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Python编程零基础入门(详细讲解语法实例)

程序员文章站 2022-07-21 10:58:40
1.python基础语法1.1注释单行注释:井号#print('hello world') #单行注释多行注释:三个单引号之间的内容print('hello') '''多行注释多行注释'''加注释的快捷键:Ctrl+/1.2实例1:温度转换#Tempconvert.pyTempStr = input('请输入温度值:')if TempStr[-1] in ['F', 'f']: #TempStr[-1]是倒数第一个字符 C = (eval(TempStr[0:...

目录

1.python基础语法

1.1注释

单行注释:井号#

print('hello world')  #单行注释

多行注释:三个单引号之间的内容

print('hello') 

'''
多行注释
多行注释
'''

加注释的快捷键:Ctrl+/

1.2实例1:温度转换

#Tempconvert.py
TempStr = input('请输入温度值:')
if TempStr[-1] in ['F', 'f']:   #TempStr[-1]是倒数第一个字符
    C = (eval(TempStr[0:-1]) - 32)/1.8
    print("转换后的温度是{: .2f}C" . format(C))
elif  TempStr[-1] in ['C', 'c']:
    F = 1.8*eval(TempStr[0:-1]) + 32
    print("转换后的温度是{: .2f}F" . format(F))
else:
    print('error')

1.3 python的33个关键字

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1.4数据类型

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a = [10, 20, 30]
print(type(a))  # 输出<class 'list'> 列表类型

b = (10, 20, 30)
print(type(b))  # 输出<class 'tuple'> 元组类型

c = {10, 20, 30}
print(type(c))  # 输出<class 'set'>  集合类型

d = {'name':'Tom', 'age':18 } #键值对
print(type(d))  # 输出<class 'dist'>  字典类型

1.4.1字符串的序号

分为两种:从0开始正向递增 和 从-1开始逆向递减

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如:TempStr[0]是正数第一个字符

​ TempStr[-1]是倒数第一个字符

​ TempStr[0 : -1]表示从第1个字符到倒数第2个字符(不包括倒数第1个)

​ TempStr[1 :3]表示从第1个字符到第2个字符(不包括第3个)

1.4.2列表类型

中括号[ 元素1,元素2,… ,元素n]

if TempStr[-1] in ['F', 'f']:  #TempStr[-1]是倒数第一个字符,
    							#此语句意为:字符串TempStr的最后一个字符是否在列表F和f内

1.5 input函数

TempStr = input('请输入温度值:')
>>>123

"请输入温度值"并没有存入TempStr,只是一个提示,真正存在TempStr中的是键盘输入的字符串123,

即TempStr字符串存的是字符串“123”

1.6 print函数

1.6.1print函数不换行

print()函数默认换行,它有个参数end=’\n’,只要使end的参数为’’ 或 ‘空格’ 或其他即可

print('hello world',end='')
print('!!!')
>>>hello world!!!

for i in range(5):
    print(i,end='-')
>>>0-1-2-3-4-

1.7 eval函数

作用:去掉参数最外层的引号并执行剩下的语句

>>>eval('1')
输出 1

>>>eval('1+2')
输出 3

>>>eval("'1+2'")
输出 '1+2'

>>>eval("print('hello world')") #相当于执行print('hello world')
输出 hello world

与eval()函数功能相反的函数:str()

1.8Debug工具

1.8.1打断点

单击待debug语句左侧,出现红点。

1.8.2 Debug调试

右击空白区域,选debug

2.python基本图形绘制

2.1实例2:蟒蛇绘制

 #PythonDraw.py
import turtle
turtle.setup(650, 350, 200, 200) #窗口宽度650,高度350,左上角坐标(200,200)
turtle.penup()
turtle.fd(-250)
turtle.pendown()
turtle.pensize(25)
turtle.pencolor("purple")
turtle.seth(-40)
for i in range(4):
    turtle.circle(40,80)
    turtle.circle(-40,80)
turtle.circle(40, 80/2)
turtle.fd(40)
turtle.circle(16,180)
turtle.fd(40 * 2/3)
turtle.done()

2.2 turtle(海龟)库的使用

2.2.1 turtle的绘图窗体

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屏幕左上角的坐标为(0,0),turtle绘图窗口左上角坐标为(startx,starty)

turtle.setup(宽度,高度,窗口起始横坐标,窗口起始纵坐标)

turtle.setup(宽度, 高度,startx, starty) #若后两个参数不填,则默认窗口在屏幕中间

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2.2.2 turtle的空间坐标系

海龟行进方向默认是向右的!

turtle.goto(横坐标,纵坐标)  #海龟向某坐标行进;

turtle.fd(d)	#向海龟头的正前方行进长度为d像素的距离;

turtle.bk(d)	#向海龟头的正后方行进长度为d像素的距离;

turtle.circle	#曲线运行,默认以当前海龟头的左侧,r为半径,曲线行进某某角度

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2.2.3 turtle的角度坐标体系

海龟的头默认是向右的,即海龟行进方向默认是向右的!

turtle.seth(角度) #是使海龟的头转到某一角度,只转动方向,不行进!

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turtle.left(角度) 	#以当前方向为准,向左转某某角度,注意:只转动方向,不行进!
turtle.right(角度)	#以当前方向为准,向右转某某角度,注意:只转动方向,不行进!

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2.3 RGB色彩体系???

(一笔带过,貌似不重要???)

2.4 turtle程序语法程序分析

2.4.1库引用与import

import的三种用法

  1. import 库名

​ 库名.函数名 优点:不会出现函数重名 缺点:繁琐

  1. from 库名 import * 优点:简洁 缺点:可能函数重名

  2. import 库名 as 库别名

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2.4.2 turtle画笔控制函数

turtle.penup 提笔

turtle.pendown 落笔

turtle.pensize(画笔宽度)

turtle.pencolor(“画笔颜色”)或 turtle.pencolor(x,y,z)三个RGB参数

turtle.penup() 		#提笔
turtle.fd(-250) 	#海龟倒退250像素
turtle.pendown()	#落笔
turtle.pensize(25)	#画笔宽度25像素
turtle.pencolor("purple") #画笔颜色为紫色purple

2.4.3 turtle 运动控制函数

海龟行进方向默认是向右的!

turtle.goto(横坐标,纵坐标)  #海龟向某坐标行进;

turtle.fd(d)	#向海龟头的正前方行进长度为d像素的距离;

turtle.bk(d)	#向海龟头的正后方行进长度为d像素的距离;

turtle.circle	#曲线运行,默认以当前海龟头的左侧,r为半径,曲线行进某某角度

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海龟的头默认是向右的,即海龟行进方向默认是向右的!

turtle.seth(角度) #是使海龟的头转到某一角度,只转动方向,不行进!

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turtle.left(角度) 	#以当前方向为准,向左转某某角度,注意:只转动方向,不行进!
turtle.right(角度)	#以当前方向为准,向右转某某角度,注意:只转动方向,不行进!

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2.4.4 for in 与range()函数

for i in range(4):  #从0到3循环

range(n):产生从0到n-1的数

range(n,m):产生从n到m的数

for i in range(4):  
    print(i)       

"""输出:
	0
	1
	2
	3
"""
for i in range(2,5):  
    print(i)       

"""输出:
	2
	3
	4
"""

3.基本数据类型

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3.1 浮点数类型

3.1.1 round函数

浮点数间运算存在不确定尾数(不属于bug),如0.1+0.2结果为0.3000000xxxxx,并非严格的0.3

round(x, n)表示对x四舍五入,保留小数点后n位

0.1 + 0.2 == 0.3  #False,事实上0.1+0.2结果为0.3000000xxxxx,并非严格的0.3
round(0.1 + 0.2, 1) == 0.3  #True,将相加后的结果保留一位小数,则等于0.3

3.1.2科学计数法

用e或E表示

如 2e3,表示2乘以10^3,结果为2000

4.3e-3 表示4.3乘以10^-3,结果为0.0043

3.2复数类型

z.real 获取实部

z.imag 获取虚部

3.3数值运算操作符

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print(10/3) #答案是3.333333333333

print(10//3) #答案是3

print(10%3) #答案是1

指数:用两个星号 **

print(2**3) #答案是2^3=8
#等价于pow(2, 3)

print(2^3) #错误写法

print(4, 0.5) #开方,根号4,结果为2

3.4数值运算函数

  1. abd(x) 取绝对值

  2. divmode(x, y) 同时输出商和余数 如divmode(10, 3) 结果为(3, 1)

  3. pow(x, y, [z]) 求幂,并除以z取余 ,(z可以省略,则不用除以z取余)

t = pow(2, 4, 5)
print(t)
#结果为1,内部计算过程为:2的四次,等于16, 16再除以5取余,等于1
  1. round(x, [n]) 对x以n位小数四舍五入
t = round(1.584, 1)
print(t)
#结果为1.6
  1. max(X1, X2, … , Xn) 取最大值

  2. min(X1, X2, … , Xn) 取最小值

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3.5 实例3:天天向上

#DayDayUp04.py
def DayUp(df):  #def为函数定义标识符,DayUp为函数名,df为参数
    dayup = 1
    for i in range(365):
        if i % 7 in [6, 0]:
            dayup = dayup * (1 - 0.01)
        else:
            dayup = dayup * (1 + df)
    return dayup

dayfactor = 0.01
while(DayUp(dayfactor) < 37.78):
    dayfactor += 0.001

print("工作日努力参数为{:.3f}". format(dayfactor))

3.6 字符串类型

3.6.1字符串切片

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str = '0123456789'
print(str[:3])
print(str[1:3])
print(str[1:8:2]) #从str[1]到str[8],以步长为2切片,即 间隔为2切片
>>>
012
12
1357

3.6.2字符串逆序

str = '123'
print(str[::-1])
#输出:321

3.6.3转义字符 \

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3.6.4字符串操作符

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3.6.5字符串处理方法

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str = 'Aa,Bb,Cc,Dd,aa'
print(str.lower())  #字符全部小写
print(str.upper())  #字符全部大写
print(str.split(",")) #将原字符串以逗号相隔的部分返回成列表
print(str.count ('a')) #返回子串'a'在str中出现的次数
print(str.replace('Aa','Pp')) #将str中'Aa'替换为'Pp',但并没改变原str的值

>>>输出:
aa,bb,cc,dd,aa
AA,BB,CC,DD,AA
['Aa', 'Bb', 'Cc', 'Dd','aa']
3
Pp,Bb,Cc,Dd,aa

str.center(宽度,[填充物]) :

str = 'abc'
print(str.center(10, '*')) #总长10,str居中,其他部分由'*'填充
>>> ***abc****

str.strip()函数:

str = 'ab123aa456ba'
print(str.strip('ab')) #删除字符串首尾的字符a、b,中间的不删
>>>123aa456

str = 'ab123bca'
print(str.strip('abc'))#与顺序无关,只要首尾出现a、b、c 就删掉
>>>123

str.join()函数:

str1 = 'abc'
str2 = "-"
print(str2.join(str1))  #在str1的每个字符之间加一个字符串str2,
>>>a-b-c

str1 = 'abc'
str2 = "12"
print(str2.join(str1)) #在abc的每个字符之间加一个字符串12
>>>a12b12c

3.6.6字符串的格式化.format

(1)槽的概念{}

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print("{}出生于{}年{}月{}日".format('李华',1997, 9, 15))
print("{1}出生于{0}年{3}月{2}日".format('李华',1997, 9, 15))
						 #参数顺序		 0	  1	   2	3
>>>李华出生于1997915>>>1997出生于李华年159

(2)字符串输出格式控制

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可以分类两类:1.填充(单个字符)、对齐、宽度

​ 2. <,> 精度、类型

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print("{0:=^10}".format("abcd"))
>>> ===abcd===
print("{0:*>10}".format('abcd'))
>>> ======abcd
print("{0:10}".format("abcd"))
>>> abcd      

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print("{0:,.2f}".format(12345.6789))
>>>12,345.68
print("{0:b},{0:c},{0:d},{0:o},{0:x},{0:X}".format(425))
>>>110101001,Ʃ,425,651,1a9,1A9
print("{0:e},{0:E},{0:f},{0:%}".format(3.14))
>>>3.140000e+00,3.140000E+00,3.140000,314.000000%

3.7 time库

3.7.1获取时间的三个时间函数

time.time()
time.ctime()
time.gmtime()

import time				#输出:

print(time.time())    	#1593655860.126274    返回浮点数,不常用

print(time.ctime())		#Thu Jul  2 10:11:00 2020  返回字符串

print(time.gmtime())#time.struct_time(tm_year=2020, tm_mon=7, tm_mday=2, 				tm_hour=2,tm_min=11, tm_sec=0, tm_wday=3, tm_yday=184,tm_isdst=0)
						#返回计算机内部时间格式

3.7.2 时间格式化

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strftime()与strptime功能相反!

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import time
ts = time.gmtime()
print(time.strftime('%A  %Y-%m-%d  %p %H:%M:%S',ts))

>>>Thursday  2020-07-02  AM 03:59:17

3.7.3 程序计时

(1)perf_counter()函数

(2)sleep()函数

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import time
start = time.perf_counter()
for i in range(10):
    print(i,end='')
end = time.perf_counter()
print("\n未使用sleep()时所用时间:" + str(end - start) + '秒')
print("perf_counter()函数返回值类型为" + str(type(start)))

start1 = time.perf_counter()
for i in range(10):
    print(i,end='')  #print(待输出数据,end=‘’)表示不换行
time.sleep(3)
end1 = time.perf_counter()
print("\n使用sleep(3)后所用时间:" + str(end1 - start1) + '秒')

>>>0123456789
未使用sleep()时所用时间:0.10264549600000006秒
perf_counter()函数返回值类型为<class 'float'>
0123456789
使用sleep(3)后所用时间:3.097026212

3.8 实例4:文本进度条

3.8.1简单版

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import time
scale = 10
print('-----开始执行-----')
for i in range(scale+1):
    a = '*' * i
    b = '.' * (scale - i)
    c = (i/scale) * 100
    print("{:^3}%[{}->{}]".format(int(c),a,b))
    time.sleep(0.5)
print('-----执行结束-----')
>>>
-----开始执行-----
 0 %[->..........]
10 %[*->.........]
20 %[**->........]
30 %[***->.......]
40 %[****->......]
50 %[*****->.....]
60 %[******->....]
70 %[*******->...]
80 %[********->..]
90 %[*********->.]
100%[**********->]
-----执行结束-----

3.8.2单行动态刷新

import time
scale = 100
print('开始执行'.center(14,'-'))
start = time.perf_counter()
for i in range(scale+1):
    a = '*' * i
    b = '.' * (scale - i)
    c = (i/scale) * 100
    dur = time.perf_counter() - start
    print("\r{:^3}%[{}->{}]已耗时{:.2f}s".format(int(c),a,b,dur),end='')
    time.sleep(0.1)
print('\n'+'执行结束'.center(14,'-'))

4.程序的控制结构

4.1分支结构

4.1.1单分支if

	不像C语言需要括号,而是通过冒号及缩进来控制。
if True:
    print("正确")

4.1.2二分支if…else

紧凑形式:

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print("请您猜一个数字:")
guess = eval(input())
print("猜{}了".format('对' if guess==99 else '错'))

4.1.3多分支结构if…elif…else

4.1.4逻辑 与、或、非

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if guess > 0 and guess < 99:
    print('猜对了')
else:
    print('猜错了')

4.1.5程序的异常处理

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执行顺序:

​ 先执行try 后的语句块1;

​ 若1发生异常,执行except后的语句块2;

​ 若1不发生异常,执行else后的语句块3;

​ finally后的语句块4是一定会执行的。

print("请输入一个数字:",end='')
try:
    Input = eval(input())
    print("{}的平方为{}".format(Input,Input**2))
except:
    print("输入有误,不是数字")
else:
    print("成功输出了{}的平方".format(Input))
finally:
    print("结束")
    
>>>请输入一个数字:5
5的平方为25
成功输出了5的平方
结束

>>>请输入一个数字:kk
输入有误,不是数字
结束

4.1.6同时接收多个输入

法一:用eval函数

a1, a2 = eval(input("input two number:"))  #输入时用逗号隔开
print(a1)
print(a2)

法二:用map函数 和 split函数

注意:中间用各种空字符隔开,包括空格、换行(\n)、制表符(\t)等,不能用逗号隔开!

#只用split,则输入类型默认为str
a1, a2 = input('输入两个数 a1和a2:').split()   ##输入时用空格或回车隔开,不能用逗号
print('a1为' + a1 + ',类型为:'+str(type(a1)))
print('a2为' + a2 + ',类型为:'+str(type(a2)))
>>>
输入两个数 a1和a2:1 2
a1为1,类型为:<class 'str'>
a2为2,类型为:<class 'str'>

#引入map,可以改变输入类型
a1,a2 = map(int,input("input two number:").split()) #输入时用空格或回车隔开,不能用逗号
print(a1)  #此时a1、b1的类型为int型
print(a2)
print(type(a1))
>>>
input two number:1 2
1
2
<class 'int'>

#若想用逗号隔开,可以改变split()内的参数为split(',')
a1,a2 = map(int,input("input two number:").split(‘,’))

4.2循环结构

4.2.1遍历循环 for…in…

#对数字进行循环
for i in range(2,5):
    print('hello:',i)
>>>
hello:2
hello:3
hello:4
    
#对字符串遍历
for c in 'hello':
    print(c,end=',') #将字符串单个输出,并在每个字符后面加逗号
>>>
h,e,l,l,o,

#对列表循环
for item in ['hello',123,'nihao']:
    print(item,end='-')
>>>
hello-123-nihao-


4.2.2 无限循环while

a = 3
while a > 0:
    print(a)
    a = a - 1
>>>
3
2
1

4.2.3循环控制break和continue

break:结束当前整个循环,去执行循环之后的语句。注意:只退出一层循环!

continue:跳过次轮循环,去执行下一轮循环,并没有完全退出循环

for c in 'python':
    if c == 'h':
        continue	#遇到字符'h',跳过此次循环,继续下一轮循环
    print(c,end='')
>>>pyton

for c in 'python':
    if c == 'h':
        break		#遇到字符'h',结束整个循环
    print(c,end='')
>>>pyt

4.2.4循环与else

如果循环没有被break结束,就奖励执行else语句。
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4.3 random库的使用

总共8个函数:
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4.3.1 基本随机数函数

random()的作用:随机生成一个0.0~1.0的小数

为什么要加种子:一旦种子确定,每次生成的随机数就是确定的,
如:种子seed(10),每次生成的第一个随机数一定是0.57…
故种子有利于代码重现。

import random
random.seed(10)
for i in range(3):
    print(random.random())
>>>
0.5714025946899135
0.4288890546751146
0.5780913011344704

4.3.2 扩展随机数函数

randint(a, b): 生成一个[a,b]之间的整数
uniform(a, b)): 生成一个[a,b]之间的小数
randrange(m,n,[k]):生成一个[m,n)之间以k为步长的整数
getrandbits(k):生成一个k比特(k位)长的整数 注: 1比特(bit)=位;1字节(byte)=8位=8比特
choice(seq):从序列seq中随机选一个元素
shuffle(seq):将序列seq中元素随机打乱,无返回值


import random
print(random.randint(10, 20)) #随机生成一个10到20的整数
print(random.uniform(10, 20)) #随机生成一个10到20的小数
print(random.randrange(10, 80, 10)) #生成一个[10,80)之间以10为步长的整数
print(random.getrandbits(8)) #生成一个8位(比特)的整数
print(random.choice([1,2,3,4,5,6]))#从序列seq中随机选一个元素

s = [1,2,3,4,5,6,7,8]
random.shuffle(s)    #因为shuffle函数没有返回值,因此不能直接输出
print(s)

>>>
20
12.180292396424115
60
200
6
[8, 4, 3, 7, 5, 2, 6, 1]

4.4 实例6:蒙特卡罗法计算圆周率

#蒙特卡罗方法计算圆周率
from time import perf_counter
from random import random
start = perf_counter()
NUM  = 1000 * 1000 #撒点总数
num = 0 #落在圆内的点数
for i in range(NUM):
    x, y = random(), random()#产生两个0-1的数,即该点的横纵坐标
    dist = pow(x**2 + y**2, 0.5)#该点到圆心的距离
    if dist <= 1: #若该点到原点距离小于1,则认为它落在了圆内
        num += 1
pi = num/NUM * 4
print('圆周率是{}'.format(pi))
print('运行时间是{:.5f}s'.format(perf_counter()-start))
>>>
圆周率是3.143676
运行时间是3.88839s

5.函数与代码复用

5.1函数的定义与使用

格式:
def 函数名 (参数):
函数体
return 返回值

5.1.1函数的参数

可有可无

无参数:

def fact():
    print('hello world')
fact()  #调用函数

有参数:

#求n的阶乘n!
def fact(n):
    result = 1
    for i in range(1,n+1):
        result = result * i
    return result
x = fact(3)
print(x)

1.可选参数

Python编程零基础入门(详细讲解语法实例)
格式:
def 函数名(非可选参数,可选参数)

注意:1.非可选参数 必须在 可选参数 之前
2.若可选参数没填,则默认为函数定义时的值;
若可选参数填了,则按调用时的值。

#求n的阶乘,然后除以m  即:n!//m
def fact(n, m = 1): #第二个参数是可选的
    s = 1
    for i in range(1, n+1):
        s = s * i
    return s//m
print(fact(10))  #第二个参数没填,则按定义时的m=1
print(fact(10, 5)) #第二个参数填了,则按m=5
print(fact(n=10,m=5))
print(fact(m=5,n=10))  #利用参数名来对应
>>>
3628800
725760
725760
725760

2.可变参数

参数的数量不确定时用可变参数
(略)

5.1.2函数的返回值

返回值可有可无
return可以返回0个值,也可以返回多个值(逗号隔开)

def fact(n, m = 1):
    s = 1
    for i in range(1, n+1):
        s = s * i
    return n, m, s//m #返回值有三个
print(fact(10, 5)) #直接输出三个返回值

a,b,c = fact(10, 5) #将三个返回值分别赋值给a,b,c
print(a,b,c)		#输出a,b,c
>>>
(10, 5, 725760) #直接输出三个返回值,会以元组形式输出,即 加括号,逗号隔开
10 5 725760

5.1.3全局变量与局部变量

1.使用规则

Python编程零基础入门(详细讲解语法实例)
Python编程零基础入门(详细讲解语法实例)

2.global限定词

不加global限定词的局部变量:

n, s = 10, 100
def fact(n):
    s = 1
    i = 1
    while i <= n:
        s = s * i
        i = i + 1
    return s
print(fact(n), s)
>>>3628800 100

Python编程零基础入门(详细讲解语法实例)
在函数体内参数前加global限定词,声明为全局变量。

n, s = 10, 100
def fact(n):
    global s   # s成了全局变量
    i = 1
    while i <= n:
        s = s * i
        i = i + 1
    return s
print(fact(n), s)  #fact(n)与s值一样
>>>3628800 3628800  

3.组合数据类型做参数

若局部变量是组合数据类型,且未在函数内创建,则等同于全局变量。

#ls是组合数据类型,且未在函数内创建,则为全局变量
ls = ['a', 'b']
def func(a):
    ls.append(a) # append函数是给ls增加一个元素
    return
func('c')
print(ls)
>>>
['a', 'b', 'c']  #ls等同于全局变量,所以函数外也加了元素'c'
#################################
#ls是组合数据类型,但在函数内又创建,则为局部变量
ls = ['a', 'b']
def func2(a):
    ls = []
    ls.append(a)
    return
func2('c')
print(ls)
>>>
['a', 'b']  #ls等同于局部变量,所以出了函数,内部的ls被销毁,所以并没有加元素'c'

4. lambda函数

<函数名> = lambda <参数> :<表达式>
f = lambda x , y : x + y

f = lambda x, y : x + y
print(f(1, 2))
>>>3

f1 = lambda : 'hello world'
print(f1())
>>>hello world

ls = ['a', 'b']
f2 = lambda a : ls.append(a)
f2('c')
print(ls)
>>>['a', 'b', 'c']

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