# Python常用函数
python中函数以两种形式呈现：一是可以自己定义的函数function，比如最常用的```print()```函数；另外一种是作为类的方法method调用，比如```turtle.shapesize()```。这两种形式本质上是相同的，不过是叫法不同，背后的语法实现细节我们没有必要深入研究。
无论是作为function还是method存在的函数，我们都是可以自定义的。首先我会给大家介绍常见函数的使用，最后以python中的turtle绘图为例向大家讲解python中函数的自定义及其蕴含的抽象思想，并且通过绘图的例子来向大家展示利用函数逐步进行抽象的过程。
函数的存在，大大提高了编程的效率，与传统的命令式编程相比，可以有效的降低代码数量，通过合理的定义函数，合理的使用函数参数，可以让程序更加简洁。python中的函数定义比较简单，但是函数参数的位置参数，关键字参数，默认参数、可变参数等理解起来比较困难。
下面介绍常用函数的使用
## Print
print函数可以说是python中常用的函数，然而正是因为print是最常用的函数，大家往往在使用print函数的时候，忽视了print函数的强大功能
### 基础用法
```python
print("Hello World!") # 这可能是print最简单的用法了，学习任何一门语言我们习惯上都会说Hello World！
```
Hello World!
在上面的例子中，我们直接调用了print函数，这样就可以在控制台输出内容，请注意，print是方法的名称后面跟着括号；括号里是要打印的内容，这里打印的 是字符串。如果想要打印多个字符串可以用逗号分隔要打印的内容。
```python
print("Wanderfull", "qingdao", "IT Teacher")
```
Wanderfull qingdao IT Teacher
可以看到，我们用逗号分隔了要打印的字符串。print还可以直接输出数字：
```python
print("Hello world!", 123)
```
Hello world! 123
我们还可以在print中输出变量值
```python
name = 'langxm'
age = '28'
corp = "NetEase"
print("hello my name is", name, " i am ", age, " i worked at ", corp)
```
hello my name is langxm i am 28 i worked at NetEase
可以看到通过逗号分隔的方式，print完整的输出了一句话，但是这并非最简单的方式，这里就要用到格式化字符串的方法了format了嘛
```python
name = 'langxm'
age = '28'
corp = "NetEase"
print("hello my name is {} i am {} i worked at {}".format(name, age, corp))
```
hello my name is langxm i am 28 i worked at NetEase
可以看到print输出了跟上面一样的句子。format函数的使用大大的简化了格式化字符串的输出，这就是最常用的用法了；其实print函数的强大远不止如此
就像c语言中的printf函数一样，print有强大的格式控制功能，感兴趣的老师可以参考http://blog.csdn.net/wchoclate/article/details/42297173
# str函数和int函数
str函数的作用是把数字等类型换换为字符串
int函数的作用是把字符串转为数字
```python
type(1) # type函数的作用查看变量或者值的具体类型，我们可以看到1的类型是int
```
int
```python
type('1')
```
str
可以看到type函数返回的类型是str也就是字符串类型，用途是什么呢？比如我们要做一个猜数字或者答题的程序，我们通过input函数获取的用户的输入，其实是字符串类型，我们需要转化为数字才能进行运算的
```python
a = input()
b = input()
print("a的类型是{}".format(type(a)))
print("b的类型是{}".format(type(b)))
print(a + b)
```
2
3
a的类型是<class 'str'>
b的类型是<class 'str'>
23
我们可以看到利用input函数得到的用户输入的类型是字符串类型，字符串相加跟数值相加运算是不同的，我们预期的结果是2 + 3 = 5 然而实际上程序的结果是23，很明显程序出问题了，那么正确的做法是什么呢？正确的做法是转换变量类型。
```python
a = input()
b = input()
print("a的类型是{}".format(type(a)))
print("b的类型是{}".format(type(b)))
print(int(a) + int(b))
```
2
3
a的类型是<class 'str'>
b的类型是<class 'str'>
5
可以看到虽然输入的仍然是str类型，但是我们在求和的时候把字符串类型的变量a和b转换为了整数类型，保证了运算结果的准确性。但是大家要注意的是a和b的类型其实还是字符串
```python
a = input()
b = input()
print("a的类型是{}".format(type(a)))
print("b的类型是{}".format(type(b)))
print(int(a) + int(b))
print("a的类型是{}".format(type(a)))
print("b的类型是{}".format(type(b)))
```
2
3
a的类型是<class 'str'>
b的类型是<class 'str'>
5
a的类型是<class 'str'>
b的类型是<class 'str'>
既然a和b的类型没变为什么结果是正确的呢，因为我们是分别把a和b转换成了整数，其实这时候int(a)和int(b)与a和b是不同的变量了，我们实际进行加法运算的并非a和b而是int(a)和int(b)，因为在python中基础的数值，字符串等都是不可变类型，我们不可以在变量本身做更改的。
#### 拓展
```python
a = int(input())
b = int(input())
print("a的类型是{}".format(type(a)))
print("b的类型是{}".format(type(b)))
print(a + b)
print("a的类型是{}".format(type(a)))
print("b的类型是{}".format(type(b)))
```
2
3
a的类型是<class 'int'>
b的类型是<class 'int'>
5
a的类型是<class 'int'>
b的类型是<class 'int'>
> 仔细观察上面的代码与之前代码的区别，体会那种写法更方便，如果小数相加应该怎么办呢？要用到float函数了。
## 数学常用函数
上面介绍了最基本的常用函数，那么下面我们来介绍一下python中的数学常用函数。
python是一门胶水语言，有着丰富的第三方库，而在python中，很多常用的功能都成为了python本身的标准模块，也就是说python内置了很多函数供我们使用，这些函数放在不同的模块里，我们使用的时候只需要导入就可以了。使用函数，首先理解函数本身的含义，和参数的意思，然后直接调用就可以了，不过调用的方法有两种，下面分别介绍
### 通过模块调用
在介绍数学模块的使用之前，我们简单介绍下import的导入，这就好比我们有很多工具箱，数学的，绘图的，网络的，我们import数学，就是把数学这个工具箱拿过来，然后用里面的工具，在用的是很好，我们要说明我们要用数学工具箱里面的某某函数，比如求绝对值，求平方等等。
下面我们来看看数学工具箱都有什么
```python
import math # 导入math模块
help(math) # help方法可以查看模块都有哪些方法，建议大家在命令行运行这个代码
```
Help on built-in module math:
NAME
math
DESCRIPTION
This module is always available. It provides access to the
mathematical functions defined by the C standard.
FUNCTIONS
acos(...)
acos(x)
Return the arc cosine (measured in radians) of x.
acosh(...)
acosh(x)
Return the inverse hyperbolic cosine of x.
sqrt(...)
sqrt(x)
Return the square root of x.
tan(...)
tan(x)
Return the tangent of x (measured in radians).
tanh(...)
tanh(x)
Return the hyperbolic tangent of x.
trunc(...)
trunc(x:Real) -> Integral
Truncates x to the nearest Integral toward 0. Uses the __trunc__ magic method.
DATA
e = 2.718281828459045
inf = inf
nan = nan
pi = 3.141592653589793
tau = 6.283185307179586
FILE
(built-in)
help()可以帮助我们查看任意函数的用法，比如
```python
import math
help(math.floor)
```
Help on built-in function floor in module math:
floor(...)
floor(x)
Return the floor of x as an Integral.
This is the largest integer <= x.
可以看到，通过help方法，我们看到了math模块的floor方法的详细使用说明。返回小于等于x参数的最大整数
```python
import math
a = math.floor(2.3)
b = math.floor(2.7)
print(a, b)
```
2 2
可以看到2.3 2.7调用不小于floor的最大整数返回的都是2，这些math函数是通用的，在不同的语言中变量名基本上相同的
```python
import math
print(dir(math)) # 我们可以通过dir方法查看任意模块所具有的的全部方法
# 想要查看具体方法或者函数的使用只需要用help方法查看方法的文档就是了
help(math.sin)
```
['__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'acos', 'acosh', 'asin', 'asinh', 'atan', 'atan2', 'atanh', 'ceil', 'copysign', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'e', 'erf', 'erfc', 'exp', 'expm1', 'fabs', 'factorial', 'floor', 'fmod', 'frexp', 'fsum', 'gamma', 'gcd', 'hypot', 'inf', 'isclose', 'isfinite', 'isinf', 'isnan', 'ldexp', 'lgamma', 'log', 'log10', 'log1p', 'log2', 'modf', 'nan', 'pi', 'pow', 'radians', 'sin', 'sinh', 'sqrt', 'tan', 'tanh', 'tau', 'trunc']
Help on built-in function sin in module math:
sin(...)
sin(x)
Return the sine of x (measured in radians).
>结合dir和help方法，我们可以方便的查看模块所具有的函数，和函数的使用方法，对于还是不理解的可以百度、谷歌一下，讲真，python中的函数千千万，很难说哪些更常用，可是你掌握了查看函数使用办法的方法，你就能够快速的找到函数的使用方法了。
### 第二种使用math模块中函数的方法
```python
from math import *
print(floor(2.7))
print(pow(2, 3))
```
2
8.0
可以看到我用from math import * 的方式导入了math中所有的函数，在使用floor函数的时候不再需要通过math来访问，这就好比，我们找了一个工具箱，并且把工具箱里的工具都倒在工具台上了，用的时候直接拿，而不需要考虑是在哪个箱子里，这样子固然方便，但是有的时候容易造成函数名重复，引发意想不到的效果。我们也可以精确的指定我们想要用的函数。
```python
from math import floor
print(floor(2.7))
```
2
通过这种方法，我们明确的指定，我们要用的是math模块中的floor函数，而其他方法因为没有导入是不能够调用的。
## 随机数的使用
```python
import random
print(dir(random))
```
['BPF', 'LOG4', 'NV_MAGICCONST', 'RECIP_BPF', 'Random', 'SG_MAGICCONST', 'SystemRandom', 'TWOPI', '_BuiltinMethodType', '_MethodType', '_Sequence', '_Set', '__all__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', '_acos', '_bisect', '_ceil', '_cos', '_e', '_exp', '_inst', '_itertools', '_log', '_pi', '_random', '_sha512', '_sin', '_sqrt', '_test', '_test_generator', '_urandom', '_warn', 'betavariate', 'choice', 'choices', 'expovariate', 'gammavariate', 'gauss', 'getrandbits', 'getstate', 'lognormvariate', 'normalvariate', 'paretovariate', 'randint', 'random', 'randrange', 'sample', 'seed', 'setstate', 'shuffle', 'triangular', 'uniform', 'vonmisesvariate', 'weibullvariate']
可以看到我们导入了随机数模块random，并且打印了random中所有的函数，感兴趣的老师可以逐一用help方法查看这些方法的使用，我们这里介绍几个常见函数的使用。
```python
from random import *
for x in range(10):
print(random() * 10)
```
5.851263602624135
4.3548128855203805
3.9194585868297738
8.363122526904013
0.4411989438772934
3.7153545545043154
5.204593592135844
8.996636199418665
1.7990990007428609
3.29425328764919
上述代码的用途是生成了10在1-10之间的随机数，random()函数的用途是生成0到1之间的随机数，我们乘以10就是生成0-10的随机数，如果想要生成20-30之间的随机数怎么办呢？
```python
random() * 10 + 20
```
29.221714029521486
### choice函数
choice函数的作用是从一堆列表中随机选择出一个，类似于洗牌，抽奖，随机点名，随机姓名等等。
```python
students = ['langxm', 'zhagnsan ', 'lisi', 'wangwu', 'zhouliu']
choice(students) # 注意因为前面我已经from random import *了所以这里就不需要导入了
for x in range(10):
print(choice(students))
```
langxm
zhouliu
langxm
langxm
lisi
zhouliu
zhagnsan
lisi
zhagnsan
langxm
可以看到，上面是我抽奖10次的结果，当然，如果要抽奖，大家需要了解python中list列表的操作，每次随机抽到一个学生之后，把学生从列表中删除，才能够保证抽奖的公平性，上课随机点名，也可以用这种算法的。
>关于list常用方法的使用，大家可以在学习list的时候使用，不外乎增删改查元素，访问元素等等，list实际上是一个数组
```python
print(dir(list))
```
['__add__', '__class__', '__contains__', '__delattr__', '__delitem__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__gt__', '__hash__', '__iadd__', '__imul__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__mul__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__reversed__', '__rmul__', '__setattr__', '__setitem__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'append', 'clear', 'copy', 'count', 'extend', 'index', 'insert', 'pop', 'remove', 'reverse', 'sort']
list所有的方法就在上面了，同时需要知道的无论是数组还是字符串在python访问长度的方法你都是len，跟list函数列表里的__len__魔术方法是存在一定的关联的，感兴趣的老师可以参考《流畅的python》一书。
```python
len(students)
```
5
```python
len("hello world")
```
11
```python
print(students)
students.pop()
print(students)
```
['langxm', 'zhagnsan ', 'lisi', 'wangwu', 'zhouliu']
['langxm', 'zhagnsan ', 'lisi', 'wangwu']
```python
students.reverse() # 翻转数组
print(students)
```
['wangwu', 'lisi', 'zhagnsan ', 'langxm']
```python
students.append('lagnxm') # 在数组添加一个名字"lagnxm"
print(students) # 打印当前的字符串数组
print(len(students)) # 打印舒服的长度
print(students.count("lagnxm")) # 查找 lagnxm 数量
```
['wangwu', 'lisi', 'zhagnsan ', 'langxm', 'lagnxm', 'lagnxm', 'lagnxm', 'lagnxm', 'lagnxm']
9
5
https://www.cnblogs.com/diege/archive/2012/10/01/2709790.html 参考文档
## 字符串函数
字符串的使用在python中相当频繁所以掌握字符串的使用对于python来说是相当重要的
```python
print(dir(str))
```
['__add__', '__class__', '__contains__', '__delattr__', '__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__getnewargs__', '__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__rmod__', '__rmul__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__', 'capitalize', 'casefold', 'center', 'count', 'encode', 'endswith', 'expandtabs', 'find', 'format', 'format_map', 'index', 'isalnum', 'isalpha', 'isdecimal', 'isdigit', 'isidentifier', 'islower', 'isnumeric', 'isprintable', 'isspace', 'istitle', 'isupper', 'join', 'ljust', 'lower', 'lstrip', 'maketrans', 'partition', 'replace', 'rfind', 'rindex', 'rjust', 'rpartition', 'rsplit', 'rstrip', 'split', 'splitlines', 'startswith', 'strip', 'swapcase', 'title', 'translate', 'upper', 'zfill']
可以看到str有非常多的方法，下面简单介绍结果例子
```python
demo = "Hello world, elangxm!"
help(str.count)
demo.count("el") # 计算字符串中出现的字符的数量，运行后出现了2次，
demo.count("l")
demo.title() # 调用title方法，字符串中，所以单词开头的字幕都大写
```
Help on method_descriptor:
count(...)
S.count(sub[, start[, end]]) -> int
Return the number of non-overlapping occurrences of substring sub in
string S[start:end]. Optional arguments start and end are
interpreted as in slice notation.
'Hello World, Elangxm!'
我们利用count函数统计了字符串demo中的l字母出现的次数，在函数中**中括号意味着可选参数**，所以除了要查找的字符串之外都是可选参数，查找范围是通过start和end指定的。
```python
print("abc".isdigit()) # 判断abc是否数字
print("12".isdigit()) # 判断12是否数组整数
# python没有内置判断是否是小数的方法
```
False
True
## range
返回一个数组，多用在for循环,range([start],[stop],[step]) 返回一个可迭代对象，起始值为start,结束值为stop-1，start默认为0,step步进默认为1
可以看到上面这个很奇怪，在很多种情况下，range()函数返回的对象的行为都很像一个列表，但是它确实不是一个列表，它只是在迭代的情况下返回指定索引的值，但是它并不会在内存中真正产生一个列表对象，这样也是为了节约内存空间。
```python
list(range(10))
```
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
```python
list(range(10,20,3))
```
[10, 13, 16, 19]
```python
list(range(20, 10, -3))
```
[20, 17, 14, 11]
```python
for x in range(20, 10, -3):
print(x)
```
20
17
14
11
上面的代码演示了range的用法，并且把range函数返回的可迭代对象利用list函数转换为数组,然后展示了range在for中的运算
## 内置函数
上面列了常见的模块，然后是内置函数的使用，下面介绍常见的函数：
### abs函数
返回绝对值
```python
abs(-2)
```
2
### sum函数
对给定的数字或者列表求和
```python
a = [1, 3, 5, 7, 8]
sum(a)
```
24
```python
sum(a, 3) # 在对列表a求和之后，再加3
```
27
```python
sum(a, 6) # 列表求和之后，加6
```
30
### max和min函数
返回一系列数字的max和min的数值
```python
max(1, 2, 3, 4)
```
4
```python
min(1, 2, 4, 5)
```
1
## 用python生成简单的web服务器
在命令行输入
```python -m http.server```
## python logo绘图
```python
import turtle
print(dir(turtle))
```
['Canvas', 'Pen', 'RawPen', 'RawTurtle', 'Screen', 'ScrolledCanvas', 'Shape', 'TK', 'TNavigator', 'TPen', 'Tbuffer', 'Terminator', 'Turtle', 'TurtleGraphicsError', 'TurtleScreen', 'TurtleScreenBase', 'Vec2D', '_CFG', '_LANGUAGE', '_Root', '_Screen', '_TurtleImage', '__all__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__', '__forwardmethods', '__func_body', '__loader__', '__methodDict', '__methods', '__name__', '__package__', '__spec__', '__stringBody', '_alias_list', '_make_global_funcs', '_screen_docrevise', '_tg_classes', '_tg_screen_functions', '_tg_turtle_functions', '_tg_utilities', '_turtle_docrevise', '_ver', 'addshape', 'back', 'backward', 'begin_fill', 'begin_poly', 'bgcolor', 'bgpic', 'bk', 'bye', 'circle', 'clear', 'clearscreen', 'clearstamp', 'clearstamps', 'clone', 'color', 'colormode', 'config_dict', 'deepcopy', 'degrees', 'delay', 'distance', 'done', 'dot', 'down', 'end_fill', 'end_poly', 'exitonclick', 'fd', 'fillcolor', 'filling', 'forward', 'get_poly', 'get_shapepoly', 'getcanvas', 'getmethparlist', 'getpen', 'getscreen', 'getshapes', 'getturtle', 'goto', 'heading', 'hideturtle', 'home', 'ht', 'inspect', 'isdown', 'isfile', 'isvisible', 'join', 'left', 'listen', 'lt', 'mainloop', 'math', 'mode', 'numinput', 'onclick', 'ondrag', 'onkey', 'onkeypress', 'onkeyrelease', 'onrelease', 'onscreenclick', 'ontimer', 'pd', 'pen', 'pencolor', 'pendown', 'pensize', 'penup', 'pos', 'position', 'pu', 'radians', 'read_docstrings', 'readconfig', 'register_shape', 'reset', 'resetscreen', 'resizemode', 'right', 'rt', 'screensize', 'seth', 'setheading', 'setpos', 'setposition', 'settiltangle', 'setundobuffer', 'setup', 'setworldcoordinates', 'setx', 'sety', 'shape', 'shapesize', 'shapetransform', 'shearfactor', 'showturtle', 'simpledialog', 'speed', 'split', 'st', 'stamp', 'sys', 'textinput', 'tg_screen_functions', 'tilt', 'tiltangle', 'time', 'title', 'towards', 'tracer', 'turtles', 'turtlesize', 'types', 'undo', 'undobufferentries', 'up', 'update', 'width', 'window_height', 'window_width', 'write', 'write_docstringdict', 'xcor', 'ycor']
```python
from turtle import *
pensize()
forward()
backward()
right()
left()
shape()
shapesize()
pencolor()
```
https://www.jianshu.com/p/7118a1784f46 参考文献
