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Python——— 函数大全_python函数

python函数

(一)初识函数

函数是可重用的程序代码块。

函数的作用,不仅可以实现代码的复用,更能实现代码的一致性。一致性指的是,只要修改函数的
代码,则所有调用该函数的地方都能得到体现。
        在编写函数时,函数体中的代码写法和我们前面讲述的基本一 致,只是对代码实现了封装,并增加了函数调用、传递参数、返回计算结果等内容。

函数(function)的基本概念

         一个程序由一个一个的任务组成;函数就是代表一个任务或者一个功能 (function) 。 函数是代码复用的通用机制

Python函数的分类

Python 函数分为如下几类:
1
内置函数
使用的 str() list() len() 等这些都是内置函数,我们可以拿来直接使用。
2
标准库函数
可以通过 import 语句导入库,然后使用其中定义的函数
3
第三方库函数
Python 社区也提供了很多高质量的库。下载安装这些库后,也是通过 import 语句导入,然后可以使用这些第三方库的函数
4
用户自定义函数
用户自己定义的函数,显然也是开发中适应用户自身需求定义的函数。今天我们学习的就是如何自定义函数。

(二)函数的定义和调用

Python 中,定义函数的语法如下:
def   函数名 ([ 参数列表 ]) :
''' 文档字符串 '''
函数体 / 若干语句

示范案例:

  1. def add(a,b,c):
  2.    '''完成三个数的加法,并返回他们的和'''
  3.    sum = a+b+c
  4.    print("{0}、{1}、{2}三个数的和是:{3}".format(a,b,c,sum))
  5.    return sum
  6. add(10,20,30)
  7. add(30,40,50)

底层分析:

 我们使用 def 来定义函数,然后就是一个空格和函数名称;

Python 执行 def 时,会创建一个函数对象,并绑定到函数名变量上。
 
参数列表
圆括号内是形式参数列表,有多个参数则使用逗号隔开
定义时的形式参数 不需要声明类型,也不需要指定函数返回值类型
调用时的实际参数 必须与形参列表一一对应
 
return 返回值
如果函数体中包含 return 语句,则结束函数执行并返回值;
如果函数体中不包含 return 语句,则返回 None 值。
 
调用函数之前,必须要先定义函数,即先调用 def 创建函数对象
内置函数对象会自动创建
标准库和第三方库函数,通过 import 导入模块时,会执行模块中的 def 语句

(三) 形参和实参

      见名知意:实参是程序中已经分配了内存空间的参数,它可以被赋予一个具体的值,比如常数、数组、地址(指针),也可以是一个变量名、数组名或表达式,当然也包括指针变量。(理解成具体事物) 形参则是你在写一个被调函数时,为了说明用到的自变量的类型、要进行什么操作而定义的,在调用函数前它不会被分配内存空间,更不会被赋予具体的值。(理解成抽象事物)。

     现实的例子,老王和小李都是厨师,厨师是形参,老王和小李是厨师的实参。

形参和实参的要点:
圆括号内是形式参数列表,有多个参数则使用逗号隔开
定义时的形式参数 不需要声明类型,也不需要指定函数返回值类型
调用时的实际参数 必须与形参列表一一对应

具体代码:

  1. def  printMax(a,b):
  2.    '''实现两个数的比较,并返回较大的值'''
  3.    if a>b:
  4.        print(a,'是大值')
  5.        return a
  6.    else:
  7.        print(b,'是大值')
  8.        return b
  9. printMax(10,20)
  10. printMax(30,5)
       上面的 printMax 函数中,在定义时写的 printMax(a,b) a b 称为 形式参 数” ,简称 形参 。即形式参数是在定义函数时使用的。 形式参数的命名要符合 标识符 命名规则
在调用函数时,传递的参数称为 实际参数 ,简称 实参 。上面代码 中, printMax(10,20) 10 20 就是实际参数。

(四)文档字符串(函数的注释)

       程序的可读性最重要,一般建议在函数体开始的部分附上函数定义说明,这就是“ 文档字符串 ,也有人成为 函数的注释 。我们通过三个单引号或者三个双引号来实现,中间可以加入多行文字进行说明。

测试文档字符串的使用

 

(五)返回值

返回值:结束函数运行,返回指定值给调用者。

return 返回值要点:
   如果函数体中包含 return 语句,则结束函数执行并返回值
   如果函数体中不包含 return 语句,则返回 None
   要返回多个值,使用列表、元组、字典、集合将多个值 存起来 即可

  1. #无返回值函数
  2. def print_star(n):
  3. print("*"*n)
  4. print_star(3)
  5. #有返回值函数:return
  6. def my_avg(a,b):
  7. return (a+b)/2
  8. #如下是函数的调用
  9. c = my_avg(20,30)
  10. print(c)
  11. #返回一个列表
  12. def printShape(n):
  13. s1 = "#"*n
  14. s2 = "$"*n
  15. return [s1,s2]
  16. s = printShape(5)
  17. print(s)

(六)变量的作用域 

       变量起作用的范围称为变量的作用域,不同作用域内同名变量之间 互不影响。变量分为:全局变量、局部变量。

全局变量:

     在函数和类定义之外声明的变量。作用域为定义的模块,从定义位置开始直到模块结束。
    全局变量降低了函数的通用性和可读性。应尽量避免全局变量的使用。
    要在函数内改变全局变量的值,使用 global 声明一下

局部变量:

    在函数体中(包含形式参数)声明的变量。
    局部变量的引用比全局变量快,优先考虑使用
    如果局部变量和全局变量同名,则在函数内隐藏全局变量,只使用同名的局部变量

具体代码:

  1. a = 100 #全局变量
  2. def f1():
  3. global a #如果要在函数内改变全局变量的值,增加global关键字声明
  4. print(a)#打印全局变量a的值
  5. a = 300
  6. f1()
  7. print(a)
  8. b=100
  9. def f2():
  10. b = 3 #同名的局部变量
  11. print(b)
  12. f2()
  13. print(b) #b仍然是100,没有变化

(七)参数的传递

      函数的参数传递本质上就是:从实参到形参的赋值操作。 Python 中 “一切皆对象 ,所有的赋值操作都是 引用的赋值 。所以, Python中参数的传递都是“引用传递”,不是“值传递”。
具体操作时分为两类:
1 可变对象 进行 写操作 ,直接作用于原对象本身。
2 不可变对象 进行 写操作 ,会产生一个新的 对象空间 ,并用新的值填充这块空间。
可变对象有:
字典、列表、集合、自定义的对象等
不可变对象有:
数字、字符串、元组、 function
传递可变对象的引用
      传递参数是可变对象(例如:列表、字典、自定义的其他可变对象等),实际传递的还是对象的引用。在函数体中不创建新的对象拷贝,而是可以直接修改所传递的对象。
传递不可变对象的引用
     传递参数是不可变对象(例如: int float 、字符串、元组、布尔值),实际传递的还是对象的引用。在” 赋值操作 时,由于不可变对象无法修改,系统会新创建一个对象。

(八)参数的几种类型

位置参数
     函数调用时,实参默认按位置顺序传递,需要个数和形参匹配。按位置传递的参数,称为:“ 位置参数
默认值参数
      我们可以为某些参数设置默认值,这样这些参数在传递时就是可选的。称为“ 默认值参数 。默认值参数放到位置参数后面。
具体代码如下:
  1. '''
  2. def demo1(n,old_list=[]):
  3. oldlist.append(n)
  4. return old_list
  5. print(demo1('5',[1,12,3,4]))
  6. print(demo1('aas',['a','b',3,4]))
  7. print(demo1('a'))
  8. print(demo1('b'))
  9. '''
  10. def demo(n,old_list=None):
  11. if old_list is None:
  12. old_list =[]
  13. new_list=old_list[:]
  14. new_list.append(n)
  15. return new_list
  16. print(demo('5',[1,12,3,4]))
  17. print(demo('aas',['a','b',3,4]))
  18. print(demo('a'))
  19. print(demo('b'))

命名参数
我们也可以按照形参的名称传递参数,称为 命名参数 ,也称 关键字参数”
可变参数
可变参数指的是 可变数量的参数 。分两种情况:
*param (一个星号),将多个参数收集到一个 元组 对象中。
1
**param (两个星号),将多个参数收集到一个 字典 对象中。
强制命名参数
在带星号的 可变参数 后面增加新的参数,必须在调用的时候 强制命名参数”
具体代码:
  1. #位置参数
  2. def f1(a,b,c):
  3. print(a,b,c)
  4. f1(2,3,4)
  5. #f1(2,3) #报错,位置参数不匹配
  6. #默认值参数
  7. def f1(a,b,c=10,d=20): #默认值参数必须位于普通位置参数后面
  8. print(a,b,c,d)
  9. f1(8,9)
  10. f1(8,9,19)
  11. f1(8,9,19,29)
  12. #命名参数
  13. def f1(a,b,c):
  14. print(a,b,c)
  15. f1(8,9,19) #位置参数
  16. f1(c=10,a=20,b=30) #命名参数
  17. #可变参数
  18. def f1(a,b,*c):
  19. print(a,b,c)
  20. f1(8,9,19,20)
  21. def f2(a,b,**c):
  22. print(a,b,c)
  23. f2(8,9,name='baibi',age=18)
  24. def f3(a,b,*c,**d):
  25. print(a,b,c,d)
  26. f3(8,9,20,30,name='baibi',age=18)
  27. #强制命名参数
  28. def f1(*a,b,c):
  29. print(a,b,c)
  30. #f1(2,3,4)#会报错。由于a是可变参数,将2,3,4全部收集。造成b和c没有赋值。
  31. f1(2,b=3,c=4)
参数传递时的序列解包

(九)lambda表达式和匿名函数

        lambda 表达式可以用来声明匿名函数。 lambda 函数是一种简单的、在同一行中定义函数的方法。 lambda 函数实际生成了一个函数对象。 lambda 表达式只允许包含一个表达式,不能包含复杂语句,该表达式的计算结果就是函数的返回值。
lambda 表达式的基本语法如下:
lambda   arg1 , arg2 , arg3 ... :   < 表达式 >  
arg1 arg2 arg3 为函数的参数。 < 表达式 > 相当于函数体。运算结果是:表达式的运算结果。

口诀:lambda 不用怕 ,请记住:前为参数,:后为表达式

具体代码:

  1. f = lambda a,b,c:a+b+c
  2. print(f)
  3. print(f(2,3,4))
  4. g = [lambda a:a*2,lambda b:b*3,lambda c:c*4]
  5. print(g[0](6),g[1](7),g[2](8))

(十)递归函数

 

如果一个函数在内部调用自己,这个函数就是递归函数。递归函数的优点是定义简单,逻辑清晰。理论上,所有的递归函数都可以写成循环的方式,但循环的逻辑不如递归清晰。一定要明确, 什么是不变的(函数本身), 什么是变的(参数)。递归的基本思想就是“自己调用自己”

递归函数必须:

递归函数指的是:自己调用自己的函数,在函数体内部直接或间接的自己调用自己。每个递归函数必须包含两个部分:
1
终止条件
表示递归什么时候结束。一般用于返回值,不再调用自己。
2
递归步骤
把第 n 步的值和第 n-1 步相关联。 必须有一个明确的递归结束条件,即为递归出口。
简单案例:
  1. def my_recursion(n):
  2. print("start:" + str(n))
  3. if n == 1:
  4. print("recursion over!")
  5. else:
  6. my_recursion(n - 1)
  7. print("end:" + str(n))
  8. my_recursion(3)

底层分析:

(十一)嵌套函数(内部函数)

        嵌套函数,就是指在某些情况下,您可能需要将某函数作为另一函数的参数使用。 C语言中函数的定义都是相互平行、相互独立的,也就是说在函数定义时,函数体内不能包含另一个函数的定义,即函数不能嵌套定义,但可以嵌套调用。 嵌套函数,就是指在某些情况下,您可能需要将某函数作为另一函数的参数使用,这一函数就是嵌套函数。简言之, 嵌套函数:在函数内部定义的函数!
 
2
简单案例
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