实验四 Python函数编程实验

实验四 Python函数编程实验

一、实验目的与要求

1、理解函数的概念，掌握Python语言中声明和调用函数的方法。

2、理解局部变量和全局变量的作用域，学习在调试窗口查看变量的值。

3、学习使用函数的参数和返回值。

4、学习如何使用Python的内置函数。

二、实验原理

函数是组织好的，可重复使用的，用来实现单一或相关联功能的代码段，它能够提高应用的模块性和代码的重复利用率。Python定义函数使用def关键字，格式如下：

def 函数名（参数列表）:

函数体

定义了函数之后，想要让函数中的代码能够执行，需要调用函数。通过“函数名()” 即可完成调用。

在定义函数的时候，让函数接收数据，这就是函数的参数。调用函数时，如果没有传递参数，则会使用默认参数。有时可能需要一个函数能处理比当初声明时更多的参数，这些参数叫做不定长参数，声明时不会命名。函数的返回值是使用return语句来完成的。根据函数的参数和返回值，函数可以分为：无参数，无返回值的函数、无参数，有返回值的函数、有参数，无返回值的函数以及有参数，有返回值的函数四种类型。在一个函数中调用了另外一个函数，这就是所谓的函数嵌套调用。

为了避免变量的名称发生冲突，所以Python引入了命名空间的概念。命名空间指的是名称到对象的映射，类似于字典，键名是变量的名字，值是变量的值。命名空间是相互独立存在的，而且它们被安排在某个特定的层次，把这些层次结构组合起来就是作用域。所谓局部变量，就是在函数内部定义的变量，局部变量的作用域是函数内部，意味着它只在定义它的函数中有效，一旦函数结束就会消失；定义在函数外的拥有全局作用域。全局变量可以在整个程序范围内访问。如果出现全局变量和局部变量名字相同的情况，则在函数中访问的是局部变量。

一个函数的内部可以调用其他函数。但是，如果一个函数在内部不调用其它的函数，而是自己本身的话，这个函数就是递归函数。匿名函数就是没有名称的函数，也就是不再使用def语句定义的函数。如果要声明匿名函数，则需要使用lambda关键字，匿名函数的声明格式如下所示：

lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression

有一点需要注意的是：使用Lambda声明的匿名函数能接收任何数量的参数，但只能返回一个表达式的值。匿名函数不能直接调用print，因为lambda需要一个表达式。

在Python中，通常有如下几种方式表示时间：（1）时间戳；（2）格式化的时间字符串；（3）时间元组（struct_time）。通常来讲，时间戳表示的是从1970年1月1日00:00:00开始按秒计算的偏移量。我们可以使用time模块的strftime方法来格式化日期。返回struct_time的函数主要有gmtime()、localtime()和strptime()，struct_time元组。Calendar模块有广泛的方法用来处理年历和月历，例如：

calendar.calendar(year,w=2,l=1,c=6)；#返回一个多行字符串格式的year年年历，3个月一行，间隔距离为c。每日宽度间隔为w字符。每行长度为21* W+18+2* C。l是每星期行数。

Python中的random模块用于生成随机数，它提供了很多函数。主要有：（1）random.random()：用于生成一个0到1的随机符点数: 0 <= n < 1.0；（2）random.uniform(a,b)：返回a,b之间的随机浮点数，范围[a,b]或[a,b]取决于四舍五入，a不一定要比b小；（3）random.randint(a,b)：返回a,b之间的整数，范围[a,b]，注意：传入参数必须是整数，a一定要比b小；（4）random.randrang([start], stop[, step])：返回有个区间内的整数，可以设置step。只能传入整数，random.randrange(10, 100, 2)，结果相当于从[10, 12, 14, 16, … 96, 98]序列中获取一个随机数；（5）random.choice(sequence)：从sequence（序列，是有序类型的）中随机获取一个元素，列表、元组、字符串都属于sequence；（6）random.shuffle(x[,random])：用于将列表中的元素打乱顺序，俗称为洗牌；（7）random.sample(sequence,k)：从指定序列中随机获取k个元素作为一个片段返回，sample函数不会修改原有序列。

三、预习与准备

1、提前预习Python函数的语法知识，实验之前编写好程序代码。

2、练习使用Python函数的常见操作。

四、实验过程记载

（对实验的主要过程与步骤进行记载；若有较多的截图或代码，可以单独用附件的形式列出）

实验题1分析程序运行结果：阅读下面的程序，分析代码是否能够编译通过。如果能编译通过，请列出运行的结果，否则请说明编译失败的原因。

（1）def func():

x = 200

x = 100

func()

print(x)

能编译通过

（2）def func():

global x

x = 200

x = 100

func()

print(x)

能编译通过

（3）def func():

x = 200

def func2():

print(x)

func2()

x = 100

func()

print(x)

能编译通过

实验题2 定义一个getMax函数，返回三个数（从键盘输入的整数）中的最大值。例如：输出的内容如下所示：

请输入第1个整数：10

请输入第2个整数：15

请输入第3个整数：20

其中最大值为：20

源码:

def getMax():
    a1 = eval(input("请输入第1个整数:"))
    a2 = eval(input("请输入第2个整数:"))
    a3 = eval(input("请输入第3个整数:"))
    print(max(a1,a2,a3))

getMax()

实验题3使用Python语言开发一个简单的名片管理器程序。请使用Python函数完成各种功能，并且根据键盘的输入来选择对应的函数完成这些功能。名片管理器的主菜单系统如下图所示：

名片管理系统 v8.8

------------------------------------

1.添加名片

2.删除名片

3.修改名片

4.查询名片

5.获取所有名片信息

6.退出系统

-------------------------------------

请输入选择的序号：

def display_menu():
    print("-" * 30)
    print("   名片管理系统   v8.8")
    print("1. 添加名片")
    print("2. 删除名片")
    print("3. 修改名片")
    print("4. 查询名片")
    print("5. 获取所有名片信息")
    print("6. 退出系统")
    print("-" * 30)


# 获取用户输入的信息
def get_choice():
    selected_key = input("请输入选择的序号：

") return int(selected_key) # 添加名片 def add_info(): new_name = input("请输入姓名：") name_list.append(new_name) # 查看所有名片的信息 def print_all_info(temp_list): print("=" * 30) for info in temp_list: print(info) print("=" * 30) # 删除名片 def delete(): delete_name = input("请输入你要删除的姓名：") if delete_name in name_list: name_list.remove(delete_name) print("删除成功！") else: print("输入错误，删除的姓名不存在！") # 修改名片 def update(): update_name = input("请输入你要修改的姓名：") if update_name in name_list: new_name = input("请输入修改后的名字：") name_list[name_list.index(update_name)] = new_name else: print("输入错误，修改的姓名不存在！") # 查询名片 def find(): find_name = input("请输入你查询的姓名：") if find_name in name_list: print("查询的姓名存在！") else: print("查询的姓名不存在！") i = 0 name_list = [] while i < 1: # 打印菜单 display_menu() # 等待用户选择 key = get_choice() if key == 1: add_info() elif key == 2: delete() elif key == 3: update() elif key == 4: find() elif key == 5: print_all_info(name_list) elif key == 6: break else: print("输入有误，请重新输入...")

实验题4使用Python语言开发一个简单的学生管理系统。运用该学生管理系统编辑学生的信息，适时更新学生的资料。例如，新生入校，要在学生管理系统中录入刚入校的学生信息。请实现一个学生管理系统，要求如下。

（1）使用自定义函数，完成对程序的模块化；

（2）学生信息至少包含：姓名、性别及手机号；

（3）该系统具有的功能：添加、删除、修改、显示、退出系统。

（详细要求参见教材P130至P134的§6.12中的说明）

（选做）

源码:

studentInfos = []

 #打印菜单
def printMenu():
   print("=" * 30)
   print("  学生管理系统")
   print("1.添加学生信息")
   print("2.删除学生信息")
   print("3.修改学生信息")
   print("4.显示所有学生信息")
   print("0.退出系统")
   print("=" * 30)

#添加学生信息
def addStudent():
   newName = input("请输入新的学生名字：")
   newSex = input("请输入新的学生性别(男/女)：")
   newPhone = input("请输入新的学生电话：")
   newInfo = {}
   newInfo["name"] = newName
   newInfo["sex"] = newSex
   newInfo["phone"] = newPhone
   studentInfos.append(newInfo)

#删除学生信息
def delStudent(info):
   delNum = int(input("请输入要删除的序号：")) - 1
   del info[delNum]


#修改学生信息
def modifyStudent():
   studentId = int(input("请输入要修改的序号：")) - 1
   newName = input("请输入新的学生名字：")
   newSex = input("请输入新的学生性别(男/女)：")
   newPhone = input("请输入新的学生电话：")
   newInfo = {}
   newInfo["name"] = newName
   newInfo["sex"] = newSex
   newInfo[

"phone"] = newPhone studentInfos[studentId] = newInfo #查看所有学生信息 def showStudent(): print("=" * 30) print("学生信息如下") print("=" * 30) print("序号 姓名 性别 手机号") num = 1 for tempInfo in studentInfos: print(" %d %s %s %s"%(num,tempInfo["name"],tempInfo["sex"],tempInfo["phone"])) num += 1 #main函数 def main(): while 1 == 1: printMenu() key = int(input("请输入操作的序号：")) if key == 1: addStudent() elif key == 2: delStudent(studentInfos) elif key == 3: modifyStudent() elif key == 4: showStudent() elif key == 0: exit = input("真的要退出系统吗？(Yes or No)：") if exit == "Yes": break elif exit == "No": pass else: print("输入有误，请重新输入") else: print("输入有误，请重新输入") main()