[Python] (Day-12) - 函数

The secret of getting ahead, is getting started. 先人一步的秘诀是即刻启程。

• 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
• 函数有内建函数，比如print() 和 自定义函数

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函数定义

• 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

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函数语法

使用 def 关键字修饰

格式如下:

def 函数名（参数列表）:
    函数体

函数调用

函数名称后面加() 即可调用函数

函数名()  # 无参数

参数传递

在函数调用时，将参数放入到函数名后的()中，即可传递参数到当前函数

函数名(参数列表)  # 带参数,参数可以是任意数据类型

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

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实例1：

>>> def sayHello() :
   print("Hello World!")

>>> sayHello()
Hello World!

实例2：带参数的函数

# 带参数无返回值函数 
def sayHelloTo(name):
    print("Hello", name)
    
# 计算距离，带参数带返回值(后面细说)的函数
def calculateDistance(speed, duration):
    return speed * duration
 
sayHelloTo("Mazy")

s, d = 8, 21
print("speed =", s, " duration =", d, " distance =", calculateDistance(s,d))

输出结果:

Hello Mazy
speed = 8  duration = 21  distance = 168

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函数参数

类型属于对象，变量是没有类型的，她仅仅是一个对象的引用（一个指针），可以是List 类型对象，也可以指向 String类型对象

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

参数类型

• 不可变类型：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：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

实例：

传递不可变对象

def ChangeValue( a ):
    a = 10

b = 2
ChangeValue(b)
print( b ) # 结果是 2

传递可变对象

# 可写函数说明
def changeList( mylist ):
   "修改传入的列表"
   mylist.append([1,2,3,4])
   print ("函数内取值: ", mylist)
   return
 
# 调用changeList函数
mylist = [a,b,c]
changeList( mylist )
print ("函数外取值: ", mylist)

传入函数的和在末尾添加新内容的对象用的是同一个引用。故输出结果如下：

函数内取值:  [a, b, c, [1, 2, 3, 4]]
函数外取值:  [a, b, c, [1, 2, 3, 4]]

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正式参数类型：

• 必需参数
• 关键字参数
• 默认参数
• 不定长参数

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, 不然会出现语法错误

实例：

#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

# 正确调用方式
printme("hello")

# 错误调用方式
printme()
# 或
printme("hello", 666)

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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

实例：

#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, 参数传递可以无序
printInfo( age=21, name="Mazy" )

输出结果：

名字:  Mazy
年龄:  21

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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

带有默认值的参数，在函数调用时可以不传；当不传时，参数值为默认值

实例：

#可写函数说明
def printInfo( name, age = 21 ):
   "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=25, name="Mazy" )
print ("------------------------")
printInfo( name="Vivian" )

实例输出结果:

名字:  Mazy
年龄:  25
------------------------
名字:  Vivian
年龄:  21

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不定长参数

当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

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

实例：

# 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( "a", "b", "c" )

输出结果：

输出:
10
输出:
a
b
c

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匿名函数

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

语法

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

实例：

# 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 )) # 30
print ("相加后的值为 : ", sum( 20, 30 )) # 50

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变量作用域

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

• 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

x = int(2.9)  # 内建作用域
 
g_count = 0  # 全局作用域
def outer():
    o_count = 1  # 闭包函数外的函数中
    def inner():
        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

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

实例：

total = 0; # 这是一个全局变量
# 可写函数说明
def sum( arg1, arg2 ):
    #返回2个参数的和."
    total = arg1 + arg2; # total在这里是局部变量.
    print ("函数内是局部变量 : ", total)
    return total

#调用sum函数
sum( 10, 20 )
print ("函数外是全局变量 : ", total)

输出结果：

函数内是局部变量 :  30
函数外是全局变量 :  0

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global和nonlocal关键字

实例: 修改全局变量 num

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

输出结果：

1
123 # num值被修改了

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

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

输出结果：

100
100