python 之 函数

什么是函数

引言

现在有这么个情况：假设我们python中的len方法不可以使用了，而恰好你又要计算一个字符串的长度你该怎么办呢？有人说：‘简单，可以使用for循环嘛

s1 = "hello world"
length =
for i in s1:
    length = length+

print(length)

使用for循环计算

OK，完事儿了，非常完美。但是如果又要计算另外一个字符串的长度：‘welcome to python’,

于是你再次使用循环，代码就变成了这样：

s1 = "hello world"
length =
for i in s1:
    length = length+

print(length)

s2 = "welcome to python"
length =
for i in s2:
    length = length+

print(length)

使用for循环实现

这样确实可以实现len方法的效果，但是总感觉不是那么完美？为什么呢？

首先，之前只要我们执行len方法就可以直接拿到一个字符串的长度了，现在为了实现相同的功能我们把相同的代码写了好多遍 —— 代码冗余

其次，之前我们只写两句话读起来也很简单，一看就知道这两句代码是在计算长度，但是刚刚的代码却不那么容易读懂 —— 可读性差

所以，我们就想能不能用一段代码，来实现相同的功能，比如，咱们也写一个len（）叫做my_len()可以代替len()的方法，既解决了代码冗余，有让其可读性好，用什么方法呢？ 这就引出了咱们今天讲的----函数；那么函数究竟是什么呢？

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。

函数是具有某一特定功能的代码集合体，当需要实现这一特定功能的时候直接拿来用即可

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()，len()等。但你也可以自己创建函数，这被叫做用户自定义函数。

为什么会有函数的出现　(函数的出现解决了以下的几个问题)

 代码可读性差(保持一致性)

2 遇到重复的功能只能重复编写实现代码(代码冗余)

3 功能需要扩展时，需要找出所有实现该功能的地方修改之，无法统一管理且维护难度极大(容易维护)

函数的种类

内置函数

#、内置函数
为了方便我们的开发，针对一些简单的功能，python解释器已经为我们定义好了的函数即内置函数。对于内置函数，我们可以拿来就用而无需事先定义，如len(),sum(),max()
ps：我们将会在最后详细介绍常用的内置函数。

自定义函数

#、自定义函数
很明显内置函数所能提供的功能是有限的，这就需要我们自己根据需求，事先定制好我们自己的函数来实现某种功能，以后，在遇到应用场景时，调用自定义的函数即可。

函数的定义与调用

#函数定义
def mylen():
    """计算s1的长度"""
    s1 = "hello world"
    length = 0
    for i in s1:
        length = length+1
    print(length)

#函数调用
mylen()

上面就是咱们写了一个函数，并且成功的调用了它。

定义：def 关键词开头，空格之后接函数名称和圆括号()，最后还有一个":"。

　　　def 是固定的，不能变，他就是定义函数的关键字。

　　　空格 为了将def关键字和函数名分开，必须空(四声)，当然你可以空2格、3格或者你想空多少都行，但正常人还是空1格。

　　　函数名：函数名只能包含字符串、下划线和数字且不能以数字开头。虽然函数名可以随便起，但我们给函数起名字还是要尽量简短，并能表达函数功能

　　　括号：是必须加的，先别问为啥要有括号，总之加上括号就对了！

注释：每一个函数都应该对功能和参数进行相应的说明，应该写在函数下面第一行。以增强代码的可读性。

调用：就是 函数名() 要记得加上括号。

函数使用的原则

要想使用函数必须遵循先定义后使用的原则

函数即“变量”，“变量”必须先定义后引用。未定义而直接引用函数，就相当于在引用一个不存在的变量名
#测试一
def foo():
    print('from foo')
    bar()
foo() #报错

#测试二
def bar():
    print('from bar')
def foo():
    print('from foo')
    bar()
foo() #正常

#测试三
def foo():
    print('from foo')
    bar()

def bar():
    print('from bar')
foo() #会报错吗?

#结论:函数的使用,必须遵循原则:先定义,后调用
#我们在使用函数时,一定要明确地区分定义阶段和调用阶段

#定义阶段
def foo():
    print('from foo')
    bar()
def bar():
    print('from bar')
#调用阶段
foo()

测试示例

 函数在定义阶段都干了哪些事？

#只检测语法，不执行代码
也就说，语法错误在函数定义阶段就会检测出来，而代码的逻辑错误只有在执行时才会知道

定义函数的三种形式

#、无参：应用场景仅仅只是执行一些操作，比如与用户交互，打印
#、有参：需要根据外部传进来的参数，才能执行相应的逻辑，比如统计长度，求最大值最小值
#、空函数：设计代码结构

#定义阶段
def tell_tag(tag,n): #有参数
    print(tag*n)

def tell_msg(): #无参数
    print('hello world')

#调用阶段
tell_tag('*',)
tell_msg()
tell_tag('*',)

'''
************
hello world
************
'''

#结论：
#、定义时无参，意味着调用时也无需传入参数
#、定义时有参，意味着调用时则必须传入参数

无参 有参

def auth(user,password):
    '''
    auth function
    :param user: 用户名
    :param password: 密码
    :return: 认证结果
    '''
    pass                                                          

def get(filename):
    '''
    :param filename:
    :return:
    '''
    pass                                                          

def put(filename):
    '''
    :param filename:
    :return:
    '''
def ls(dirname):
    '''
    :param dirname:
    :return:
    '''
    pass                                                          

#程序的体系结构立见  

空函数

函数的注释

作用：函数的功能和参数的说明

def func(x,y):
    '''
    这是一个计算俩个数的和的函数
    :param x:参数1： 随机输入的一个数字
    :param y: 参数2：随机输入的一个数字
    :return: 返回值接收函数最终的返回结果
    '''
    return x+y  返回x和y的和

res = func(,)
print(res)

注释详解

 1.定义：def 关键词开头，空格之后接函数名称和圆括号()。
 2.参数：圆括号用来接收参数。若传入多个参数，参数之间用逗号分割。
　　　　参数可以定义多个，也可以不定义。
　　　　参数有很多种，如果涉及到多种参数的定义，应始终遵循位置参数、
　　　　*args、默认参数、**kwargs顺序定义。
　　　　如上述定义过程中某参数类型缺省，其他参数依旧遵循上述排序
3.注释：函数的第一行语句应该添加注释。
4.函数体：函数内容以冒号起始，并且缩进。
5.返回值：return [表达式] 结束函数。不带表达式的return相当于返回 None

def 函数名(参数1,参数2,*args,默认参数,**kwargs):
        """注释：函数功能和参数说明"""
        函数体
        ……
        return 返回值

详解

函数名的命名规则：

、函数名必须由字母下划线数字组成，不能是关键字和数字开头

、函数名还是要有一定的意义能够简单说明函数的功能

函数调用及返回值：　　

调用函数的规则:必须遵循先定义后调用的原则
 .函数名()
    函数名后面+圆括号就是函数的调用。
.参数：
    圆括号用来接收参数。
    若传入多个参数：
        应按先位置传值，再按关键字传值
        具体的传入顺序应按照函数定义的参数情况而定
.返回值
    如果函数有返回值，还应该定义“变量”接收返回值
    如果返回值有多个，也可以用多个变量来接收，变量数应和返回值数目一致

无返回值的情况：
函数名()

有返回值的情况：
变量 = 函数名()

多个变量接收多返回值：
变量1，变量2，... = 函数名()

咱们用len()方法时，得到的结果会赋值给一个变量，然后得到结果：

str_len = len('hello,world')
print(str_len)

但是咱们写的这个函数，并不会得到这样的结果，如何让他和len函数一样，有返回值呢？

那就是在函数的最后加上一个return，return 后面写你需要的返回值就可以了。

#函数定义
def mylen():
    """计算s1的长度"""
    s1 = "hello world"
    length =
    for i in s1:
        length = length+
    return length

#函数调用
str_len = mylen()
print('str_len : %s'%str_len)

return返回值

return关键字的作用

　　return 是一个关键字，这个词翻译过来就是“返回”，所以我们管写在return后面的值叫“返回值”。

要研究返回值，我们还要知道返回值有几种情况：分别是没有返回值、返回一个值、返回多个值

没有返回值

　　不写return的情况下，会默认返回一个None：我们写的第一个函数，就没有写return，这就是没有返回值的一种情况。　

#函数定义
def mylen():
    """计算s1的长度"""
    s1 = "hello world"
    length =
    for i in s1:
        length = length+
    print(length)

#函数调用
str_len = mylen()
#因为没有返回值，此时的str_len为None
print('str_len : %s'%str_len)

没有return

只写return，后面不写其他内容，也会返回None，有的同学会奇怪，既然没有要返回的值，完全可以不写return，为什么还要写个return呢？这里我们要说一下return的其他用法，就是一旦遇到return，结束整个函数。

def ret_demo():
    print()
    return
    print()

ret = ret_demo()
print(ret)

有且只有return

return None:和上面情况一样，我们一般不这么写。

返回一个值

刚刚我们已经写过一个返回一个值的情况，只需在return后面写上要返回的内容即可。

#函数定义
def mylen():
    """计算s1的长度"""
    s1 = "hello world"
    length =
    for i in s1:
        length = length+
    return length

#函数调用
str_len = mylen()
print('str_len : %s'%str_len)

返回一个值

返回的多个值会被组织成元组被返回，也可以用多个值来接收

def ret_demo2():
    return ,['a','b'],,

#返回多个值，用一个变量接收
ret2 = ret_demo2()
print(ret2)

#返回多个值，用多个变量接收
a,b,c,d = ret_demo2()
print(a,b,c,d)

#用多个值接收返回值：返回几个值，就用几个变量接收
a,b,c,d = ret_demo2()
print(a,b,c,d)

多个返回值的接收

返回多个值

return关键字的作用总结：

#   接收返回值
#   一个函数执行结束的标志
# 在函数中return只可以执行一次执行完毕后函数执行也随之结束
#如果函数中有多个return只会执行第一个return其他都不执行

返回值情况总结：　

.函数中没有return 或者有return 但是后面没有返回值的     返回None

.return后面直接加上要返回的变量名       返回一个值

.首先返回多个值指的是返回值的个数可以是多个，终是以元组的形式返回的        返回多个值

函数的参数：（实参与形参）

现在，我们已经把函数返回值相关的事情研究清楚了，我们自己已经完成了一个可以返回字符串长度的函数。但是现在这个函数还是不完美，之前我们使用len函数的时候得是length = len("hello world")，这样我可以想计算谁就计算谁的长度。但是现在我们写的这个函数，只能计算一个“hello world”的长度，换一个字符串好像就是不行了。这可怎么办？

函数定义
def mylen(s1):
    """计算s1的长度"""
    length =
    for i in s1:
        length = length+
    return length

#函数调用
str_len = mylen("hello world")
print('str_len : %s'%str_len)

带参数的函数

我们告诉mylen函数要计算的字符串是谁，这个过程就叫做 传递参数，简称传参，我们调用函数时传递的这个“hello world”和定义函数时的s1就是参数。

形参与实参

参数还有分别：

我们调用函数时传递的这个“hello world”被称为实际参数，因为这个是实际的要交给函数的内容，简称实参。

定义函数时的s1，只是一个变量的名字，被称为形式参数，因为在定义函数的时候它只是一个形式，表示这里有一个参数，简称形参。

下面咱们按照实参形参两个角度去研究函数的参数：

站在实参的角度传参

　　1、按照位置传值，且有几个参数传几个值　

def mymax(x,y):

    #此时x=10,y=20
    the_max = x if x > y else y
    return the_max

ma = mymax(10,20)
print(ma)

　　2、按照关键字传值　

 def mymax(x,y):

    #此时x = 20,y = 10
    print(x,y)
    the_max = x if x > y else y
    return the_max

ma = mymax(y = 10,x = 20)
print(ma)

 

　　3、位置、关键字形式混着用　　

 def mymax(x,y):

    #此时x = 10,y = 20
    print(x,y)
    the_max = x if x > y else y
    return the_max

ma = mymax(10,y = 20)
print(ma)

　　正确用法

　　问题一：位置参数必须在关键子参数的前面

　　问题二：对于一个形参只能赋值一次

站在形参的角度

　　1.位置参数必须传值　

 def mymax(x,y):

    #此时x = 10,y = 20
    print(x,y)
    the_max = x if x > y else y
    return the_max

#调用mymax不传递参数
ma = mymax()
print(ma)

#结果
TypeError: mymax() missing 2 required positional arguments: 'x' and 'y'

　　默认参数

1. 为什么要有默认参数：将变化较小的值设置成默认参数

　　2、默认参数的定义　　

  def stu_info(name,sex = "male"):

    """打印学生信息函数，由于班中大部分学生都是男生，
        所以设置默认参数sex的默认值为'male'
    """
    print(name,sex)
stu_info('alex')
stu_info('eva','female')

　　3、默认参数陷阱：默认参数（在本例中即l=[]）是一个可变数据类型才会存在这种陷阱  如果参数是不可变的就不会有

def defult_param(a,l = []):
    l.append(a)
    print(l)

defult_param('alex')
defult_param('egon')

　动态参数　　　

 按位置传值多余的参数都由args统一接受，保存成一个元祖的形式

def mysum(*args):

    the_sum = 0
    for i in args:
        the_sum+=i
    return the_sum

the_sum = mysum(1,2,3,4)
print(the_sum)

按关键字传值多余的参数都由kwargs统一接受，保存成一个字典的形式
def stu_info(**kwargs):
    print(kwargs)
    print(kwargs['name'],kwargs['sex'])

stu_info(name = 'alex',sex = 'male')

参数总结：

各种参数的位置顺序：  *args>默认参数>**kwargs

默认参数只能出现在形参当中

*args      接受多个位置参数  以元组的形式返回

**kwargs  接受多个关键字参数   以字典的形式返回