利用Python进行计算思维训练——聚焦函数
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简介：
本课程通过Python编程语言，强调使用函数来培养学生的计算思维能力，涵盖函数设计、调用及应用等多个方面。
在编程世界中，Python 是一种广泛使用的高级语言，尤其适合初学者进行计算思维的训练。函数是 Python 编程中的核心概念之一，它能够帮助我们实现代码复用与模块化设计，使得程序更高效且简洁。在这篇文章“基于 Python 的计算思维训练——函数”里，我们将探讨关于 Python 函数的各种方面：定义、调用、参数设定以及返回值等基础内容，同时也会介绍一些高级技巧。
1. **定义和使用**：在 Python 中，我们通过 `def` 关键字来创建一个新函数，并且提供必要的参数。例如：
```python
def greet(name):
print(fHello, {name}!)
```
要调用这个函数，只需输入其名称并传递相应的参数：
```python
greet(Alice) # 输出：Hello, Alice!
```
2. **参数类型**：Python 支持不同类型的参数设置，包括位置参数（依据顺序提供）、关键字参数以及默认值。例如：
```python
def add(a, b=0):
return a + b
result = add(3) # 输出结果为: 3 (b 使用了默认的零)
print(result)
result = add(1, 2)
print(result) # 输出：3
```
3. **可变参数**：Python 支持不定数量的参数，包括非关键字（*args）和关键字变量（**kwargs），允许我们处理不同量级的数据输入。
```python
def print_values(*args, **kwargs):
for value in args:
print(value)
for key, value in kwargs.items():
print(f{key}: {value})
print_values(1, 2, 3, name=Alice, age=25)
```
4. **作用域与变量**：函数内部定义的变量属于局部范围，只在其内有效；而外部创建的则为全局范围。如果需要在函数中修改全局变量，则需使用 `global` 关键字。
5. **返回值**：通过 `return` 语句可以指定一个或多个输出结果给调用者。若未明确指定，Python 默认会返回 None 值作为默认的结束标志。
6. **递归函数**：这是指让自身调用的方法，通常用于解决分治问题如阶乘计算等复杂场景下的编程任务。
7. **闭包**：这是一种特殊的 Python 函数形式，在其定义时能够记住环境变量，并且可以在外部作用域消失后仍能访问这些值。
8. **高阶函数**：这是指可以接收并返回其他函数的特殊类型，Python 内置了 map()、filter() 和 reduce() 等常用示例。
9. **装饰器**：这是一种扩展或修改现有功能的方式，在不改变原有代码的情况下实现新的行为。本质上是接受一个函数作为输入，并输出一个新的带有附加特性的新函数形式的一种工具。
10. **函数式编程**：Python 支持将函数视为第一类对象，可以像普通变量一样传递和返回它们。`functools` 模块提供了多种用于支持这种风格的高级功能如 `partial`, `compose` 和 `lru_cache`.
通过深入学习上述内容并进行实践练习，你能够掌握 Python 函数的基本用法及其进阶技巧，并提升自己的计算思维能力，从而编写出更高效且易于理解的代码。
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