04 python之函数详解

一、函数初识

函数的产生：函数就是封装一个功能的代码片段。

li = ['spring', 'summer', 'autumn', 'winter']
def function():
    count = 0
    for j in li:
        count += 1
    print(count)
function()　　　　　　　　# 4

• def 关键字,定义一个函数
• function 函数名的书写规则与变量一样。
• 括号是用来传参的。
• 函数体,就是函数里面的逻辑代码

代码从上至下执行，执行到def function() 时, 将function这个变量名加载到临时内存中，但它不执行。

函数的执行：函数名 + ()

使用__name__方法获取函数名 ，使用__doc___方法获取函数的解释  

def func1():
    """
    此函数是完成登陆的功能，参数分别是...作用。
    return: 返回值是登陆成功与否（True，False）
    """
    print(666)

func1()
print(func1.__name__)         #获取函数名
print(func1.__doc__)         #获取函数名注释说明 

执行输出：
666
func1
此函数是完成登陆的功能，参数分别是...作用。
return: 返回值是登陆成功与否（True，False）

这个有什么用呢？比如日志功能，需要打印出谁在什么时间，调用了什么函数，函数是干啥的，花费了多次时间，这个时候，就需要获取函数的有用信息了

1. 函数返回值

写函数，不要在函数中写print(),  函数是以功能为导向的，除非测试的时候，才可以写print()

• 在函数中，遇到return结束函数

def fun():
    print(111)
    return
    print(444)
fun() 

执行输出：111

• 将值返回给函数的调用者

def fun():
    a = 134
    return a
print(fun()) 

执行输出：123

1）无 return

def fun():
    pass
print(fun()) 

执行输出：None

2）return 1个值。该值是什么，就直接返回给函数的调用者，函数名()

def fun():
    return [1,2,3]
print(fun()) 

执行输出：[1, 2, 3]

3）return 多个值 将多个值放到一个元组里，返回给函数的调用者。

def fun():
    return 1,2,[33,44],'abc'
print(fun()) 

执行输出：
(1, 2, [33, 44], 'abc')

2. 函数的传参

（1）实参：在函数执行者里面的参数叫实参

①位置参数：按顺序，一一对应

def func(a,b,c):
    print(a)
    print(b)
    print(c)

func('fdsafdas',3,4) 

执行输出：
fdsafdas
3
4

如果少一个参数呢?

def func(a,b,c):
    print(a)
    print(b)
    print(c)

func(3,4) 

执行报错：TypeError: func() missing 1 required positional argument: 'c'

必须是一一对应的。

def compare(x,y):
    ret = x if x > y else y   #三元运算，针对简单的if else才能使用
    return ret

print(compare(123,122334))        #

②关键字参数：可以不按顺序，但是必须一一对应

def compare(x,y):
    ret = x if x > y else y
    return ret
print(compare(y=13,x=1))

执行结果：13

③混合参数：关键字参数一定要在位置参数后面

def func1(a,b,c,d,e):
    print(a)
    print(b)
    print(c)
    print(d)
    print(e)

func1(1,4,d=2,c=3,e=5) 

执行输出：
1
4
3
2
5

（2） 形参：

①位置参数：按顺序和实参一一对应，位置参数必须传值

def func(a,b,c):
    print(a)
    print(b)
print(c)

func('fdsafdas',3,4) 

执行输出：
fdsafdas
3
4

②默认参数：传参则覆盖，不传则默认，默认参数永远在位置参数后面

例1.

def func(a,b=666):
    print(a,b)
func(1,2) 

执行输出：1 2

例2.

def func(a,b=666):
    print(a,b)
func(1) 

执行输出：1 666

举一个场景：班主任录入员工信息表，有2个问题：第一，男生居多；第二，完成函数功能 *****

def  Infor(username,sex='男'):
    with open('name_list',encoding='utf-8',mode='a') as f1:
        f1.write('{}\t{}\n'.format(username,sex))

while True:
    username = input('请输入姓名(男生以1开头)：').strip()
    if '' in username:
        username = username[1:]        #去除1
        Infor(username)
    else:
        Infor(username,'女') 

③动态参数：当函数的形参数量不一定时，可以使用动态参数。用*args和**kwargs接收，args是元组类型，接收除键值对以外的参数（接收位置参数），kwargs是字典类型，接收键值对(关键字参数)，并保存在字典中。

def func(*args,**kwargs):
    print(args,type(args))
    print(kwargs,type(kwargs))

func(1,2,3,4,'alex',name = 'alex')

输出结果是：
(1, 2, 3, 4, 'alex') <class 'tuple'>
{'name': 'alex'} <class 'dict'>

“ * "的魔性作用

（1）在函数定义时：*位置参数和**关键字参数代表聚合

将所有实参的位置参数聚合到一个元组中，并将这个元组赋值给args。在关键参数前加“ ** ”代表将实参的关键字参数聚合到一个字典中，并将这个字典赋值给kwargs。

将2个列表的所有元素赋值给args

def func(*args):
    print(args)

l1 = [1,2,30]
l2 = [1,2,33,21,45,66]
func(*l1)
func(*l1,*l2) 

执行输出：
(1, 2, 30)
(1, 2, 30, 1, 2, 33, 21, 45, 66)

传两个字典给**kwargs

def func(**kwargs):
    print(kwargs)

dic1 = {'name':'jack','age':22}
dic2 = {'name1':'rose','age1':21}
func(**dic1,**dic2) 

执行输出：
{'name': 'jack', 'age': 22, 'name1': 'rose', 'age1': 21}

def func(*args,**kwargs):
    print(args)
    print(kwargs)

func(*[1,2,3], *[4,5,6], **{'name':'alex'}, **{'age':18})  　　#相当于func([1,2,3,4,5,6], {'name':'alex','age':18})

（2）在函数的调用执行时，打散

　　*可迭代对象，代表打散(list,tuple,str,dict(键))将元素一一添加到args。

　　 **字典，代表打散，将所有键值对放到一个kwargs字典里。

def func(*args,**kwargs):
    print(args,kwargs)

dic1 = {'name':'jack','age':22}
dic2 = {'name1':'rose','age1':21}

func(*[1,2,3,4],*'asdk',**dic1,**dic2) 

执行输出：(1, 2, 3, 4, 'a', 's', 'd', 'k') {'age1': 21, 'name': 'jack', 'age': 22, 'name1': 'rose'}

形参的顺序：位置参数 ----> *args ----->关键字参数-------->默认参数 ------->**kwargs

*args参数，可以不传，默认为空()，**kwargs 动态传参，他将所有的关键字参数(未定义的)放到一个字典中

def func(a,b,c,d,*args,e='男',**kwargs):
    print(a,b,c,d,args,e,kwargs)

func(1,2,3,4,5,6,7,v=3,m=7,h=9,e='女') 

执行输出：1 2 3 4 (5, 6, 7) 女 {'v': 3, 'h': 9, 'm': 7}

def func(a,b,c,**kwargs):
    print(kwargs)
func(1,2,r=4,b1=5,c1=6,c=7) 

执行输出：{'r': 4, 'c1': 6, 'b1': 5}

执行没有报错，是因为函数接收参数后，它会从左边到右找，最后找到了c，c=7参数，在a,b,c里面已经定义好了，所以在输出的字典中，并未出现。因为kwargs返回的是未定义的关键字参数。

如果函数含有多个未知参数，一般使用如下格式：

def func1(*args,**kwargs):
    pass
func1() 

二、命名空间和作用域

　　当执行函数的时候，他会在内存中开辟一个临时名称空间，存放函数体内的所有变量与值的关系，随着函数的执行完毕，临时空间自动关闭。

函数里面的变量，在函数外面能直接引用么？不能

def func1():
    m = 1
    print(m)

print(m)                          # NameError: name 'm' is not defined

上面为什么会报错呢？现在我们来分析一下python内部的原理是怎么样：

我们首先回忆一下Python代码运行的时候遇到函数是怎么做的，从Python解释器开始执行之后，就在内存中开辟里一个空间，每当遇到一个变量的时候，就把变量名和值之间对应的关系记录下来，但是当遇到函数定义的时候，解释器只是象征性的将函数名读入内存，表示知道这个函数存在了，至于函数内部的变量和逻辑，解释器根本不关心。等执行到函数调用的时候，Python解释器会再开辟一块内存来储存这个函数里面的内容，这个时候，才关注函数里面有哪些变量，而函数中的变量会储存在新开辟出来的内存中，函数中的变量只能在函数内部使用，并且会随着函数执行完毕，这块内存中的所有内容也会被清空。

1. 命名空间和作用域

命名空间：存放”名字与值关系的空间“

①全局命名空间：代码在运行时，创建的存储”变量名与值的关系“的内存空间

②局部命名空间：在函数调用时临时开辟出来的空间，会随着函数的执行完毕而被清空

③内置命名空间：存放了python解释器为我们提供的名字：input,print,str,list,tuple...它们都是我们熟悉 的，拿过来就可以用的方法。

作用域：就是作用范围

①全局作用域：全局命名空间、内置命名空间。在整个文件的任意位置都能被引用、全局有效

②局部作用域：局部命名空间，只能在局部范围内生效

加载顺序：

内置命名空间（程序运行前加载）----->   全局命名空间（程序运行中从上至下加载） -----> 局部命名空间（程序运行中：调用时才加载)

取值顺序：

　　在局部调用：局部命名空间->全局命名空间->内置命名空间

　　在全局调用：全局命名空间->内置命名空间

综上所述，在找寻变量时，从小范围，一层一层到大范围去找寻。取值顺序：就近原则

局部变量举例

name = 'summer'
def func1():
    name = 'spring'
    print(name)
func1()

执行输出：spring
取值是从内到外

name = 'summer'
def func1():
    print(name)
func1() 

执行输出：summer

代码从上至下依次执行， 调用函数：函数里面从上至下依次执行。

print(111)
def func1():
    print(333)
    func2()
    print(666)
def func2():
    print(444)
def func3():
    print(555)
    func2()

func1()
print(222) 

执行输出：
111
333
444
666
222

def f1():
    def f2():
        def f3():
            print("in f3")
        print("in f2")
        f3()
    print("in f1")
    f2()
f1() 

执行输出：
in f1
in f2
in f3

2. globals和locals方法

print(globals())  　　　　   #全局名称空间所有变量，字典
print(locals())  　　　　　　#局部名称空间所有变量，字典 （当前）

globals()和locals()一般很少用，在函数逻辑比较复杂的情况下，可能会用到。

li = ['spring', 'summer', 'autumn', 'winter']

def func():
    a = 1
    b = 2
    print('func', globals())
    print('func', locals())

    def func1():
        c = 3
        d = 4
        print('func1', globals())
        print('func1', locals())

    func1()

func()

输出结果

func {'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x011CC410>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__file__': 'C:/Users/Administrator/houseinfo/test.py', '__cached__': None, 'li': ['spring', 'summer', 'autumn', 'winter'], 'func': <function func at 0x03542E40>}
func {'b': 2, 'a': 1}
func1 {'__name__': '__main__', '__doc__': None, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x011CC410>, '__spec__': None, '__annotations__': {}, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__file__': 'C:/Users/Administrator/houseinfo/test.py', '__cached__': None, 'li': ['spring', 'summer', 'autumn', 'winter'], 'func': <function func at 0x03542E40>}
func1 {'d': 4, 'c': 3}

 （1）global：

①在局部命名空间声明全局变量

def func2():
    global name
    name = 'summer'

func2()
print(name)

执行结果：summer

②在局部命名空间对全局变量进行修改(限于字符串，数字)。

count = 1
def func1():
    global count
    count = count + 1
    print(count)
func1()
print(count)

执行结果：
2 
2

因为全局变量count被函数体的global count 覆盖了

（2）nonlocal

①子函数对父函数的变量进行修改，此变量不能是全局变量

a = 4
def func1():
    nonlocal a
    a = 5             #修改全局变量
    #print(name)
func1()
print(a) 

执行输出：SyntaxError: no binding for nonlocal 'a' found

②在局部作用域中，对父级作用域的变量进行引用和修改，并且引用的哪层，从那层及以下此变量全部发生改变。

例1

def func1():
    b = 6
    def func2():
        b = 666
        print(b)
    func2()
    print(b)                 #父级不受影响
func1() 

执行输出：
666
6

例2

def func1():
    b = 6
    def func2():
        nonlocal b          #表示可以影响父级，也就是func1()
        b = 666             #重新赋值
        print(b)
    func2()
　　 print(b)                 #这个时候，影响了b的值，输出666
func1() 

执行输出：
666
666

例3******

def aa():                     #不受ccl影响
    b = 42
    def bb():
        b = 10                 #影响子级函数，b都是10
        print(b)
        def cc():
            nonlocal b             #只能影响父级，也就是bb()
            b = b + 20             #b=10+20 也就是30
            print(b)
        cc()
        print(b)
    bb()
    print(b)
aa()

执行输出：
10
30
30
42

注意

a = 5
def func1():
    a += 1
    print(a)
func1() 

执行报错。这里函数对全局变量做了改变，是不允许操作的。函数内部可以引用全局变量，不能修改。如果要修改，必须要global一下

a = 5
def func1():
    global a
    a += 1
    print(a)

func1()     #输出6