Python3 函数

一 介绍

1、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。

2、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()。但你也可以自己创建函数，这被叫做用户自定义函数。

 

二 定义一个函数

可以定义一个由自己想要功能的函数，以下是简单的规则：

1、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 ()。

2、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。

3、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。

4、函数内容以冒号起始，并且缩进。

5、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。

 

三 函数语法

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。

 

四 函数定义实例

1. def hello():
2. print("Hello World!")
4. # 计算面积函数
5. def area(width, height):
6. return width * height
8. def print_welcome(name):
9. print("Welcome", name)
11. hello()
13. print_welcome("today")
15. w =4
16. h =5
17. print("width =", w," height =", h," area =", area(w, h))

运行结果：

Hello World!

Welcome today

width = 4  height = 5  area = 20

 

五 函数调用

1、介绍

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，你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。

2、实例

1. # 定义函数
2. def printme( str ):
3. "打印任何传入的字符串"
4. print(str);
5. return;
7. # 调用函数
8. printme("我要调用用户自定义函数!");
9. printme("再次调用同一函数");

3、运行结果

我要调用用户自定义函数!

再次调用同一函数

 

六 可更改(mutable)与不可更改(immutable)对象

1、介绍

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。

2、python 传不可变对象实例

1. defChangeInt( a ):
2. a =10
4. b =2
5. ChangeInt(b)
6. print( b )# 结果是 2

输出结果为：2

3、传可变对象实例

1. # 可写函数说明
2. def changeme( mylist ):
3. "修改传入的列表"
4. mylist.append([1,2,3,4]);
5. print("函数内取值: ", mylist)
6. return
8. # 调用changeme函数
9. mylist =[10,20,30];
10. changeme( mylist );
11. print("函数外取值: ", mylist)

运行结果为：

函数内取值:  [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]

函数外取值:  [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]

 

七 函数参数

1、介绍

函数一般有4种参数类型：

必需参数

关键字参数

默认参数

不定长参数

2、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。

调用printme()函数，你必须传入一个参数，不然会出现语法错误：

1. #可写函数说明
2. def printme( str ):
3. "打印任何传入的字符串"
4. print(str);
5. return;
7. #调用printme函数
8. printme();

运行结果：

Traceback (most recent call last):

  File "E:\python\work\test.py", line 8, in <module>

    printme();

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

3、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。

1. #关键字参数应用
2. def printme( str ):
3. "打印任何传入的字符串"
4. print(str);
5. return;
7. #调用printme函数
8. printme( str ="欢迎来到我的博客！");
10. #关键字参数和顺序无关
11. def printinfo( name, age ):
12. "打印任何传入的字符串"
13. print("名字: ", name);
14. print("年龄: ", age);
15. return;
17. #调用printinfo函数
18. printinfo( age=50, name="cakin24");

运行结果：

欢迎来到我的博客！

名字:  cakin24

年龄:  50

4、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。

1. #默认参数
2. def printinfo( name, age =35):
3. "打印任何传入的字符串"
4. print("名字: ", name);
5. print("年龄: ", age);
6. return;
8. #调用printinfo函数
9. printinfo( age=50, name="小艾");
10. print("------------------------")
11. printinfo( name="小红");

运行结果：

名字:  小艾

年龄:  50

------------------------

名字:  小红

年龄:  35

5、默认参数

可能需要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。

1. # 可变参数
2. def printinfo( arg1,*vartuple ):
3. "打印任何传入的参数"
4. print("输出: ")
5. print(arg1)
6. for var in vartuple:
7. print(var)
8. return;
10. # 调用printinfo 函数
11. printinfo(10);
12. printinfo(70,60,50);

运行结果：

输出: 

10

输出: 

70

60

50

 

八 匿名函数

1、介绍

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，且不能访问自有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。

2、语法

lambda 函数的语法只包含一个语句，如下：

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

3、实例

1. # 匿名函数
2. sum =lambda arg1, arg2: arg1 + arg2;
4. # 调用sum函数
5. print("相加后的值为 : ", sum(10,20))
6. print("相加后的值为 : ", sum(20,20))

4、运行结果

相加后的值为 :  30

相加后的值为 :  40

 

九 return语句

1、介绍

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。

2、实例

1. # return语句
2. def sum( arg1, arg2 ):
3. # 返回2个参数的和."
4. total = arg1 + arg2
5. print("函数内 : ", total)
6. return total;
8. # 调用sum函数
9. total = sum(10,20);
10. print("函数外 : ", total)

3、运行结果

函数内 :  30

函数外 :  30

 

十 变量作用域

1、介绍

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中，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，最后去内建中找。

1. x = int(2.9)# 内建作用域
3. g_count =0# 全局作用域
4. def outer():
5. o_count =1# 闭包函数外的函数中
6. def inner():
7. i_count =2# 局部作用域

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，如下代码：

1. >>>ifTrue:
2. msg ='I am a fish'
5. >>> msg
6. 'I am a fish'

实例中 msg 变量定义在 if 语句块中，但外部还是可以访问的。

如果将 msg 定义在函数中，则它就是局部变量，外部不能访问：

1. >>>def test():
2. test_msg ='I am in function'
5. >>> test_msg
6. Traceback(most recent call last):
7. File"<pyshell#12>", line 1,in<module>
8. test_msg
9. NameError: name 'test_msg'isnot defined

从报错的信息上看，说明了 test_msg 未定义，无法使用，因为它是局部变量，只有在函数内可以使用。

2、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。如下实例：

1. total =0;# 这是一个全局变量
2. # 局部变量和全局变量
3. def sum( arg1, arg2 ):
4. #返回2个参数的和."
5. total = arg1 + arg2;# total在这里是局部变量.
6. print("函数内是局部变量 : ", total)
7. return total;
9. #调用sum函数
10. sum(10,20);
11. print("函数外是全局变量 : ", total)

以上实例输出结果：

函数内是局部变量 :  30

函数外是全局变量 :  0

3、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：

1. num =1
2. def fun1():
3. global num # 需要使用 global 关键字声明
4. print(num)
5. num =123
6. print(num)
7. fun1()

以上实例输出结果：

1

123

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： 

1. def outer():
2. num =10
3. def inner():
4. nonlocal num # nonlocal关键字声明
5. num =100
6. print(num)
7. inner()
8. print(num)
9. outer()

以上实例输出结果：

100

100

另外有一种特殊情况，假设下面这段代码被运行： 

1. a =10
2. def test():
3. a = a +1
4. print(a)
5. test()

以上程序执行，报错信息如下：

Traceback (most recent call last):

  File "test.py", line 7, in <module>

    test()

  File "test.py", line 5, in test

    a = a + 1

UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment