python函数和lambda表达式学习笔记

1. python函数

不同于其他语言，python支持函数返回多个值

为函数提供说明文档：help(函数名)或者函数名.doc

def str_max(str1, str2):
    '''
    比较两个字符串的大小
    '''
    str = str1 if str1 > str2 else str2
    return str
help(str_max)
print(str_max.__doc__)

Help on built-in function len in module builtins:
len(obj, /)
    Return the number of items in a container.
out[2]:'Return the number of items in a container.'

2. python函数值传递和引用（地址）传递

值传递：适用于实参类型为不可变类型（字符串、数字、元组）；
引用传递：适用于实参类型不可变类型（列表、字典）；
值传递和引用传递的区别：函数参数进行值传递后，若形参的值发生改变，不会影响实参的值；而函数参数进行引用传递后，改变形参的值，实参的值一会一同改变。

def demo(obj)
    obj += obj
    print("形参值为："，obj)
print("---值传递---")
a = "孙悟空"
print("a的值为："，a)
demo(a)
print("实参值为："，a)
print("---引用传递---")
a = [1, 2, 3]
print("a的值为："，a)
demo(a)
print("实参值为："，a)

运行结果为：
-------值传递-----
a的值为： 孙悟空
形参值为： 孙悟空孙悟空
实参值为： 孙悟空
-----引用传递-----
a的值为： [1, 2, 3]
形参值为： [1, 2, 3, 1, 2, 3]
实参值为： [1, 2, 3, 1, 2, 3]

3. python函数参数传递机制

值传递

所谓值传递，实际上就是将实际参数值的副本（复制品）传入函数，而参数本身不会受到任何影响。
引用传递

如果实参的数据类型是可变对象（列表、字典），则函数参数的传递方式将采用引用传递方式。引用传递的底层实现，采用的依然是值传递的方式。

4. python函数关键字参数

def dis_str(str1, str2):
    print("str1:", str1)
    print("str2:", str2)
#位置参数
dis_str("python", "c++")
#关键字参数
dis_str(str2 = "c++", str1 = "python")
#混合参数
dis_str("c++", str2 = "python")
#混合传参，关键字参数必须位于所有的位置参数之后

5. python函数默认参数

注意：指定有默认值的形式参数必须在所有没默认参数的最后。

def dis_str(str1, str2 = "python"):
    print("str1:", str1)
    print("str2:", str2)
dis_str("c++")
dis_str("c++", "python")

python中可以使用"函数名.defaults"查看函数的默认值参数的当前值，其返回值是一个元组。

print(dis_str.__defaults__)
#执行结果为
('python',)

6. python可变参数*args和**kwargs

*args和**kwargs主要用于函数定义。你可以将不定数量的参数传递给一个函数。

1.*args用来传递一个非键值对的可变数量的参数列表给一个函数

def test(f_arg, *args):
    print("first normal arg:", f_arg)
    for arg in args:
        print("another arg through *args:", arg)
test("python", "c++", "java", "c")
#执行结果为
first normal arg: python
another arg through *args: c++
another arg through *args: java
another arg through *args: c

2.**kwargs允许将不定长度的键值对，作为参数传递给一个函数。如果想在一个函数里处理带名字的参数，应该使用**kwargs

def names(**kwargs)：
    for key, value in kwargs.items():
        print("{0} == {1}".format(key, value))
names(name = "xiaobai")
#执行结果为
name == xiaobai

7. python逆向参数收集

所谓逆向参数收集，指的是在程序已有列表、元组、字典等对象的前提下，把它们的元素"拆开"后传给函数的形参。

逆向参数收集需要在传入的列表、元组参数之前添加一个星号，在字典参数之前添加两个星号。

def test(name, message):
    print("用户是：", name)
    print("欢迎信息：", message)
my_list = ["小白", "欢迎来到上海"]
test(*my_list)
#执行结果为
用户是： 小白
欢迎信息： 欢迎来到上海

实际上，即使是可变参数，如果程序需要将一个元组传给该函数，那么同样需要使用逆向收集。

def test(name, *nums):
    print("name参数：", name)
    print("nums参数：", nums)
my_tuple = (1, 2, 3)
test("小白", *my_tuple)
test(*my_tuple)
#执行结果为
name参数： 小白
nums参数： (1, 2, 3)
#执行结果为
name参数： 1
nums参数： (2, 3)

def test(book, price, des):
    print(book, "价格是：", price)
    print("描述信息：", des)
my_dict = {'price':159, 'book':'西游记', 'des':'师徒四人西天取经'}
test(**my_dict)
#执行结果为
西游记 价格是： 159
描述信息： 师徒四人西天取经

8. python partial偏函数

偏函数是对原始函数的二次封装，是将现有函数的部分参数设置默认值，从而得到一个新的函数，相比原函数，偏函数具有较少的可变参数，从而降低了函数调用的难度。

from functools import partial
def display(name, age):
    print("name:", name, "age:", age)
#定义偏函数
xiaobai = partial(display, name = 'xiaobai')
#由于name已经有默认值，因此调用偏函数时，可以不指定
xiaobai(age = 10000)
#执行结果为
name: xiaobai age: 10000

偏函数通过将任意数量的参数，转化为另一个带有剩余参数的函数对象，从而实现了截取函数功能的效果。

9. python局部变量和全局变量

1.定义全局变量的两种方式

name = "xiaobai"
def print_name(name):
    global age
    age = 10
    print("函数体内访问：", name, age)
print_name(name)
print("函数体外访问：", name, age)
#执行结果为
函数体内访问： xiaobai 10
函数体外访问： xiaobai 10
#注意：在使用global关键字修饰变量名时，不能直接给变量赋值，否则会引发语法错误。

2.获取指定作用域（scope)范围中的变量

# 1.globals()函数返回一个包含全局范围内所有变量的字典
#全局变量
name = "xiaobai"
age = 10
def test():
    #局部变量
    name1 = "xiaohei"
    age1 = 20
print(globals())
#执行结果为
{..., 'name':'xiaobai', 'age':10, ...}
# 2.locals()函数得到一个包含当前作用域内所有变量的字典。即在函数内部调用locals()得到包含所有局部变量的字典，在全局范围内调用locals()函数和globals()函数相同。
# 3.vars()函数返回一个指定object对象范围内所有变量组成的字典，如果不传入object对象，vars()和locals()的作用完全相同。

10. python函数的高级用法（赋值、作为其他函数的参数、作为其他函数的返回值）

1.将函数赋值给其他变量，这样，程序中可以使用其他变量来调用该函数。

def my_fun():
    print("正在执行my_fun函数")
#将函数赋值给其他变量
other = my_fun
#间接调用my_fun()函数
other()
#执行结果
正在执行my_fun函数

2.将函数以参数的形式传入其他函数中。

def add(a, b):
    return a + b
def my_fun(a, b, dis):
    return dis(a, b)
print(my_fun(3, 4, add))
#执行结果
7

3.将函数作为其他函数的返回值。

def my_fun():
    #局部函数
    def infun():
        print("调用局部函数")
    #调用局部函数
    return infun
other_fun = my_fun()
#调用局部的infun()函数
other_fun()
#执行结果
调用局部函数

11. python闭包（闭包函数或闭合函数）

闭包函数和嵌套函数类似，不同之处在于，闭包中外部函数返回的不是一个具体的值，而是一个函数。一般情况下，返回的函数会赋值给一个变量，这个变量可以在后面被继续执行调用。

#闭包函数，其中exponent称为自由变量
def nth_power(exponent):
    def exponent_of(base):
        return base ** exponent
    return exponent_of #返回值是exponent_of函数
square = nth_power(2)
cube = nth_power(3)
print(square(2))
print(cube(2))

闭包函数比普通函数多了一个__closure__属性，该属性记录着自由变量的地址。当闭包被调用时，系统就会根据该地址找到对应的自由变量，完成整体的函数调用。

def nth_power(exponent):
    def exponent_of(base):
        return base ** exponent
    return exponent_of
square = nth_power(2)
print(square.__closure__)
#执行结果
(<cell at 0x0000019F2EA25828: int object at 0x00007FFCDBFAEF20>,)

可以看到，显示的内容是一个int整数类型，这就是square中自由变量exponent的初始值。还可以看到，__closure__属性的类型是一个元组，这表明闭包可以支持多个自由变量的形式。

12. python lambda表达式（匿名函数）

res = lambda x, y : x + y

1.对于单行函数，使用lambda表达式可以省去定义函数的过程，让代码更加简洁

2.对于不需要多次使用的函数，使用lambda表达式可以在用完之后立即释放，提高程序执行的性能

13. python eval()和exec()函数

这两个函数都可以执行一个字符串形式的python代码，相当于一个python的解释器。二者不同之处在于，eval()执行完要返回结果，而exec()执行完不返回结果。

dic={} #定义一个字
dic['b'] = 3 #在 dic 中加一条元素，key 为 b
print (dic.keys()) #先将 dic 的 key 打印出来，有一个元素 b
exec("a = 4", dic) #在 exec 执行的语句后面跟一个作用域 dic
print(dic.keys()) #exec 后，dic 的 key 多了一个
#执行结果
dict_keys(['b'])
dict_keys(['b', '__builtins__', 'a'])

13. python函数式编程（map(), filter(), reduce()）

1.map()函数

map()函数对可迭代对象中的每个元素，都调用指定的函数，并返回一个map对象。

注意：该函数返回的是一个map对象，不能直接输出，可以通过for循环或者list()函数来显式。

nums = [1, 2, 3, 4]
res = map(lambda x : x ** 3, nums)
print(res)
print(list(res))
#执行结果
<map object at 0x0000013B6A2A24A8>
[1, 8, 27, 64]

2.filter()函数

filter()函数对每个可迭代对象，都使用function函数判断，并返回True或者False，最后将返回True的元素组成一个新的可遍历的集合。

nums = [1, 2, 3, 4]
res = filter(lambda x : x % 2 == 0, nums)
print(res)
print(list(res))
#执行结果
<filter object at 0x0000013B6A2A24E0>
[2, 4]

3.reduce()函数

reduce()函数用来对一个集合做累积操作。

注意：reduce()函数已经被移除，放入了functools模块。

import functools
nums = [1, 2, 3, 4, 5]
res = functools.reduce(lambda x, y : x * y, res)
print(res)
#执行结果
24

14. 提高代码可读性和颜值的几点建议

不写重复性代码
刻意减少代码的迭代层数，尽可能让python代码扁平化
函数的粒度应该尽可能细，不要让一个函数做太多的事情