Python运维开发基础09-函数基础

上节作业回顾

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding:utf-8 -*-
# author:Mr.chen
# 实现简单的shell命令sed的替换功能

import sys,os

para_argv = sys.argv
Tag = True

#判断参数的传递
if para_argv[1] == "-i" and len(para_argv) == 4 :
    if type(para_argv[2]) == str :
        if os.path.isfile(para_argv[3]) and os.popen("whoami").read().strip() == "root" :
            #对过滤条件的字符串进行分割,请注意此处写法，可以降低判断嵌套深度
            List = []
            if "#" in para_argv[2] and para_argv[2].count("#") == 3 :
                List = para_argv[2].split("#")
            elif "@" in para_argv[2] and para_argv[2].count("@") == 3:
                List = para_argv[2].split("@")
            elif "/" in para_argv[2] and para_argv[2].count("/") == 3:
                List = para_argv[2].split("/")
            else :
                print ("请用@或/或#分隔过滤条件,分隔符只能是3个")
            #对分割以后的列表进行判断
            if len(List) != 0 and List[0].strip() == "s" :
                if List[3].strip() != "" and List[3] != "g" :
                    print ("{}是个无法识别的字符".format(List[3]))
                else :
                    with open(para_argv[3],"r") as f , open(para_argv[3]+".bak","w") as f_new :
                        for line in f :
                            if List[1] in line and List[3].strip() == "" :
                                line = line.replace(List[1],List[2],1)
                            else :
                                line = line.replace(List[1],List[2],-1)
                            f_new.write(line)
                    os.system("/bin/mv "+para_argv[3]+".bak "+para_argv[3])
                    print ("命令执行成功！")
            elif len(List) != 0 and List[0].strip().count("s") == 1 and List[0].strip().endswith("s") :
                if List[0].strip().count(",") == 1 :
                    if List[0].strip().split(",")[0].isdigit() and List[0].strip().split(",")[1][:-1].isdigit() :
                        num_one = int(List[0].strip().split(",")[0])
                        num_two = int(List[0].strip().split(",")[1][:-1])
                        with open(para_argv[3],"r") as f , open(para_argv[3]+".bak","w") as f_new :
                            for index,line in enumerate(f) :
                                if num_one <= index+1 <= num_two :
                                    if List[1] in line and List[3].strip() == "" :
                                        line = line.replace(List[1],List[2],1)
                                    elif List[1] in line and List[3].strip() == "g" :
                                        line = line.replace(List[1],List[2],-1)
                                f_new.write(line)
                        os.system("/bin/mv "+para_argv[3]+".bak "+para_argv[3])
                        print ("命令执行成功！")
                    else :
                        print ("无法识别的字符{}".format(List[0].strip()))
                else :
                    if List[0].strip()[:-1].isdigit() :
                        num = int(List[0].strip()[:-1])
                        with open(para_argv[3],"r") as f , open(para_argv[3]+".bak","w") as f_new :
                            for index,line in enumerate(f) :
                                if index+1 == num :
                                    if List[1] in line and List[3].strip() == "" :
                                        line = line.replace(List[1],List[2],1)
                                    elif List[1] in line and List[3].strip() == "g" :
                                        line = line.replace(List[1],List[2],-1)
                                f_new.write(line)
                        os.system("/bin/mv "+para_argv[3]+".bak "+para_argv[3])
                        print ("命令执行成功！")
                    else :
                        print ("{}不是一组数字，无法识别".format(List[0].strip()[:-1]))
        elif os.path.isfile(para_argv[3]) and os.access(para_argv[3],os.R_OK) and os.access(para_argv[3],os.W_OK):
            print ("为了节约时间，只对用户是root的情况做出判断。")
        else :
            print ("error!{}不是一个有效的文件或者文件的读写权限有问题。".format(para_argv[3]))
    else :
        print ("error! 格式为：{} -i '{过滤条件}' filename".format(para_argv[0]))
elif type(para_argv[1]) == str and len(para_argv) == 3 :
    print ("为了节约时间，只实现了有参数-i的对文件的替换操作")
else :
    print ("您输入的参数有误！")
    print ("格式：{} [-i] '过滤条件' filename".format(para_argv[0]))

架构导引

一个故事引发的深思：

假如有一天老板让你写一个监控程序，监控服务器的系统状况，当cpu/memory/disk等指标的使用量超过阈值即发邮件报警，你掏空了所有的知识量，写入了以下代码。

while True :
    if cpu利用率 > 90% :
        连接邮件服务器
        发送邮件
        关闭连接

    if 硬盘使用空间 > 90% :
        连接邮件服务器
        发送邮件
        关闭连接

    if 内存占用 > 80% :
        连接邮件服务器
        发送邮件
        关闭连接

上面的代码实现了功能，但即使是邻家女孩也看出了端倪，少女亲切的摸了下你家儿子的脸蛋，说，你这个重复代码太多了，每次报警都要重写一段发邮件的代码，太low了，这样干存在2个问题：

• [x] : 代码重复过多，一个劲的copy and paste 不符合高端程序员的气质
• [x] : 如果日后需要修改发邮件的这段代码，比如加入群发功能，那你就需要在所有用到这段代码的地方都修改一遍

你觉得少女说的对，你也不想写重复代码，但又不知道怎么做，少女好像看出了你的心思，此时她抱起你儿子，笑着说，其实很简单，只需要把重复的代码提取出来，放在一个公共的地方，起个名字，以后谁想用这段代码，就通过这个调用就行了，如下：

def 发送邮件（内存）
    连接邮箱服务器
    发送邮件
    关闭连接

while True ：
    if cpu利用率 > 90% :
        发送邮件（“CPU报警”）

    if 硬盘使用空间 > 90% :
        发送邮件（“硬盘报警”）

    if 内存占用 > 80% :
        发送邮件（“内存报警”）

你看着少女写的代码，气势恢宏，磅礴大气，代码里透露着一股内敛的傲气，心想，这个人真是不一般，突然对她的背景更感兴趣了，问她，这些花式玩法你都是怎么知道的？她亲了一口你儿子，捋了捋不存在的胡子，淡淡的讲，“老娘，年少时，师从京西航天桥Mr.chen ”.

一，函数

1.1 介绍

在过去的十年间，大家广为熟知的编程方法无非两种：面向对象和面向过程，其实，无论哪种，都是一种编程的规范或者是如何编程的方法论。而如今，一种更为古老的编程方式：函数式编程，以其不保存状态，不修改变量等特性重新进入人们的视野。

• [x] : 面向对象
• [x] : 面向过程
• [x] : 函数式编程

这三种其实都是在叫你们如何来编程，也就是说他们仅仅只是编程的方法论。如果我们将这三种比作武林门派：

面向对象>华山派（秘籍）>类（关键字）>class

面向过程>少林派（秘籍）>过程=（关键字）>def

函数式编程>逍遥派（秘籍）>函数（关键字）>def

下面我们就来依次了解这些传统的编程理念，让我们从基本的函数概念开始。

1.2 定义

初中数学函数定义：一般的，在一个变化过程中，如果有两个变量x和y，并且对于x的每一个确定的值，y都有唯一确定的值与其对应，那么我们就把x称为自变量，把y称为因变量，y是x的函数。自变量x的取值范围叫做这个函数的定义域。

编程语言中函数定义：

函数是逻辑结构化和过程化的一种编程方法。

#Python中函数定义方法：

def test(x) :
    “The function definitions”
    x += 1
    return x

def :定义函数的关键字
test：函数名
（）：内可定义形参
“” :文档描述（非必要，但是强烈建议为你的函数添加描述信息）
x+=1:泛指代码块或程序处理逻辑
return：定义返回值

1.3 为何使用函数

没有函数的编程只是在写逻辑（功能），想脱离函数，重用你的逻辑，唯一的方法就是拷贝。

例:

#假设我们编写好了一个逻辑（功能），用来以追加的方式写日志：
with open（"a.txt","ab"） as f :
    f.write("end action")

#现在有三个函数，每个函数在处理完自己的逻辑后，都需要使用上面这个逻辑，那么唯一的方法就是，拷贝三次这段逻辑

def test1() :
    print ("test1 starting action...")
    with open("a.txt","ab") as f:
        f.write("end action")

def test2() :
    print ("test2 starting action...")
    with open("a.txt","ab") as f :
        f.write("end action")

def test3():
    print ("test3 starting action....")
    with open("a.txt","ab") as f:
        f.write("end action")

那么我们假设有大于N个函数都需要使用这段逻辑，你可以拷贝N次吗？

优化：

def logger() :
    with open("a.txt","a+") as f :
        f.write("end action\n")

def test1() :
    print ("in the test1")
    logger()

def test2() :
    print ("in the test2")
    logger()

def test3() :
    print ("in the test3")
    logger()

1.4 函数和过程

过程定义：

过程就是简单特殊没有返回值的函数

这么看来我们在讨论为何使用函数的时候引入的函数，都没有返回值，没有返回值就是过程，没错，但是在Python中有比较神奇的事情

#代码演示：

def test01() :
    msg = "hello The little green frog"
    print (msg)

def test02() :
    msg = "hello WuDaLang"
    print (msg)
    return msg

t1 = test01()
t2 = test02()

print ("from test01 return is {} ".format(t1))
print ("from test02 return is {} ".format(t2))

#输出结果

hello The little green frog
hello WuDaLang
from test01 return is None
from test02 return is hello WuDaLang 

总结：

当一个函数/过程没有使用return显示的定义返回值时，Python解释器会隐式的返回None，所以在Python中即便是过程也可以算作函数。

1.5 函数返回值

在Python里调用函数是可以有返回值的。

#代码演示：

def test01() :
    pass

def test02() :
    return 0

def test03() :
    return 0,10,"hello",["Mr.chen","yunjisuan"],{"WuDaLang":"lb"}

t1 = test01()
t2 = test02()
t3 = test03()

print ("from test01 return is {} {}".format(type(t1),t1))
print ("from test01 return is {} {}".format(type(t2),t2))
print ("from test01 return is {} {}".format(type(t3),t3))

#输出结果

from test01 return is <class 'NoneType'> None
from test01 return is <class 'int'> 0
from test01 return is <class 'tuple'> (0, 10, 'hello', ['Mr.chen', 'yunjisuan'], {'WuDaLang': 'lb'})

• 我们发现当我们调用这个函数，如果函数里有return这个东西，后边跟着的东西就作为函数的结果返回到调用的地方，同时这个返回值可以赋值给变量。
• 那么函数执行了return后，函数里其他的代码还能执行吗？同学们继续往下看

#代码演示：

def test1() :
    print ("in the test1")
    return 0
    print ("我还能出现吗？")    #这句能正常输出吗？

x = test1()

#输出结果

[root@localhost scripts]# python3 test.py
in the test1

• 我们发现在函数体里的代码，一旦遇到return就返回到调用函数的地方了。而函数体里return之后的代码将不再执行。
• 那么return里能返回什么东西呢？关键字可以吗？函数的名字可以吗？我们继续往下看。

#代码演示：

def test1() :
    print ("in the test1")
    return 0

def test2() :
    print ("in the test2")
    return test1    #能返回函数名吗？当然可以

#def test3() :
#    print ("in the test3")
#    return def      #关键字能返回吗？当然不可以

x = test2()
print (x)    

#输出结果

[root@localhost scripts]# python3 test.py
in the test2
<function test1 at 0x7f15525bb378>  #我们发现返回的是一个内存地址

• 内存地址：是一个指向内存的对象，Python根据这个地址从内存中提取数据，或者运行代码。
• 那么，同学们，函数名和函数名（）有什么区别呢？我们继续实验。

#代码演示：

def test1() :
    print ("in the test1")
    return 58                                                                  

def test2() :
    print ("in the test2")
    return test1()  #返回的是什么呢？还是地址吗？

x = test2()
print (x)

#输出结果

[root@localhost scripts]# python3 test.py
in the test2
in the test1
58      #返回的58

综上，我们发现，当我们return一个函数的名字时，返回的是一个指向内存的地址（并没有去内存中运行程序），当我们return一个函数名字+（）时，返回的是那个函数体执行的结果。因此，（）我们可以理解成执行前边的函数名对象。

1.6 函数为什么要有返回值？

因为在代码编写的过程中，我们经常需要知道一个函数体里的代码的执行情况。我们可以通过判断函数体的返回值来决定接下来的代码的走向。

#代码演示：

def test1() :
    return 0

def test2() :
    return 1

if test1() :
    print ("我是test1")
elif test2() :
    print ("我是test2")

#输出演示

[root@localhost scripts]# python3 test.py
我是test2

二，函数参数及调用

2.1 函数的调用

调用方法：

（1）形参和实参

• 形参：形式参数，不是实际存在，是虚拟变量。在定义函数和函数体的时候使用形参，目的是在函数调用时接收实参（实参个数，类型应与实参一一对应）
• 实参：实际参数，调用函数时传给函数的参数，可以是常量，变量，表达式，函数，传给形参。

区别：

形参是虚拟的，不占用内存空间，形参变量只有在被调用时才分配内存单元，实参是一个变量，占用内存空间，数据传送单向，实参传给形参，不能形参传给实参。

#代码演示：

def test(x) :      #x就是形参
    print (x)

test(2)             #2就是实参，向函数test传递实参

#输出结果

2

（2）位置参数和关键字

同学们思考，形参可以比实参个数多吗？

标准传参调用方式

#代码演示：

def test(x,y) :
    print (x)

test(2)

#输出结果

[root@localhost scripts]# python3 test.py
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 7, in <module>
    test(2)
TypeError: test() missing 1 required positional argument: 'y'    #显示找不到y的值

所以，我们得出结果，形参个数不能比实参多。那么反过来呢？实参个数能不能比形参多？

#代码演示：

def test(x) :
    print (x)

test(2,4)

#输出结果

[root@localhost scripts]# python3 test.py
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 7, in <module>
    test(2,4)
TypeError: test() takes 1 positional argument but 2 were given    #显然也是错的

因此，形参个数和实参个数必须一一对应。形参有多少个，在传递参数的时候实参就必须有多少个。

关键字调用方式：

如果不指定实参具体传给哪个形参，那么默认是要按照顺序一一对应的。如果指定就会按照指定的方式赋值。

#代码演示：

def test(x,y) :
    print (x)
    print (y)

def test2(x,y) ：
    print (x)
    print (y)

test(2,4)   #没指定，一一对应传参赋值方式
test2(y=2,x=4)      #指定的传参赋值方式

#输出结果

[root@localhost scripts]# python3 test.py
2   #这是test函数的x
4   #这是test函数的y
4   #这是test2函数的x
2   #这是test2函数的y

思考：同学们分析下如下代码中的各种x，y都是什么意思？下面这段代码能正常执行吗？

#代码演示

def test(x,y) :
    print (x)
    print (y)

x = 1
y = 1

test(x=x,y=y)

继续思考，同学们下面这段代码能正常执行吗？

#代码演示：

def test(x,y) :
    print (x)
    print (y)

test(x=2,3) #传递了一个未指定的实参和一个指定了的形参

还得思考，同学们下面这段代码能正常执行吗？

#代码演示：

def test(x,y) :
    print (x)
    print (y)

test(y=2,3) #传递了一个未指定的实参和一个指定了的形参

不能不思考：，同学们下面这段代码呢？能正常执行吗？

#代码演示：

def test(x,y) :
    print (x)
    print (y)

test(3,x=2)

最后的思考：，同学们下面这段代码能正常执行吗？

#代码演示：

def test(x,y) :
    print (x)
    print (y)

test(3,y=2)

同学们，是否已经懵逼了呢？请同学们仔细理解上面的几个例子然后验证如下的话：

• [x] :位置参数必须写在关键字参数的前边
• [x] :被位置参数赋值的形参，是不允许被关键字参数继续赋值的。

理解了上面几句话，请同学们继续分析如下例子。

#例1

def test(x,y,z):
    print (x)
    print (y)
    print (z)
test(3,6,x=3) 

#例2

def test(x,y,z):
    print (x)
    print (y)
    print (z)
test(3,6,z=3) 

#例3

def test(x,y,z):
    print (x)
    print (y)
    print (z)
test(3,y=3,6)

#例4

def test(x,y,z):
    print (x)
    print (y)
    print (z)
test(3,y=3,z=5)

#例5

def test(x,y,z):
    print (x)
    print (y)
    print (z)
test(3,y=3,z=5)

#例6

def test(x,y,z):
    print (x)
    print (y)
    print (z)
test(3,z=3,y=5)

#例7

def test(x,y,z):
    print (x)
    print (y)
    print (z)
test(x=5,7,z=9)

能正确说出上述七个例子的答案，就说明你真的懂了。

三，架构引导与作业

架构引导：

• 通过对函数的学习，我们不难发现，所谓面向过程，其实就是利用我们对函数的定义来优化经常需要重复编写的代码，以达到简化代码的目的。
• 而通过调用的方式，我们可以将函数体内的代码在程序的每个关键点重复的去执行。
• 然而，拥有了参数传递的函数体，更可以实现我们许多复杂的逻辑计算功能。
• 因此，从函数这节开始，我们对整个代码编写的着眼点，就要放在如何利用函数思想，去设计优化我们的代码架构，使之更精简，更可读。
• 但是，同学们我们在学习函数体时，从未在函数体内赋值过新的变量。我们只是在介绍何为函数何为参数以及如果去使用和调用。
• 那么，函数体内可以创建新的变量吗？假如函数体内的变量和函数体外的变量名称冲突，那又会发生什么呢？这就需要我们学习下一节的知识：函数的作用域

作业：

利用函数思想优化并实现"用户管理接口"

完成时间：间隔一次课

1. 有功能选择主菜单
2. 可以注册用户账号
3. 可以登陆用户账号
4. 可以删除用户账号
5. 可以修改用户密码
6. 只能在功能选择菜单中退出程序
7. 每个分支功能均可返回到主菜单
8. 用户数据保存在文件中