重點整理

  • 雖然寫程式可用循序的方法將每個步驟詳細載明，然而缺點是難以有效的重複利用程式碼。函數可使我們將程式切割成一個一個的小單元，藉由函數呼叫可以有效組織程式的執行方式。函數為小單元的方式，另外還有更大單元的組織方式，如自訂資料型態，可自行定義資料的儲存、運作模式，另如模組，亦即是Python組織程式檔案的方法，任一程式都是模組，也都可從其他模組引入變數、函數或自訂資料型態的定義。
  • Python語言提供了廣大的built-ins，即內建變數、內建函數與內建型態等。這些built-ins由於是寫程式經常會利用到的項目，所以語言提供的目的不外讓人可以直接利用，使得利用Python寫程式更為便利與容易。
  • 關鍵字為程式語言保留給語法剖析的字詞，也可稱為保留字，Python的特色與功能可由其看出端倪。
  • Python允許使用英文大小寫字母、底線即數字作為變數名稱，除了數字不可用為變數開頭外，英文大小寫字母與底線皆可。關鍵字不可用作變數名稱，然而雖然built-ins可作為變數名稱，但由於避免自行定義的名稱與內建的名稱互相衝突，所以還是盡量避免使用built-ins為變數名稱。
  • 定義函數時所用的關鍵字為def，形式如下def function_name(parameter_list):
    some statement
    return something    在關鍵字def後緊接著是函數名稱，這裡用的是function_name，定義函數名稱的規範同變數的命名規則。函數名稱後用小括弧圍起來的是參數列，函數可以是沒有參數或是有一到多個參數，端視函數的需要而定義，小括弧後的冒號，代表其下方為一個程式區塊，須做縮排。
    函數定義內（也就是下方的程式區塊）可由多個陳述組成，函數最後可用return陳述回傳數值，也可以不回傳數值，這時拿掉return陳述即可。
  • 函數內建立的變數稱為區域變數，不可在函數定義外的範圍使用該名稱。
  • 替程式做註解的符號為井字號 #，在井字號後的均會被直譯器所忽略。
  • 遞迴為函數不斷重複呼叫本身的計算方式，如費伯納西數的計算方式def fi_recursion(n):
    if n==1 or n==2:
    return 1
    else:
    return fi_recursion(n-1)+fi_recursion(n-2)    fi_recursion(4)呼叫得到fi_recursion(3)+fi_recursion(2)，由於fi_recursion(2)得到1，這部份不會再做計算，但是fi_recursion(3)還沒得到結果，於是fi_recursion(3)呼叫得到fi_recursion(2)+fi_recursion(1)，fi_recursion(2)與fi_recursion(2)都得到1，於是fi_recursion(4) = fi_recursion(3)+fi_recursion(2) = [fi_recursion(2)+fi_recursion(1)]+fi_recursion(2) = 3。
  • Python有兩個內建讓使用者輸入資料的函數，分別是input()與raw_input()，前者接受的輸入為運算式，後者將所有輸入都轉換為字串。
  • 線性搜尋為一種簡單的搜尋方式，藉由逐步比對每一筆資料是否與所欲搜尋的項目是否相等，來找到該筆資料所在的位置。
  • 使用Unicode編碼可以有效的處理中文字串，因而處理中文前應先將字串轉換為Unicode編碼。除了使用內建函數unicode()轉換外，比較簡單的建立Unicode編碼字串的方式為利用u前綴字串。

術語解釋


術語解釋
介面所謂的介面是泛指兩種東西的交界處，而程式語言中的介面分為好幾種，其中一種是某段程式碼與另一段程式碼之間的交流，如函數呼叫中，呼叫者與函數定義常常是兩段放在不同地方的程式碼，其他比較常見的則有應用程式介面或是使用者介面等。
函數程式中的小單元，優點為可重複利用程式碼，也可依單元的排列來規劃程式的執行順序。函數有許多其他的稱法，如函式、常式、程序或副程式等。
自訂資料型態資料型態是比函數更大的程式單元，可個別設定符合該資料的屬性及方法，屬性為數值，而方法同函數。
模組模組是Python組織檔案的方式，凡儲存成副檔名.py的檔案均為Python的模組。某一模組內可從其他模組引入函數等的定義，藉以增加成是碼的重複利用。
built-insPython直譯器內建函數、型態等的總稱。
關鍵字也可稱為保留字，概括語言所有的功能及特色，同時為程式語言剖析程式語法的字組。
內建型態Python直譯器內建的型態，可於寫程式時直接使用，如整數、浮點數、字串、串列、序對及字典等。
內建函數Python直譯器內建的函數，可於寫程式時直接使用，如license()、 type()、help()、len()、range()、sum()、int()等。
參數函數定義中需要傳入函數計算的數值，因此呼叫函數也需提供適當的參數，不然會發生TypeError。
型態轉換Python的內建型態有相對應的型態轉換函數，使一種型態可以輕易的轉換到另一種，如>>>list(“hello”)
[“h”, “e”, “l”, “l”, “o”]
SyntaxError執行中因發生錯誤中斷而發生的訊息，此指句型錯誤。
周蟒其為針對華文地區，提供以中文寫程式便於程式語言教學的計畫。
費伯納西數列一組數字的總稱，前兩個數字皆為1，其後的數字都為前兩個數字的和，如下
n1=1, n2=1
nn=nn-2+nn-1
def定義函數所使用的關鍵字。
return 陳述函數可傳數值，也可不回傳數值，return陳述用為函數中最後回傳數值的陳述。return為Python的關鍵字之一。
函數呼叫程式中使用函數的方法，如n=range(10)即呼叫內建函數range()建立一個含有整數0到9的串列。
區域變數函數內定義的變數，其無法在定義區域外使用該變數名稱。
global 陳述將區域變數宣告為全域變數的陳述，global為Python的關鍵字之一。
註解程式中的說明文字，不限於程式語言的語法，以井字號 # 起始的文字都會被Python直譯器所忽略。
遞迴這是對特定的正整數數列而言，藉由初始狀態的設定，如費伯那西數列中頭兩個數字皆為1，然後可由某種計算方式找到下一個數， 費伯那西數列中頭兩個數字之後的數字，皆為前兩個數字的合，如此這個數列為1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34………
提示字元內建函數input()與raw_input()以字串作為參數，這會在輸入的游標前顯示出來，因故稱之為提示字元。
線性搜尋搜尋演算法之一，其依序逐一比對資料項目，直到找到符合目標為止。
Unicode 編碼採取16位元編碼方式，將世界上大多數的語言文字納入其編碼系統，支援包含絕大多數的中文常用字。

中英文術語對照




中文英文
介面interface
函數function
自訂資料型態user defined data type
模組module
關鍵字keyword
內建型態built-in type
內建函數built-in function
參數parameter
型態轉換type conversion
費伯納西數列Fibonacci sequence
return 陳述return statement
函數呼叫function call
區域變數local variable
global 陳述global statement
註解comment
遞迴recursion
提示字元prompt
線性搜尋linear search

複習問題

  1. 請把到目前為止學過的關鍵字歸類，例如and、or、not、in為邏輯運算子用來進行邏輯運算，while、for都用為迴圈，if…elif…else用為條件檢查等，並放入上一章由運算子整理出的表。觀察你整理出的表，你有什麼心得呢？
  2. 為什麼Python要有大量的built-ins？程式需要的功能都由自己寫出來不好嗎？說說你的看法，built-ins對於開發程式有什麼明顯的幫助呢？
  3. 為什麼變數只能限定由英文大小寫字母、底線與數字命名呢？而且數字還不能放在變數的開頭？試看看其它的符號如@、&、\、?等，如果出現在變數名稱中，直譯器會顯出什麼訊息呢？
  4. 我們說費伯納西數列是由遞迴定義出來的，數學上還有哪些數列也是由遞迴來定義的呢？利用遞迴的方法寫程式容易理解嗎？又有什麼好處呢？
  5. 為什麼變數要有區域變數與全域變數之分呢？這樣限制效力範圍有什麼好處？試看看下面的程式，呼叫count()函數，你會得到什麼訊息呢？i=10
    def count():
    while i>0:
    print i
    i = i - 1

  6. 將某些程式碼開頭加上井字號稱為註解化，試看看註解化某些程式碼，這樣一來程式會如何進行運作呢？如a=3
    b=5
    while a<b:
    #print a
    a=a+1
    你會得到什麼樣的結果？最後變數a的值會與變數b相等嗎？
  7. 註解的文字除了說明某段程式碼如何運作外，還可以提供哪些資訊呢？想看看，程式應該要加入怎麼樣的註解，既不會顯得太繁瑣，也不會沒有註解到該做說明的的地方？
  8. 搜尋和排序是資訊領域中兩種基本的演算法，譬如我們常用Google或其他搜尋引擎找資料，許多網站同樣利用搜尋的方式讓使用者找該網站內的資料。搜尋方面除了線性搜尋外，還有什麼搜尋演算法呢？排序跟搜尋有什麼關係呢？如果資料已經做過排序，能否加快搜尋的速度呢？
  9. 利用Unicode編碼處理中文有什麼好處呢？除了我們見過的ASCII、Big5與Unicode編碼系統外，電腦世界還存在哪些編碼方式呢？上網搜尋有關電腦編碼的文章，說說你得到的心得如何呢？

練習

  1. 寫一個計算機的程式，至少可以進行加減乘除的四則運算。想一想，要用input()函數直接接受使用者輸入運算式，還是利用raw_input()函數將使用者的輸入都讀為字串呢？前者會有什麼問題？如果使用者輸入的是字母而非運算式，那會發生什麼事情？
  2. 將上一章倒數計時的迴圈寫進函數中，並以倒數的次數為參數。
  3. 利用if…elif…else…陳述寫一個執行不同選項的程式，例如使用者輸入的是字串“a”，就印出“您輸入了a…”，這樣的程式應該要怎麼寫呢？你能否把選項的選擇寫成一個單獨的函數，然後進入該選項所要進行的任務也寫在不同的函數中呢？
  4. 寫一個能夠判斷輸入的整數是否為奇數的函數，若使用者輸入的是奇數，就會印出“您輸入的是奇數…”的字串。
  5. 寫一個比較兩個整數大小的函數，請印出較大的數字，若是兩者相等，也請印出“兩數相等”。
  6. 請用遞迴的方法寫計算階乘的程式，階乘就是正整數的連續乘積，如2!=1*2，3!=1*2*3，4!=1*2*3*4，5! =1*2*3*4*5等。

主要參考資料

  1. Jeffrey Elkner等，How to think like a Computer Scientist: Learning with Python 2nd Edition Chapter 3、5、11，2008，Open Book Project
  2. Mark Lutz，Learning Python 3rd Edition，2008，Part 4，O’REILLY
  3. Magnus Lie Hetland，Beginning Python: From Novice to Professional，Chapter 6，Apress
  4. Wesley J. Chun，Core Python Programming Second Edition，Part 1，Prentice Hall


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by Kaiching at 10:24 PM under def , global , range , return , sum , 介面 , 函數 , 函數呼叫 , 參數 , 提示字元 , 線性搜尋 , 註解 , 費伯那西數列 , 遞迴 , 關鍵字