座', '天秤座', '天蝎座', '射手座', '摩羯座']signs = ['♑', '♒', '♓', '♈', '♉', '♊', '♋', '♌', '♍', '♎', '♏', '♐', '♑']index = (month, day)  # 将月份和日期组合成一个元组zodiac_index = sdate.index(index[0]) if index[1] <= sdate[0] else sdate.index(index[0]) - 1return conts[zodiac_index], signs[zodiac_index]# 测试代码
date_input = (24, 12)  # 假设输入日期为12月24日
zodiac, zodiac_symbol = zodiac_sign(date_input[1], date_input[0])
print(f"星座: {zodiac}, 星座标志: {zodiac_symbol}")

sdate=[20,19,21,20,21,22,23,23,23,24,23,22] # 星座判断列表