第 29 天：Python中的內建函數（Built-in Functions）

課程目標：

今天我們將深入學習 Python 提供的內建函數（Built-in Functions），這些函數在日常編程中非常實用，可以幫助你高效地完成各種任務。

1. 什麼是內建函數？

內建函數是 Python 提供的現成函數，無需導入模組即可直接使用。它們涵蓋了常見的數學操作、數據類型轉換、輸出處理等功能，能夠幫助開發者更快地完成日常任務。

內建函數的常見分類：

• 數學函數：如 abs()、round()、min()、max() 等。
• 類型轉換：如 int()、float()、str()、list() 等。
• 輸出函數：如 print()、input()。
• 迭代器函數：如 range()、enumerate()、zip()。

2. 常見的內建函數介紹

1. abs()：返回絕對值

print(abs(-5))  # 輸出: 5

2. max() 和 min()：返回最大值和最小值

numbers = [1, 5, 8, -2, 10]
print(max(numbers))  # 輸出: 10
print(min(numbers))  # 輸出: -2

3. sum()：對數字列表求和

print(sum([1, 2, 3, 4]))  # 輸出: 10

4. len()：返回元素個數

print(len([1, 2, 3]))  # 輸出: 3

5. sorted()：返回排序後的列表

print(sorted([3, 1, 4, 2]))  # 輸出: [1, 2, 3, 4]

6. type()：檢查數據類型

print(type(10))  # 輸出: <class 'int'>
print(type([1, 2, 3]))  # 輸出: <class 'list'>

3. 使用 map() 和 filter() 高階函數

內建函數 map() 和 filter() 是處理迭代對象（如列表或元組）的強大工具。

map() 函數：對序列中的每個項應用函數，並返回一個新的可迭代對象。

def square(x):
    return x * x

numbers = [1, 2, 3, 4]
squared_numbers = list(map(square, numbers))
print(squared_numbers)  # 輸出: [1, 4, 9, 16]

filter() 函數：過濾序列中的項，返回符合條件的元素。

def is_even(x):
    return x % 2 == 0

numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
even_numbers = list(filter(is_even, numbers))
print(even_numbers)  # 輸出: [2, 4, 6]

4. input() 和 print() 函數

這兩個內建函數是處理用戶輸入和輸出到屏幕的重要工具。

input()：從用戶獲取輸入，返回字串。

name = input("請輸入你的名字: ")
print(f"你好, {name}!")

print()：在終端打印輸出，支持多個參數和自定義分隔符。

print("Hello", "World", sep="-")  # 輸出: Hello-World

5. 今日實作練習：

1. 使用 max() 和 min() 找出一個數字列表中的最大值和最小值。
2. 實作一個使用 map() 函數將列表中的每個數字乘以 2 的例子。
3. 使用 filter() 過濾出一個列表中的所有偶數。
4. 使用 input() 和 print() 創建一個簡單的用戶交互程序，接收名字並打印個性化的問候語。

今日實作練習

練習 1：使用 max() 和 min() 找出數字列表中的最大值和最小值

# 數字列表
numbers = [5, 12, 7, 18, 3, 9]

# 使用 max() 和 min() 找出最大值和最小值
max_value = max(numbers)
min_value = min(numbers)

print(f"最大值是: {max_value}")
print(f"最小值是: {min_value}")

練習 2：使用 map() 函數將列表中的每個數字乘以 2

# 數字列表
numbers = [5, 12, 7, 18, 3, 9]

# 使用 map() 將每個數字乘以 2
doubled_numbers = list(map(lambda x: x * 2, numbers))

print(f"每個數字乘以 2 後的結果: {doubled_numbers}")

練習 3：使用 filter() 過濾出列表中的所有偶數

# 數字列表
numbers = [5, 12, 7, 18, 3, 9]

# 使用 filter() 過濾偶數
even_numbers = list(filter(lambda x: x % 2 == 0, numbers))

print(f"列表中的偶數: {even_numbers}")

練習 4：使用 input() 和 print() 創建一個簡單的用戶交互程序

# 使用 input() 接收用戶輸入
name = input("請輸入你的名字: ")

# 使用 print() 打印個性化的問候語
print(f"你好，{name}！歡迎來到這個程序！")

總結

這些練習展示了如何使用 max() 和 min() 獲取列表中的極值，如何通過 map() 對列表中的每個元素進行操作，使用 filter() 過濾列表中的數據，以及通過 input() 和 print() 與用戶進行簡單的交互。

小結：

今天的課程涵蓋了 Python 中的內建函數。這些函數極大地方便了日常編程，提高了代碼效率和可讀性。掌握這些內建函數，將為你的 Python 之旅打下堅實的基礎。