教小朋友学 Python -- 函数与Lambda表达式

背景

到目前为止，我们已经学习了以下四部分内容：

• 教小朋友学 Python -- 变量、运算符与数据类型
• 教小朋友学 Python -- 条件与循环
• 教小朋友学 Python -- 列表与元组
• 教小朋友学 Python -- 字符串与序列

今天，我们一起来学习第五部分的内容：函数与 Lambda 表达式。

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Python 基础语法

<b>1. 函数</b>

<u>函数的定义</u>

• 函数以def关键词开头，后接函数名和圆括号()。
• 函数执行的代码以冒号起始，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。

def functionname(parameters):
    "函数_文档字符串"
    function_suite
    return [expression]

<u>函数的调用</u>

Sample01:

def printme(str):
    print(str)


printme("我要调用用户自定义函数!")  # 我要调用用户自定义函数!
printme("再次调用同一函数")  # 再次调用同一函数
temp = printme('hello') # hello
print(temp)  # None

Sample02:

def add(a, b):
    print(a + b)


add(1, 2)  # 3
add([1, 2, 3], [4, 5, 6]) # [1, 2, 3, 4, 5, 6]

<u>函数文档</u>

def MyFirstFunction(name):
    "函数定义过程中name是形参"
    # 因为Ta只是一个形式，表示占据一个参数位置
    print('传递进来的{0}叫做实参，因为Ta是具体的参数值！'.format(name))


MyFirstFunction('老马的程序人生')  # 传递进来的老马的程序人生叫做实参，因为Ta是具体的参数值！
print(MyFirstFunction.__doc__)  # 函数定义过程中name是形参
help(MyFirstFunction)

# Help on function MyFirstFunction in module __main__:
# MyFirstFunction(name)
#    函数定义过程中name是形参

<u>关键字参数</u>

• 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。

def printinfo(name, age):
    print('Name:{0},Age:{1}'.format(name, age))


printinfo(age=8, name='小马')  # Name:小马,Age:8

<u>默认参数</u>

• 调用函数时，默认参数的值如果没有传入，则被认为是默认值。

def printinfo(name, age=8):
    print('Name:{0},Age:{1}'.format(name, age))


printinfo('小马')  # Name:小马,Age:8
printinfo('小马', 10)  # Name:小马,Age:10

<u>不定长参数</u>

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。

def printinfo(arg1, *vartuple):
    print(arg1)
    for var in vartuple:
        print(var)


printinfo(10)  # 10
printinfo(70, 60, 50)

# 70
# 60
# 50

<u>函数的返回值</u>

Sample01：

def add(a, b):
    return a + b


print(add(1, 2))  # 3
print(add([1, 2, 3], [4, 5, 6]))  # [1, 2, 3, 4, 5, 6]

Sample02：

def back():
    return [1, '小马的程序人生', 3.14]


print(back())  # [1, '小马的程序人生', 3.14]

Sample03：

def back():
    return 1, '小马的程序人生', 3.14


print(back())  # (1, '小马的程序人生', 3.14)

Sample04：

def printme(str):
    print(str)

temp = printme('hello') # hello
print(temp) # None
print(type(temp))  # <class 'NoneType'>

<u>变量作用域</u>

• 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。
• 定义在函数内部的变量拥有局部作用域，该变量称为局部变量。
• 定义在函数外部的变量拥有全局作用域，该变量称为全局变量。
• 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。

def discounts(price, rate):
    final_price = price * rate
    return final_price


old_price = float(input('请输入原价:'))  # 98
rate = float(input('请输入折扣率:'))  # 0.9
new_price = discounts(old_price, rate)
print('打折后价格是:%.2f' % new_price)  # 88.20

• 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。

num = 1


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


fun1()
print(num)  # 123

<u>内嵌函数</u>

def outer():
    print('outer函数在这被调用')

    def inner():
        print('inner函数在这被调用')

    inner()  # 该函数只能在outer函数内部被调用


outer()
# outer函数在这被调用
# inner函数在这被调用

<u>闭包</u>

• 是函数式编程的一个重要的语法结构，是一种特殊的内嵌函数。
• 如果在一个内部函数里对外层非全局作用域的变量进行引用，那么内部函数就被认为是闭包。
• 通过闭包可以访问外层非全局作用域的变量，这个作用域称为闭包作用域。

def funX(x):
    def funY(y):
        return x * y

    return funY


i = funX(8)
print(type(i))  # <class 'function'>
print(i(5))  # 40

• 如果要修改闭包作用域中的变量则需要 nonlocal 关键字

def outer():
    num = 10

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

    inner()
    print(num)


outer()

# 100
# 100

<u>递归</u>

• 如果一个函数在内部调用自身本身，这个函数就是递归函数。

Sample01：n! = 1 x 2 x 3 x ... x n

循环：

n = 5
for k in range(1, 5):
    n = n * k
print(n)  # 120

递归：

def factorial(n):
    if n == 1:
        return 1
    return n * fact(n - 1)


print(factorial(5)) # 120

Samp02：斐波那契数列 f(n)=f(n-1)+f(n-2), f(0)=0 f(1)=1

循环：

i = 0
j = 1
lst = list([i, j])
for k in range(2, 11):
    k = i + j
    lst.append(k)
    i = j
    j = k
print(lst)  # [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55]

递归：

def recur_fibo(n):
    if n <= 1:
        return n
    return recur_fibo(n - 1) + recur_fibo(n - 2)


lst = list()
for k in range(11):
    lst.append(recur_fibo(k))
print(lst)  # [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55]

• 设置递归的层数，Python默认递归层数为 100

import sys

sys.setrecursionlimit(1000)

<b>Lambda 表达式</b>

<u>匿名函数</u>

• 所谓匿名，即不再使用def语句定义一个函数。
• python 使用 lambda 来创建匿名函数。
• lambda 只是一个表达式，函数体比def简单很多。
• 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。

sumary = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2
print(sumary(10, 20))  # 30

<u>Lambda 表达式的应用</u>

• filter(function, iterable) 过滤序列，过滤掉不符合条件的元素，返回一个迭代器对象，如果要转换为列表，可以使用 list() 来转换。

odd = lambda x: x % 2 == 1
templist = filter(odd, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
print(list(templist))  # [1, 3, 5, 7, 9]

• map(function, iterable, ...) 根据提供的函数对指定序列做映射。

m1 = map(lambda x: x ** 2, [1, 2, 3, 4, 5])
print(list(m1))  # [1, 4, 9, 16, 25]
m2 = map(lambda x, y: x + y, [1, 3, 5, 7, 9], [2, 4, 6, 8, 10])
print(list(m2))  # [3, 7, 11, 15, 19]

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总结

好了，到此为止有关于函数和 Lambda 表达式部分就介绍完了，小朋友们要根据上面的例子多多体会，只有刻意练习才能掌握一门技术，没有捷径的，加油啊！See You！

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