1.7 Python函数
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2023-12-01
1.7.1 认识Python函数：
- 函数的本质就是功能的封装。使用函数可以大大提高编程效率与程序的可读性。
函数是能够实现特定功能的计算机代码而已，他是一种特定的代码组结构。
函数的作用
- 1.提升代码的重复利用率，避免重复开发相同代码
- 2.提高程序开发效率
- 3.便于程序维护
定义一个函数:
- 你可以定义一个由自己想要功能的函数，以下是简单的规则：
- 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。
1.7.2 函数的定义格式：
- 基本函数格式
- 带有参数的函数格式
- 带有默认值的参数
- 关键字参数
- 收集参数(带*)
- 多种参数混合
(1) 基本函数格式:
def 函数名():
函数功能代码...
函数功能代码...
...
调用函数： 函数名()
特征:函数定义之后不会自动执行,必须在调用函数后函数才会执行.
函数名的命名规则:和变量基本一样
- 1.推荐使用英文或者拼音,禁止使用中文
- 2.可以使用数字，但是不能用数字开头
- 3.不可以使用特殊字符，除了_
- 4.函数名严格区分大小写
- 5.函数名必须要有意义。
- 6.不能和系统已经存在的保留关键字冲突!
- 7.禁止使用和系统提供函数相同的函数名
让我们使用函数来输出"Hello World！"：
>>> def hello() :
print("Hello World!")
>>> hello()
Hello World!
>>>
(2) 带有参数的函数格式：
def 函数名(参数,参数...):
函数功能代码...
函数功能代码...
...
调用函数:函数名(参数,参数...)
形参:形式上的参数,声明函数时()中的参数是形参
实参:实际上的参数,调用函数时()中的参数是实参
注意:实参将值传递给形参的过程本质上就是简单的变量赋值仅此而已
- 更复杂点的应用，函数中带上参数变量:
#!/usr/bin/python3
# 计算面积函数
def area(width, height):
return width * height
def print_welcome(name):
print("Welcome", name)
print_welcome("Python")
w = 4
h = 5
print("width =", w, " height =", h, " area =", area(w, h))
- 以上实例输出结果：
Welcome Python
width = 4 height = 5 area = 20
- 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。
- 调用printme()函数，你必须传入一个参数，不然会出现语法错误：
#!/usr/bin/python3
#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
printme();
- 以上实例输出结果：
Traceback (most recent call last):
File "test.py", line 10, in <module>
printme();
TypeError: printme() missing 1 required positional argument: 'str'
(3) 带有默认值的参数
def 函数名(形参=默认值,形参=默认值...):
函数功能代码...
函数功能代码...
...
调用函数：
函数名() 调用函数时所有形参采用默认值操作
函数名(实参,实参...) 调用时形参使用实参的值而抛弃默认值
注意：在此情况下使用实参值覆盖原有形参的默认值，本质上就是变量的重新赋值操作
调用函数时，如果没有传递参数，则会使用默认参数。以下实例中如果没有传入 age 参数，则使用默认值：
#!/usr/bin/python3
#可写函数说明
def printinfo( name, age = 35 ):
"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=50, name="runoob" );
print ("------------------------")
printinfo( name="runoob" );
- 输出结果
名字: runoob
年龄: 50
------------------------
名字: runoob
年龄: 35
(4) 关键字参数:
def 函数名(形参=默认值,形参=默认值...):
函数功能代码...
函数功能代码...
...
调用函数：函数名(形参=实参,形参=实参...)
- 关键字参数就是调用函数时，在实参前面指定形参的做法，为了防止参数按照位置传递出现的错误
- 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。
- 以下实例在函数 printme() 调用时使用参数名：
#!/usr/bin/python3
#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
printme( str = "Python教程");
- 以上实例输出结果：
Python教程
- 以下实例中演示了函数参数的使用不需要使用指定顺序：
#!/usr/bin/python3
#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
printinfo( age=50, name="runoob" );
- 以上实例输出结果：
名字: runoob
年龄: 50
(5). 收集参数:
- 1.非关键字收集参数
def 函数名(*参数名):
函数功能代码...
函数功能代码...
...
调用函数：函数名(实参，实参...) 没有数量限制
- 特征：
- 1.非关键字收集参数，在形参前添加一个*即可
- 2.非关键字收集参数收集实参组成一个元组
- 3.非关键字收集参数，仅收集没有任何形参接受的非关键字实参
- 4.非关键字收集参数和普通的形参可以共存
#!/usr/bin/python3
# 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( 70, 60, 50 );
- 以上实例输出结果：
输出:
10
输出:
70
60
50
- 2.关键字收集参数
def 函数名(**参数名):
函数功能代码...
函数功能代码...
...
调用函数: 函数名(形参=实参,形参=实参...) 没有数量限制
- 特征：
- 1.关键字收集参数，在形参前添加两个**即可
- 2.关键字收集参数，收集的结果组成一个字典，关键字成为字典的键，实参成为值
- 3.关键字收集参数，仅收集没有任何形参接受的关键字参数
- 4.关键字参数可以和普通的形参共存
#定义
def func(country,province,**kwargs):
print(country,province,kwargs)
#使用
func("China","Sichuan",city = "Chengdu", section = "JingJiang")
# 结果
# China Sichuan {'city': 'Chengdu', 'section': 'JingJiang'}
(6) 多种参数混合:
- 定义函数时尽量避免多种参数格式混合(普通参数/非关键字参数，关键字参数，非关键字收集参数，关键字收集参数)
- 1.普通参数（非关键字参数）和关键字参数必须在两种收集参数之前
- 2.非关键字收集参数，必须在关键字收集参数之前
- 3.如果多种参数在一起，必须注意进制参数多次赋值操作（相同赋值赋值之后，关键字参数在此赋值！）
关于返回值的问题:
- 函数根据执行完毕是否可以得到一个结果，将函数分为2个类型：
- 执行过程函数:print()
- 函数执行完毕之后，不会有任何结果可以被接受的函数。
- 具有返回值的函数：id(),type()
- 函数执行完毕之后，会产生一个结果，可以被变量接受或者使用的函数
- 执行过程函数:print()
格式：
def 函数名(参数....):
函数功能代码...
函数功能代码...
...
[return 语句]
- return的特征:
- 1.具有return语句的函数称为具有返回值的函数
- 2.return可以为当前函数执行完毕返回一个结果，这样的函数调用可以被接受
- 3.return执行之后，函数则会终止，所有return之后的语句不会被执行
- 4.一个函数可以书写多个return语句，但是一般会放入分支结构当中。
- 5.一个函数如果需要返回多个数据，需要借助复合数据类型（list，tuple，set，dict）来操作即可！
- 6.不带参数值的return语句返回None。之前的例子都没有示范如何返回数值.
#!/usr/bin/python3
# 可写函数说明
def sum( arg1, arg2 ):
# 返回2个参数的和."
total = arg1 + arg2
print ("函数内 : ", total)
return total;
# 调用sum函数
total = sum( 10, 20 );
print ("函数外 : ", total)
- 以上实例输出结果：
函数内 : 30
函数外 : 30
1.7.3 函数文档:
函数文档就是用来查看当前函数相关信息介绍的一个特定格式而已。
查看函数文档的方法：
help（函数名称）
直接输出显示函数文档的内容字符串
函数名.__doc__
直接输出显示函数文档的内容元字符串（转义字符不转义）
- 定义函数的文档：
def 函数名(参数...):
'''
在此处声明函数文档
'''
函数功能代码...
函数功能代码...
。。。
或者：
def 函数名(参数...):
"""
在此处声明函数文档
"""
函数功能代码...
函数功能代码...
。。。
- 注意：函数文档的作用是对函数进行说明，便于阅读和快速掌握函数的使用，通常函数文档需要具有以下信息：
- 函数的作用
- 函数的参数介绍(个数，数据类型)
- 函数的返回值（数据和类型）
1.7.4 局部变量与全局变量：
- 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。调用函数时，所有在函数内声明的变量名称都将被加入到作用域中。如下实例：
#!/usr/bin/python3
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)
- 以上实例输出结果：
函数内是局部变量 : 30
函数外是全局变量 : 0
1.7.5 函数其他使用：
（１）匿名函数：
- python 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。
- 虽然lambda函数看起来只能写一行，却不等同于C或C++的内联函数，后者的目的是调用小函数时不占用栈内存从而增加运行效率。
语法:
lambda 函数的语法只包含一个语句，如下：
lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression
- 如下实例：
#!/usr/bin/python3
# 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 ))
print ("相加后的值为 : ", sum( 20, 20 ))
- 以上实例输出结果：
相加后的值为 : 30
相加后的值为 : 40