Python 程序设计入门（023）—— Python 的自定义函数
目录
- Python 程序设计入门（023）—— Python 的自定义函数
- 一、创建自定义函数
- 二、自定义函数的调用
- 三、函数参数的传递
- 1、形参和实参
- 2、位置参数
- 四、函数的返回值
- 五、在函数中使用局部变量
- 六、在函数中使用全局变量
在 Python 中，函数的应用非常广泛。比如：input()、print()、str()、range()、len() 等，这些称为 Python 的内置函数，可以直接使用。Python 支持自定义函数，即将一段有规律的、可重复使用的代码定义为函数，达到一次编写，多次使用的目的。
一、创建自定义函数
自定义函数使用关键字 def 实现，语法格式如下：
def function_name([parameterlist]):
["connments"]
[function_body]
说明：
（1）function_name：函数名称。
（2）parameterlist：可选参数，用于指定向函数中传递的参数，如果有多个参数，各参数之间使用逗号分隔。如果不指定参数，则表示函数没有参数。
（3）connments：可选参数，表示为函数指定的注释。
（4）function_body：可选参数，用于指定函数体。
例如：定义以下函数，取出字符串中的数字字符
def get_digit(instr):
num = ""
for item in instr:
if item.isdigit():
num += item
return num
二、自定义函数的调用
调用函数也就是执行函数，调用函数的语法格式如下：
function_name([parameterlist])
说明：
（1）function_name：表示要调用的函数名称。
（2）parameterlist：可选参数，用于指定各参数的值。
例如：
def get_digit(instr):
num = ""
for item in instr:
if item.isdigit():
num += item
return num
print(get_digit("abc12张三88,2^..33")) # 调用函数
程序的运算结果为：
============================= RESTART: C:\Python\Python38\First.py =============================
1288233
三、函数参数的传递
在调用函数时，主调函数和被调用函数之间有数据传递关系。函数参数的作用是传递数据给函数使用，函数利用接收的数据进行具体的操作。
1、形参和实参
在使用函数时，函数名后面括号中的参数称为【形式参数】，简称【形参】。
在调用一个函数时，函数名后面括号中的参数称为【实际参数】，也就是函数的调用者提供给函数的参数，实际参数也称为【实参】。
根据实参的类型不同，可以分为将实参的值传递形参和将实参的引用传递给形参两种情况。其中：
（1）当实参为不可变对象时，进行的是值传递。
（2）当实参为可变对象时，进行的是引用传递。
值传递和引用传递的区别是：进行值传递后，形参的值改变，而实参的值不变。进行引用传递后，形参的值改变，实参的值也一同改变。
例如：
（1）值传递
代码如下：
def add(x,y):
x = x * 2
y = y ** 2
return x + y
a = 2
b = 3
print(add(a,b))
print("a=", a) # a的值不变
print("b=", b) # b的值不变
程序的运算结果为：
============ RESTART: C:\Python\Python38\First.py ============
13
a= 2
b= 3
（2）引用传递
代码如下：
def list_add(mylist):
for i in range(len(mylist)):
mylist[i] = mylist[i] + 3 # 列表中的每个元素的值增加3
print(mylist)
list1 = [12, 23, 4, 76, 100]
list_add(list1)
print(list1) # 列表list1的元素发生变化
程序的运算结果为：
============ RESTART: C:\Python\Python38\First.py ============
[15, 26, 7, 79, 103]
[15, 26, 7, 79, 103]
2、位置参数
位置参数也称为必备参数，必须按照正确的顺序传递给函数。即：调用函数时指定的参数的数量和位置必须和定义时的相同。
在调用函数时，指定的实参数量必须与形参数量一致，否则将抛出 TypeError 异常，提示缺少必要的位置参数。
在调用函数时，指定的实参位置必须与形参位置一致，否则可能产生如下两种结果：
（1）抛出异常：如果指定的实参与形参的位置不一致，数据类型也不一致，将抛出异常。
（2）不抛出异常：得到的结果与预期不一致。如果指定的实参与形参的位置不一致，数据类型一致，则不会抛出异常，但是得到的结果与预期的不一致。
例如：
（1）实参与形参数量不一致
def pow1(x,y):
return x ** y
a = 2
b = 10
print(pow1(a)) # 实参与形参个数不同
程序的运算结果为：
============ RESTART: C:\Python\Python38\First.py ============
Traceback (most recent call last):
File "C:\Python\Python38\First.py", line 5, in <module>
print(pow1(a)) # 实参与形参个数不同
TypeError: pow1() missing 1 required positional argument: 'y'
（2）实参与形参位置不一致
def pow1(x,y):
return x ** y # 返回x的y次幂
a = 2
b = 10
print(pow1(a,b)) # 2^10 = 1024
print(pow1(b,a)) # 10^2 = 100
程序的运算结果为：
============ RESTART: C:\Python\Python38\First.py ============
1024
100
四、函数的返回值
可以在函数体内使用 return 语句为函数指定返回值。函数的返回值可以是任意类型的，无论 return 语句出现在函数的什么位置，只要执行 return 语句就是结束函数的执行。return 语句的语法格式如下：
return [value]
说明：
（1）value：可选参数。用与指定函数要返回的值，可以返回一个值，也可以返回多个值。如果返回多个值，则返回值的类型为一个元组。
（2）当函数中没有 return 语句，或者省略了 return 语句的参数时，将返回 None（空值）。
例如：
（1）返回值为空
def circle_r(r):
print("圆的周长：", 3.14 * r * 2)
print("圆的面积：", 3.14 * r ** 2)
circle_r(5)
程序的运算结果为：
============ RESTART: C:\Python\Python38\First.py ============
圆的周长： 31.400000000000002
圆的面积： 78.5
（2）返回一个值
def f(n):
fac = 1
for i in range(1,n+1):
fac *= i
return fac
x = f(5)
print("返回值的类型：", type(x))
print("返回值：", x)
程序的运算结果为：
============ RESTART: C:\Python\Python38\First.py ============
返回值的类型： <class 'int'>
返回值： 120
（3）返回多个值
def circle_r(r):
c = 3.14 * r * 2
s = 3.14 * r ** 2
return c,s
result = circle_r(5)
print("返回值的类型：", type(result))
print("返回值：", result)
print("圆的周长：", result[0])
print("圆的面积：", result[1])
程序的运算结果为：
============ RESTART: C:\Python\Python38\First.py ============
返回值的类型： <class 'tuple'>
返回值： (31.400000000000002, 78.5)
圆的周长： 31.400000000000002
圆的面积： 78.5
返回多个值的函数在调用时可以使用多个变量接收返回值，代码如下：
def circle_r(r):
c = 3.14 * r * 2
s = 3.14 * r ** 2
return c,s
zc,mj = circle_r(5)
print("圆的周长：", zc)
print("圆的面积：", mj)
程序的运算结果为：
============ RESTART: C:\Python\Python38\First.py ============
圆的周长： 31.400000000000002
圆的面积： 78.5
五、在函数中使用局部变量
局部变量是指在函数内部定义并使用的变量，只在函数内部有效。
函数内部的变量只在函数运行时才会创建，在函数运行之前或之后，所有的局部变量都不存在。
局部变量只在函数内部有效，在函数外部无效。如果在函数内部和外部都定义了同名的变量，那么它们代表的是不同的变量值。
例如：
def add(x,y):
count = x + y
return count
count = 1
a = 1
b = 10
print("{} + {} = {}".format(a,b,add(a,b)))
print("count = ",count)
程序的运算结果为：
============ RESTART: C:\Python\Python38\First.py ============
1 + 10 = 11
count = 1
六、在函数中使用全局变量
有时需要在函数外设定变量的初始值，然后在函数内对其进行访问、修改，这就需要定义全局变量。
函数内外部都可以访问的变量叫全局变量。
（1）如果一个变量是在函数外部定义的，则该变量不仅在函数外可以访问，在函数内也可以访问。
注意：在函数体外定义的全局变量，只能访问，不能修改！
例如：
str1 = "Hello Python!"
def p():
print(str1) # str1 为全局变量
p() # 调用函数
程序的运算结果为：
============ RESTART: C:\Python\Python38\First.py ============
Hello Python!
在函数中修改全局变量的值，会抛出异常：
num = 20
def p():
num = num + 5 # 在函数中不能修改全局变量的值
print(num)
p() # 调用函数
程序的运算结果为：
============ RESTART: C:\Python\Python38\First.py ============
Traceback (most recent call last):
File "C:\Python\Python38\First.py", line 5, in <module>
p() # 调用函数
File "C:\Python\Python38\First.py", line 3, in p
num = num + 5 # 在函数中不能修改全局变量的值
UnboundLocalError: local variable 'num' referenced before assignment
（2）如果在函数内使用 global 关键字定义变量为全局变量，那么在函数外也可以访问该变量，并且在函数内可以对变量进行修改。
例如：
num = 20
def p():
global num # 定义 num 为全局变量
num = num + 5 # 在函数中修改全局变量的值
print(num)
p() # 调用函数
print(num) # 全局变量num的值发生改变
程序的运算结果为：
============ RESTART: C:\Python\Python38\First.py ============
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