Python函数（一）之杵臼之交

Python函数

函数的作用：对功能进行封装,减少重复代码，方便维护，流程清晰明了，易于理解。

函数的结构：
　　　　　　def 函数名():
     　　　　　　 函数体
   　　　　　　   return语句

函数的返回值：

• 可以用于终止函数的运行，也可以返回一个值给调用者。
• 如果函数不写返回值默认返回一个None。
• 函数return可以返回任意数据类型。
• 如果return多个值则返回的数据类型是元组。
• 如果return一个数据，返回值是原数据类型。.

return返回一个值,如下:

def fun():
    return 1       # return 数字1
ret = fun()
print(type(ret),ret)

打印内容如下:
<class 'int'> 1 

return返回多个值,如下：

def fun():
　　return 1,2,3,4   # return多个值
ret = fun()
print(type(ret),ret)

# 打印内容如下:
<class 'tuple'> (1, 2, 3, 4)

函数的参数：

形参：分为位置参数、默认参数、混合参数三种。

实参：分为位置参数、关键字参数、混合参数三种。

传参：指从实参到形参的传递过程。.

参数的顺序: 位置参数 > 默认参数(关键字参数)，在默认参数前边写位置参数。

位置传参。如下：

def max_num(num1,num2):   # 返回最大的数字
    if num1 > num2:
        return num1
    else:
        return num2
ret = max_num(10,20)
print(ret)

打印内容如下:
20

默认参数，就是如果我们不传参数，函数执行形参中的默认参数。如下：

def max_num(num1=0,num2=20):  # 默认参数
    if num1 > num2:
        return num1
    else:
        return num2
ret = max_num(num1=10)    # 我们只传递num1参数
print(f'最大数是：{ret}')
# 打印内容如下
最大数是：20

混合传参：

# 参数中有位置参数和默认参数的称为混合参数
# 注意：位置参数必须放在默认参数前
def max_num(num1,num2=20):  # 混合传参
    if num1 > num2:
        return num1
    else:
        return num2
ret = max_num(10)
print(f'最大数是：{ret}')
# 打印内容如下
最大数是：20

关于默认参数需要注意：

def fun(val, list_1=[]):  # 默认参数是可变的数据类型列表
    list_1.append(val)
    return list_1

list1 = fun(10)
list2 = fun('Hello World',[])  # 给默认参数传递一个空列表
list3 = fun('a')
list4 = fun('b')

print("list1 = %s" % list1)
print("list2 = %s" % list2)
print("list3 = %s" % list3)
print("list4 = %s" % list4)

# 打印内容如下
list1 = [10, 'a', 'b']
list2 = ['Hello World']
list3 = [10, 'a', 'b']
list4 = [10, 'a', 'b']

通过打印结果可以发现list1、list3、list4的结果是一样的。它们还有个共同点就是在传参的过程中没有填写默认参数，list2的默认参数因为传递了个空列表，所以结果和其它的不一样。

由此可以知道当默认参数是可变的数据类型时，如果不传递默认参数而是直接使用默认的参数时，虽然多次调用了函数，但是函数的默认参数都是引用同一块的内存地址(应该是为了节省内存)，当给默认参数传递一个新值时，函数便开辟了一个新的空间给默认参数使用，所以最终list2和其它的值不一样。

函数动态参数

动态参数分为两种：动态位置参数、动态默认参数。

动态位置参数：动态位置参数会接收所有位置参数，所以要想既使用位置参数又使用动态位置参数，一定要将位置参数放在动态位置参数前面。动态位置参数用return返回的是一个元组，动态位置参数约定俗成使用*args。

在定义形参如：def fun1(*args) 我们将*args定义形参的过程称作聚合，也就是将实参中的多个参数进行聚合。

函数传参如：fun1("Hello",123,"World")  我们将传递多个参数的过程称为打散。

下面是错误的示范：

def fun1(*args,buf):   # 动态位置参数在位置参数前,错误
    print(buf)
    print(args)
    return args
fun1("Hello",123,"World")

# 打印内容如下:
TypeError: fun1() missing 1 required keyword-only argument: 'buf' 

原因在于动态位置参数会接收所有的参数，导致后面的位置参数无法接收参数导致报错。
下面是正确的写法：

def fun1(buf,*args): #位置参数在动态位置参数前面
    print(buf)
    print(args)
    return args
ret = fun1("Hello",123,"World")
print(type(ret)) 

# 打印内容如下;
Hello
(123, 'World')
<class 'tuple'> # 动态位置参数的返回类型 

但是一般如果用动态位置参数，就很少用位置参数了，上面这种情况一般也只是在特殊情况下会用到。从上面的结果可以得出结论：位置参数必须在动态位置参数前。

动态默认参数：会接收所有默认参数，如果形参中有默认参数，默认参数必须放在动态默认参数前面，动态默认参数用return返回一个字典。动态默认参数约定俗成的使用**kwargs。

def fun1(s2="",**kwargs): # 默认参数必须放在动态默认参数前面
    print(s2)
    print(kwargs)
    return kwargs
ret = fun1(s="Hello",num=123,s2="World")
print(type(ret))

#打印内容如下:
World
{'s': 'Hello', 'num': 123}
<class 'dict'> #动态默认参数返回的是一个字典 

def fun(*args,**kwargs):  # 万能传参
    print(args,kwargs)
fun([1,2,3],(3,2,3),**{"电视剧":1,"电影":2}) # 字典需要打散传递给动态默认参数,如果不打散会被动态位置参数给接收了

# 打印内容太如下:
([1, 2, 3], (3, 2, 3)) {'电视剧': 1, '电影': 2}

关于def fun(*args,**kwargs)这是俗称的万能参数，可以接收任意数量的参数。我们将接收参数的过程称为聚合，而聚合的关键点在于*和**。*和**主要是将从实参传过来的多个参数进行聚合。*args将所有位置参数聚合成元组，而**kwargs将所有默认（关键字）参数聚合成字典。还有个需要注意的地方是在传参的过程如func(1,2,3,**{键：值})，在关键字参数字典中的键必须是字符串否则会报错。

总结：

形参的位置顺序：

位置参数 ==>动态位置参数==>默认参数==>动态默认参数

实参的位置顺序：

位置参数 ==>动态位置参数==>关键字参数==>动态关键字参数

名称空间

在python解释器开始执行之后，就会在内存中开辟一个空间，每当遇到一个变量的时候，就把变量名和值之间的关系记录下来，当遇到函数定义的时候，解释器只是把函数名读入内存，表示这个函数存在了，至于函数内部的变量和逻辑，解释器是不关心的。函数只是加载进来，只有当函数被调用和访问的时候，解释器才会根据函数内部声明的变量来进行开辟变量的内部空间，随着函数执行完毕，这些函数内部变量占用的空间也会随着函数执行完毕而被清空。 
命名空间分类：

• 内置命名空间：存放python解释器为我们提供的名字、list、tuple、str、int这些都是内置命名空间。
• 全局命名空间：我们直接在py文件中，函数外声明的变量都属于全局命名空间。
• 局部命名空间：在函数中声明的变量会放在局部命名空间。

加载顺序：

1. 内置命名空间
2. 全局命名空间
3. 局部命名空间(函数被执行的时候)

取值顺序：

1. 局部命名空间
2. 全局命名空间
3. 内置命名空间

作用域：作用域就是作用范围, 按照生效范围来看分为全局作用域和局部作用域。

全局作用域：包含内置命名空间和全局命名空间。在整个文件的任何位置都可以使用(遵循 从上到下逐步执行)。

局部作用域：在函数内部可以使用。

作用域命名空间：

1. 全局作用域：全局命名空间 + 内置命名空间。
2. 局部作用域：局部命名空间。

可以使用globals()函数来查看全局作用域中的内容：

num = 10
print(globals()) # 打印全局作用域的内容

# 打印部分内容如下:
'__cached__': None, 'num': 10}

使用locals()函数来查看局部变量：

def fun1():
num = 10
print(locals()) # 打印局部作用域中的内容
fun1()

# 打印内容如下:
{'num': 10} 

gloabal和nonlocal

gloabal：用于在局部空间内修改全局变量，如果全局变量不存在将创建一个全局变量。只有数字和字符串需要global，list，dic，set不需要global。

# 全局变量
num = 20
list_1 = [1,2,3]

def fun1():
    global num # 声明全局变量
    num = 10 # 修改全局变量,如果不用global声明在函数内部是不能修改全局变量的

    global new_num # new_num不存在将创建成全局变量
    new_num = 200 # 给全局变量赋值

    list_1.append(10)  # 可变数据类型不需要使用global

fun1() # 调用函数
print(f'num={num}')
print(f'new_num={new_num}')
print(f'list_1={list_1}')

# 打印内容如下
num=10
new_num=200
list_1=[1, 2, 3, 10]

注意：在函数内创建全局变量时必须要调用这个函数才能创建全局变量，否则不能创建全局变量。

nonlocal：必须在嵌套函数内，修改离它最近的那一层的局部变量,如果上一级不存在，继续向上一层找，一直到函数的最外层停止查找，找不到会报错。

nonlocal特点：

1、不能修改全局变量。

2、在局部作用域中，对父级作用域（或者更外层作用域非全局作用域）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。

def fun1():
    num = 10 # 局部变量
    def fun2():
        nonlocal num 向上一层查找局部变量num
        num = 200 #修改局部变量num
    fun2()
    print(num) # 打印局部变量num

fun1()        # 调用函数打印num最终结果

#打印内容如下:
200   # num被修改成了200

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