python学习笔记：第七天（函数）

Python3 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。

　　与C一样，Python提供了许多内建函数，比如print()。同时也可以自己创建函数，这被叫做用户自定义函数。

　　1、定义一个函数

　　你可以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。

　　<1> 语法

　　Python 定义函数使用 def 关键字，一般格式如下：

def 函数名（参数列表）:
    函数体

　　默认情况下，参数值和参数名称是按函数声明中定义的的顺序匹配起来的。

　　<2> 实例

#!/usr/bin/python3

# 计算面积函数
def area(width, height):
    return width * height

def print_welcome(name):
    print("Welcome", name)

print_welcome("yu")
w = 4
h = 5
print("width =", w, " height =", h, " area =", area(w, h))

　　2、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，可以通过另一个函数调用执行，也可以直接从 Python 命令提示符执行。

　　如下实例调用了 printme() 函数：

#!/usr/bin/python3

# 定义函数
def printme( str ):
   "打印任何传入的字符串"
   print (str);
   return;

# 调用函数
printme("我要调用用户自定义函数!");
printme("再次调用同一函数");

　　3、参数传递

　　在 python 中，类型属于对象，变量是没有类型的。

　　<1> 可更改(mutable)与不可更改(immutable)对象

　　在 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。

　　4、参数

　　以下是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> 必需参数

　　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。

#!/usr/bin/python3

#可写函数说明
def printme( str ):
   "打印任何传入的字符串"
   print (str);
   return;

#调用printme函数
printme();

　　调用printme()函数，你必须传入一个参数，不然会出现语法错误：

　　TypeError: printme() missing 1 required positional argument: 'str'

　　<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。

　　以下实例演示了函数参数的使用不需要使用指定顺序：

#!/usr/bin/python3

#可写函数说明
def printinfo( name, age ):
   "打印任何传入的字符串"
   print ("名字: ", name);
   print ("年龄: ", age);
   return;

#调用printinfo函数
printinfo( age=50, name="yu" );

　　<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。以下实例中如果没有传入 age 参数，则使用默认值：

#!/usr/bin/python3

#可写函数说明
def printinfo( name, age = 35 ):
   "打印任何传入的字符串"
   print ("名字: ", name);
   print ("年龄: ", age);
   return;

#调用printinfo函数
printinfo( age=50, name="yu" );
print ("------------------------")
printinfo( name="yu" );

　　<4> 不定长参数

　　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。基本语法如下：

def functionname([formal_args,] *var_args_tuple ):
   "函数_文档字符串"
   function_suite
   return [expression]

加了星号（*）的变量名会存放所有未命名的变量参数。如果在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。如下实例：

#!/usr/bin/python3

# 可写函数说明
def printinfo( arg1, *vartuple ):
   "打印任何传入的参数"
   print ("输出: ")
   print (arg1)
   for var in vartuple:
      print (var)
   return;

# 调用printinfo 函数
printinfo( 10 );
printinfo( 70, 60, 50 );

　　5、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 函数的语法只包含一个语句，如下：

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

　　如下实例：

#!/usr/bin/python3

# 可写函数说明
sum = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2;

# 调用sum函数
print ("相加后的值为 : ", sum( 10, 20 ))
print ("相加后的值为 : ", sum( 20, 20 ))

　　6、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，以下实例演示了 return 语句的用法：

#!/usr/bin/python3

# 可写函数说明
def sum( arg1, arg2 ):
   # 返回2个参数的和."
   total = arg1 + arg2
   print ("函数内 : ", total)
   return total;

# 调用sum函数
total = sum( 10, 20 );
print ("函数外 : ", total)

　　7、变量作用域

　　Python 中，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） 内建作用域

　　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，再者去内建中找。

　　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，也就是说这这些语句内定义的变量，外部也可以访问。

　　<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。

　　<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关键字了。

　　以下实例修改全局变量 num：

#!/usr/bin/python3

num = 1
def fun1():
    global num  # 需要使用 global 关键字声明
    print(num)
    num = 123
    print(num)
fun1()

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 关键字了，如下实例：

#!/usr/bin/python3

def outer():
    num = 10
    def inner():
        nonlocal num   # nonlocal关键字声明
        num = 100
        print(num)
    inner()
    print(num)
outer()