Python3入门(七)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

一、定义一个函数

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
    格式如下:
def 函数名(参数列表):
    函数体

实例:

def hello():
    print("hello def")
hello()
def hello2(val):
    print(val)
hello2("你好")

输出:

hello def
你好

二、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

def test(n):
    print(n)
    return
test(1)

输出:

1

三、参数传递

类型属于对象,变量是没有类型的

a = [1,2,3]
b = "python"

以上代码中,[1,2,3] 是 List 类型,”python” 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),可以是指向 List 类型对象,也可以是指向 String 类型对象

四、可更改与不可更改对象

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

  • 传不可变类型参数
def test(n):
    n = 10 
a = 2
test(a)
print(a)

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

  • 传可变类型
def test(myList):
    myList.append([3, 4])
    return
a = [1, 2]
test(a)
print(a)

输出:[1, 2, [3, 4]]
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

五、参数

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

1、必须参数

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 hello2(val):
    print(val)
# 调用方法,不加参数会报错
hello2("你好")

2、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

def hello2(val):
    print(val)
hello2(val="你好")

3、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 hello2(val="hello"):
    print(val)
# 没有传参数的话,会给val赋值hello
hello2()

4、不定长参数

可能需要一个函数能处理比当初声明时更多的参数。这些参数叫做不定长参数,和上述 2 种参数不同,声明时不会命名

  • 加了星号 * 的参数会以元组(tuple)的形式导入,存放所有未命名的变量参数,函数调用时没有指定参数,它就是一个空元组。我们也可以不向函数传递未命名的变量
def hello2(val, *vals):
    print(val)
    print(vals)
hello2(1, 2, 3, 4)

输出:

1
(2, 3, 4)
  • 参数有两个*号的,会以字典形式输出
def hello2(val, **vals):
    print(val)
    print(vals)
hello2(1, a=2, b=3)

输出:

1
{'a': 2, 'b': 3}

六、匿名函数

python 使用 lambda 来创建匿名函数。所谓匿名,意即不再使用 def 语句这样标准的形式定义一个函数

  • lambda 只是一个表达式,函数体比 def 简单很多
  • 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
  • 虽然lambda函数看起来只能写一行,却不等同于C或C++的内联函数,后者的目的是调用小函数时不占用栈内存从而增加运行效率

1、语法

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

n = lambda param1, param2: param1 + param2
print(n(1, 2))

输出:3

七、return语句

return [表达式] 语句用于退出函数,选择性地向调用方返回一个表达式。不带参数值的return语句返回None。之前的例子都没有示范如何返回数值

def hello2(val1, val2):
    return val1+val2
print(hello2(1, 2))

输出:3

八、变量作用域

程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的,访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的。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):内置作用域(内置函数所在的模块范围)

以 L –> E –> G –>B 的规则查找,即:在局部找不到,便会去局部外的局部找(例如闭包),再找不到就会去全局找,再者去内置中找

a = 0  # 全局作用域
def test():
   b = 1  # 闭包函数外的函数中
    def inner():
       c = 2  # 局部作用域

内置作用域是通过一个名为 builtin 的标准模块来实现的,但是这个变量名自身并没有放入内置作用域内,所以必须导入这个文件才能够使用
在Python3.0中,可以使用以下的代码来查看到底预定义了哪些变量:

import builtins
dir(builtins)

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,也就是说这些语句内定义的变量,外部也可以访问

if 1 == 1:
    e = "对了"
# 输出:对了    
print(e)

如果定义在函数中就会报错了,因为他是个局部变量,外部不能访问

1、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

a = 20
def test2(arg1, arg2):
    return arg1 + arg2
print(test2(5, 10))
print(a)

输出:

15
20

2、global 和 nonlocal关键字

当内部作用域想修改外部作用域的变量时,就要用到global和nonlocal关键字

def func():
    # 使用 global 关键字声明``x``为全局变量
    global x
    print(x)
    x = 20
    print(x)
func()
print(x)

输出;

10
20
20

如果要修改嵌套作用域(enclosing 作用域,外层非全局作用域)中的变量则需要 nonlocal 关键字

def func1():
    n = 10
    def func2():
        nonlocal n
        n = 100
        print(n)
    func2()
    print(n)
func1()

输出:

100
100

好了本章到此就结束了,如果发现有误,可以在下方评论留言哦,也希望你们可以关注我哦

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