10-Python3从入门到实战—基础之函数

Python从入门到实战系列——目录

Python3 函数
函数是组织好的,可重复使用的,用来实现单一,或相关联功能的代码段。
函数能提高应用的模块性,和代码的重复利用率。你已经知道Python提供了许多内建函数,比如print()。但你也可以自己创建函数,这被叫做用户自定义函数。

函数的定义

  • 函数是组织好的,可重复使用的,用来实现单一,或相关联功能的代码段。
  • 函数的语法
    def 函数名(参数列表):
        函数体

函数代码块以 def 关键词开头,后接函数标识符名称和圆括号 ();
任何传入参数和自变量必须放在圆括号中间,圆括号之间可以用于定义参数。
函数的第一行语句可以选择性地使用文档字符串—用于存放函数说明。
函数内容以冒号起始,并且缩进。
return [表达式] 结束函数,选择性地返回一个值给调用方。不带表达式的return相当于返回 None。

  • 定义一个简单的函数
    def showmsg():
        print("定义一个简单的函数")
        return
  • 定义一个含参数的函数
    def showmsg1(msg):
        print(msg)
        return
  • 函数的调用
    # 调用以上两个函数
    showmsg()
    showmsg1("这是一个带参数的函数")

输出结果:

定义一个简单的函数
这是一个带参数的函数

定义一个函数
你可以定义一个由自己想要功能的函数,以下是简单的规则:
函数代码块以 def 关键词开头,后接函数标识符名称和圆括号 ()。
任何传入参数和自变量必须放在圆括号中间,圆括号之间可以用于定义参数。
函数的第一行语句可以选择性地使用文档字符串—用于存放函数说明。
函数内容以冒号起始,并且缩进。
return [表达式] 结束函数,选择性地返回一个值给调用方。不带表达式的return相当于返回 None。

函数的参数

  • Python 中调用函数时可使用的正式参数类型:

    1.必需参数
    2.关键字参数
    3.默认参数
    4.不定长参数

  • 必需参数须以正确的顺序传入函数;调用时的数量必须和声明时的一样;

def showmsg2(msg):
    print(msg)
    return
showmsg2("必传参数")
showmsg2()  

showmsg2("必传参数") 输出结果:

必传参数
showmsg2() 报错:
TypeError: showmsg2() missing 1 required positional argument: 'msg'

  • 关键字参数允许函数调用时参数的顺序与声明时不一致
def showusermsg(name, age):
    print('name is ', name, '---age is ', age)
    return
showusermsg(age=18, name='SiebriaDante')

输出结果:

name is SiebriaDante ---age is 18

  • 默认参数:调用函数时,如果没有传递参数,则会使用默认参数;
def showusermsg(name, age=18):
    print('name is ', name, '--- age is ', age)
    return
showusermsg(name='SiebriaDante')

输出结果:

name is SiebriaDante --- age is 18

  • 不定长参数:能处理比当初声明时更多的参数,声明时不会命名;不定长参数使用星号(*)标记
def shownumber(msg, *num):
    print(msg)
    for x in num:
        print(x)
shownumber("开始输出不定长参数:",10,20,30,40)

输出结果:

开始输出不定长参数:
10
20
30
40

语法
Python 定义函数使用 def 关键字,一般格式如下:

参数传递

在 python 中,类型属于对象,变量是没有类型的:
在 python 中,strings, tuples, 和 numbers 是不可更改的对象,而 list,dict 等则是可以修改的对象;

  • 传递不可变对象实例,传递的只是实例的值,没有影响实例对象本身
    def changenumber(a):
        a = 10

    b = 20
    changenumber(b)
    print(b)

输出结果:

20

  • 传递可变对象实例,传递是把对象本身传过去,改变对象的值,同时也是改变函数外对象的值
    def changelist(mlist):
        mlist.append([1, 2, 3.4, 5])
        print('函数内读取 mlist 的值:', mlist)
        return
    mlist = [10, 20, 30]
    changelist(mlist)
    print('函数外读取 mlist 的值:', mlist)

输出结果:
> 函数内读取 mlist 的值: [金沙官网线上,10, 20, 30, [1, 2, 3.4, 5]]
函数外读取 mlist 的值: [10, 20, 30, [1, 2, 3.4, 5]]

def 函数名(参数列表):
    函数体

匿名函数

  • Python 使用 lambda 来创建匿名函数;

    lambda的主体是一个表达式,而不是一个代码块。仅仅能在lambda表达式中封装有限的逻辑进去。
    lambda 函数拥有自己的命名空间,且不能访问自己参数列表之外或全局命名空间里的参数。

  • 语法

    lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression

sum = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2;
# 调用sum函数
print ("相加后的值为 : ", sum( 10, 20 ))
print ("相加后的值为 : ", sum( 20, 20 ))

输出结果:

相加后的值为 : 30
相加后的值为 : 40

默认情况下,参数值和参数名称是按函数声明中定义的的顺序匹配起来的。
实例
让我们使用函数来输出"Hello World!":

变量作用域

  • 变量的作用域决定了在哪一部分程序可以访问哪个特定的变量名称;Python的作用域一共有4种,分别是:
    L (Local) 局部作用域
    E (Enclosing) 闭包函数外的函数中
    G (Global) 全局作用域
    B (Built-in) 内建作用域

作用域优先级由高到低: L ——> E ——> G ——> B

    b_count = 99999  # 内建作用域
    g_count = 0  # 全局作用域
    def outer():
        e_count = 1  # 闭包函数外的函数中
        def inner():
            l_count = 2  # 局部作用域
  • Python 中只有模块(module),类(class)以及函数(def、lambda)才会引入新的作用域,其它的代码块(如 if/elif/else/、try/except、for/while等)是不会引入新的作用域的,也就是说这这些语句内定义的变量,外部也可以访问,如下代码:
    >>> if True:
    ...     msg = 'my name is SiberiaDante'
    ...
    >>> msg
    'my name is SiberiaDante'
    >>>

msg 变量定义在 if 语句块中,外部可以访问

def showmsg(): ... msg_def='my name is SiberiaDante' ... msg_def Traceback (most recent call last): File "", line 1, in NameError: name 'msg_def' is not defined

msg_def 定义在函数中,是局部变量,外部不能访问

>>> def hello() :
   print("Hello World!")


>>> hello()
Hello World!
>>> 

全局变量和局部变量

定义在函数内部的变量拥有一个局部作用域,定义在函数外的拥有全局作用域;
局部变量只能在其被声明的函数内部访问,而全局变量可以在整个程序范围内访问。调用函数时,所有在函数内声明的变量名称都将被加入到作用域中。如下实例:

    total = 0; # 这是一个全局变量
    def sum( arg1, arg2 ):
        total = arg1 + arg2; # total在这里是局部变量.
        print ("函数内是局部变量 : ", total)
        return total;
    #调用sum函数
    sum( 10, 20 );
    print ("函数外是全局变量 : ", total)

输出结果:

函数内是局部变量 : 30
函数外是全局变量 : 0

更复杂点的应用,函数中带上参数变量:

global 和 nonlocal关键字

当内部作用域想修改外部作用域的变量时,需要使用global和nonlocal关键字声明

  • 简单使用 global 关键字声明
    >>> num = 1314
    >>> def showNum():
    ...     global num
    ...     print(num)
    ...     num = 520
    ...     print(num)
    ...
    >>> showNum()
    1314
    520
    >>>
  • 外层非全局作用域时,修改变量需要使用 nonlocal 关键字
    >>> def outer():
    ...     num=1314
    ...     def inner():
    ...             nonlocal num
    ...             print(num)
    ...             num = 520
    ...             print(num)
    ...     inner()
    ...
    >>> outer()
    1314
    520
    >>>
#!/usr/bin/python3

# 计算面积函数
def area(width, height):
    return width * height

def print_welcome(name):
    print("Welcome", name)

print_welcome("Runoob")
w = 4
h = 5
print("width =", w, " height =", h, " area =", area(w, h))

递归函数

  • 在函数内部调用函数本身,即为递归函数;
    def voidTe(num):
        if num == 1:
            return 1
        return num * voidTe(num - 1)
    print(voidTe(10))

输出结果

3628800

  • 递归函数的优点是定义简单,逻辑清晰;但是,在计算机中,函数调用是通过栈(stack)这种数据结构实现的,每当进入一个函数调用,栈就会加一层栈帧,每当函数返回,栈就会减一层栈帧。由于栈的大小不是无限的,所以,递归调用的次数过多,会导致栈溢出;

以上实例输出结果:

Welcome Runoob
width = 4  height = 5  area = 20

函数调用
定义一个函数:给了函数一个名称,指定了函数里包含的参数,和代码块结构。
这个函数的基本结构完成以后,你可以通过另一个函数调用执行,也可以直接从 Python 命令提示符执行。
如下实例调用了 printme() 函数:

#!/usr/bin/python3

# 定义函数
def printme( str ):
   "打印任何传入的字符串"
   print (str);
   return;

# 调用函数
printme("我要调用用户自定义函数!");
printme("再次调用同一函数");

以上实例输出结果:

我要调用用户自定义函数!
再次调用同一函数

参数传递
在 python 中,类型属于对象,变量是没有类型的:

a=[1,2,3]

a="QQ603374730"

以上代码中,[1,2,3] 是 List 类型,"Runoob" 是 String 类型,而变量 a 是没有类型,她仅仅是一个对象的引用(一个指针),可以是 List 类型对象,也可以指向 String 类型对象。

可更改(mutable)与不可更改(immutable)对象
在 python 中,strings, tuples, 和 numbers 是不可更改的对象,而 list,dict 等则是可以修改的对象。
不可变类型:变量赋值 a=5 后再赋值 a=10,这里实际是新生成一个 int 值对象 10,再让 a 指向它,而 5 被丢弃,不是改变a的值,相当于新生成了a。
可变类型:变量赋值 la=[1,2,3,4] 后再赋值 la[2]=5 则是将 list la 的第三个元素值更改,本身la没有动,只是其内部的一部分值被修改了。
python 函数的参数传递:

  • 不可变类型:类似 c++ 的值传递,如 整数、字符串、元组。如fun(a),传递的只是a的值,没有影响a对象本身。比如在 fun(a)内部修改 a 的值,只是修改另一个复制的对象,不会影响 a 本身。
  • 可变类型:类似 c++ 的引用传递,如 列表,字典。如 fun(la),则是将 la 真正的传过去,修改后fun外部的la也会受影响

python 中一切都是对象,严格意义我们不能说值传递还是引用传递,我们应该说传不可变对象和传可变对象。

python 传不可变对象实例

#!/usr/bin/python3

def ChangeInt( a ):
    a = 10

b = 2
ChangeInt(b)
print( b ) # 结果是 2

实例中有 int 对象 2,指向它的变量是 b,在传递给 ChangeInt 函数时,按传值的方式复制了变量 b,a 和 b 都指向了同一个 Int 对象,在 a=10 时,则新生成一个 int 值对象 10,并让 a 指向它。

传可变对象实例
可变对象在函数里修改了参数,那么在调用这个函数的函数里,原始的参数也被改变了。例如:

#!/usr/bin/python3

# 可写函数说明
def changeme( mylist ):
   "修改传入的列表"
   mylist.append([1,2,3,4]);
   print ("函数内取值: ", mylist)
   return

# 调用changeme函数
mylist = [10,20,30];
changeme( mylist );
print ("函数外取值: ", mylist)

传入函数的和在末尾添加新内容的对象用的是同一个引用。故输出结果如下:

函数内取值:  [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]
函数外取值:  [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]

参数
以下是调用函数时可使用的正式参数类型:

  • 必需参数
  • 关键字参数
  • 默认参数
  • 不定长参数

必需参数
必需参数须以正确的顺序传入函数。调用时的数量必须和声明时的一样。
调用printme()函数,你必须传入一个参数,不然会出现语法错误:

#!/usr/bin/python3

#可写函数说明
def printme( str ):
   "打印任何传入的字符串"
   print (str);
   return;

#调用printme函数
printme();

以上实例输出结果:

Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 10, in <module>
    printme();
TypeError: printme() missing 1 required positional argument: 'str'

关键字参数

关键字参数和函数调用关系紧密,函数调用使用关键字参数来确定传入的参数值。
使用关键字参数允许函数调用时参数的顺序与声明时不一致,因为 Python 解释器能够用参数名匹配参数值。
以下实例在函数 printme() 调用时使用参数名:

#!/usr/bin/python3

#可写函数说明
def printme( str ):
   "打印任何传入的字符串"
   print (str);
   return;

#调用printme函数
printme( str = "QQ9603374730");

以上实例输出结果:

QQ9603374730

以下实例中演示了函数参数的使用不需要使用指定顺序:

#!/usr/bin/python3

#可写函数说明
def printinfo( name, age ):
   "打印任何传入的字符串"
   print ("名字: ", name);
   print ("年龄: ", age);
   return;

#调用printinfo函数
printinfo( age=50, name="QQ603374730" );

以上实例输出结果:

名字:  QQ603374730
年龄:  50

默认参数
调用函数时,如果没有传递参数,则会使用默认参数。以下实例中如果没有传入 age 参数,则使用默认值:

#!/usr/bin/python3

#可写函数说明
def printinfo( name, age = 35 ):
   "打印任何传入的字符串"
   print ("名字: ", name);
   print ("年龄: ", age);
   return;

#调用printinfo函数
printinfo( age=50, name="QQ603374730" );
print ("------------------------")
printinfo( name="QQ603374730" );

以上实例输出结果:

名字:  QQ603374730
年龄:  50
------------------------
名字:  QQ603374730
年龄:  35

本文由金沙官网线上发布于编程,转载请注明出处:10-Python3从入门到实战—基础之函数

您可能还会对下面的文章感兴趣: