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DAY 26 函数专题1：函数定义与参数

知识点回顾：

1. 函数的定义
2. 变量作用域：局部变量和全局变量
3. 函数的参数类型：位置参数、默认参数、不定参数
4. 传递参数的手段：关键词参数
5. 传递参数的顺序：同时出现三种参数类型时

作业：

题目1：计算圆的面积

• 任务： 编写一个名为 calculate_circle_area 的函数，该函数接收圆的半径 radius 作为参数，并返回圆的面积。圆的面积 = π * radius² (可以使用 math.pi 作为 π 的值)
• 要求：函数接收一个位置参数 radius。计算半径为5、0、-1时候的面积

• 注意点：可以采取try-except 使函数变得更加稳健，如果传入的半径为负数，函数应该返回 0 (或者可以考虑引发一个ValueError，但为了简单起见，先返回0)。

import math

def calculate_circle_area(radius):
    """
    计算圆的面积，处理负半径输入
    
    参数:
        radius (float/int): 圆的半径
    
    返回:
        float: 圆的面积（若半径为负则返回0）
    """
    try:
        if radius < 0:
            return 0
        return math.pi * radius ** 2
    except TypeError:
        raise ValueError("输入必须为数字类型")

# 测试用例
print(calculate_circle_area(5))   # 正常情况: 78.53981633974483
print(calculate_circle_area(0))   # 边界情况: 0.0
print(calculate_circle_area(-1))  # 异常情况: 0

题目2：计算矩形的面积

• 任务： 编写一个名为 calculate_rectangle_area 的函数，该函数接收矩形的长度 length 和宽度 width 作为参数，并返回矩形的面积。
• 公式： 矩形面积 = length * width
• 要求：函数接收两个位置参数 length 和 width。
  • 函数返回计算得到的面积。
  • 如果长度或宽度为负数，函数应该返回 0。

def calculate_rectangle_area(length, width):
    """
    计算矩形面积，自动处理负值输入
    
    参数:
        length (float/int): 矩形长度
        width (float/int): 矩形宽度
    
    返回:
        float/int: 矩形面积（任一参数为负则返回0）
    """
    if length < 0 or width < 0:
        return 0
    return length * width

# 测试用例
print(calculate_rectangle_area(5, 3))    # 正常情况 → 15
print(calculate_rectangle_area(0, 4))    # 零长度 → 0
print(calculate_rectangle_area(2, -1))  # 负宽度 → 0
print(calculate_rectangle_area(-3, -2)) # 双负数 → 0

题目3：计算任意数量数字的平均值

• 任务： 编写一个名为 calculate_average 的函数，该函数可以接收任意数量的数字作为参数（引入可变位置参数 (*args)），并返回它们的平均值。
• 要求：使用 *args 来接收所有传入的数字。
  • 如果没有任何数字传入，函数应该返回 0。
  • 函数返回计算得到的平均值。

def calculate_average(*args):
    """
    计算任意数量数字的平均值
    
    参数:
        *args: 可变数量的数字参数
    
    返回:
        float: 平均值（无输入时返回0）
    """
    if not args:  # 处理空输入
        return 0
    return sum(args) / len(args)

# 测试用例
print(calculate_average(1, 2, 3))      # 正常情况 → 2.0
print(calculate_average(10, 20, 30, 40)) # 多个参数 → 25.0
print(calculate_average(-5, 0, 5))      # 含负数 → 0.0
print(calculate_average())              # 空输入 → 0

题目4：打印用户信息

• 任务： 编写一个名为 print_user_info 的函数，该函数接收一个必需的参数 user_id，以及任意数量的额外用户信息（作为关键字参数）。
• 要求：
  • user_id 是一个必需的位置参数。
  • 使用 **kwargs 来接收额外的用户信息。
  • 函数打印出用户ID，然后逐行打印所有提供的额外信息（键和值）。
  • 函数不需要返回值

def print_user_info(user_id, **kwargs):
    """
    打印用户ID和任意额外信息
    
    参数:
        user_id (any): 必需的用户ID
        **kwargs: 任意的额外用户信息（键值对）
    """
    print(f"User ID: {user_id}")
    for key, value in kwargs.items():
        print(f"{key}: {value}")

# 测试用例
print_user_info(1001)  # 只有必需参数
# 输出:
# User ID: 1001

print_user_info(1002, name="Alice", age=25, country="USA")  
# 输出:
# User ID: 1002
# name: Alice
# age: 25
# country: USA

print_user_info(1003, role="Admin", active=True)
# 输出:
# User ID: 1003
# role: Admin
# active: True

题目5：格式化几何图形描述

• 任务： 编写一个名为 describe_shape 的函数，该函数接收图形的名称 shape_name (必需)，一个可选的 color (默认 “black”)，以及任意数量的描述该图形尺寸的关键字参数 (例如 radius=5 对于圆，length=10, width=4 对于矩形)。
• 要求：shape_name 是必需的位置参数。
  • color 是一个可选参数，默认值为 “black”。
  • 使用 **kwargs 收集描述尺寸的参数。
  • 函数返回一个描述字符串，格式如下：
  • “A [color] [shape_name] with dimensions: [dim1_name]=[dim1_value], [dim2_name]=[dim2_value], …”如果 **kwargs 为空，则尺寸部分为 “with no specific dimensions.”

def describe_shape(shape_name, color="black", **dimensions):
    """
    生成几何图形的描述字符串
    
    参数:
        shape_name (str): 图形名称（必需）
        color (str): 颜色（默认"black"）
        **dimensions: 描述图形尺寸的关键字参数
    
    返回:
        str: 格式化后的描述字符串
    """
    base_description = f"A {color} {shape_name}"
    
    if not dimensions:
        return f"{base_description} with no specific dimensions."
    
    dim_parts = [f"{k}={v}" for k, v in dimensions.items()]
    dim_str = ", ".join(dim_parts)
    return f"{base_description} with dimensions: {dim_str}"

# 测试用例
print(describe_shape("circle"))  
# 输出: A black circle with no specific dimensions.

print(describe_shape("rectangle", color="blue", length=10, width=5))
# 输出: A blue rectangle with dimensions: length=10, width=5

print(describe_shape("triangle", color="red", base=8, height=6))
# 输出: A red triangle with dimensions: base=8, height=6

print(describe_shape("sphere", radius=3))
# 输出: A black sphere with dimensions: radius=3

desc1 = describe_shape("circle", radius=5, color="red")
print(desc1)
# 输出: A red circle with dimensions: radius=5

desc2 = describe_shape("rectangle", length=10, width=4)
print(desc2)
# 输出: A black rectangle with dimensions: length=10, width=4

desc3 = describe_shape("triangle", base=6, height=8, color="blue")
print(desc3)
# 输出: A blue triangle with dimensions: base=6, height=8

desc4 = describe_shape("point", color="green")
print(desc4)
# 输出: A green point with no specific dimensions.

浙大疏锦行