Python——— 函数大全

(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:

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

def  printMax(a,b):
    '''实现两个数的比较,并返回较大的值'''
    if a>b:
        print(a,'是大值')
        return a
    else:
        print(b,'是大值')
        return b
printMax(10,20)
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
#无返回值函数
def print_star(n):
  print("*"*n)

print_star(3)

#有返回值函数:return
def my_avg(a,b):
  return (a+b)/2

 #如下是函数的调用
c = my_avg(20,30)
print(c)

#返回一个列表
def printShape(n):
 s1 = "#"*n
 s2 = "$"*n
 return [s1,s2]

s = printShape(5)
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:

a = 100  #全局变量
def f1():
  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
  print(a)#打印全局变量a的值
  a = 300
f1()
print(a)

b=100
def f2():
    b = 3  #同名的局部变量
    print(b)

f2()
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:
'''
def demo1(n,old_list=[]):
        oldlist.append(n)
        return  old_list

print(demo1('5',[1,12,3,4]))
print(demo1('aas',['a','b',3,4]))
print(demo1('a'))
print(demo1('b'))
'''
def demo(n,old_list=None):
        if old_list is None:
                old_list =[]
        new_list=old_list[:]
        new_list.append(n)
        return new_list

print(demo('5',[1,12,3,4]))
print(demo('aas',['a','b',3,4]))
print(demo('a'))
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:
#位置参数
def f1(a,b,c):
   print(a,b,c)
f1(2,3,4)
#f1(2,3)   #报错,位置参数不匹配

#默认值参数
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
    print(a,b,c,d)
f1(8,9)
f1(8,9,19)
f1(8,9,19,29)

#命名参数
def f1(a,b,c):
    print(a,b,c)
f1(8,9,19)  #位置参数
f1(c=10,a=20,b=30)  #命名参数

#可变参数
def f1(a,b,*c):
    print(a,b,c)
f1(8,9,19,20)
def f2(a,b,**c):
    print(a,b,c)
f2(8,9,name='baibi',age=18)
def  f3(a,b,*c,**d):
  print(a,b,c,d)
f3(8,9,20,30,name='baibi',age=18)

#强制命名参数
def f1(*a,b,c):
    print(a,b,c)
#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。
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:

f = lambda a,b,c:a+b+c
print(f)
print(f(2,3,4))
g = [lambda a:a*2,lambda b:b*3,lambda c:c*4]
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:
def my_recursion(n):
    print("start:" + str(n))
    if n == 1:
      print("recursion over!")
    else:
        my_recursion(n - 1)
    print("end:" + str(n))

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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