python學習筆記：第七天（函數）

Python3 函數

　　函數是組織好的，可重複使用的，用來實現單一，或相關聯功能的代碼段。

　　函數能提升應用的模塊性，和代碼的重複利用率。

　　與C同樣，Python提供了許多內建函數，好比print()。同時也能夠本身建立函數，這被叫作用戶自定義函數。

　　一、定義一個函數

　　你能夠定義一個由本身想要功能的函數，如下是簡單的規則：

• 函數代碼塊以 def 關鍵詞開頭，後接函數標識符名稱和圓括號 ()。
• 任何傳入參數和自變量必須放在圓括號中間，圓括號之間能夠用於定義參數。
• 函數的第一行語句能夠選擇性地使用文檔字符串—用於存放函數說明。
• 函數內容以冒號起始，而且縮進。
• return [表達式] 結束函數，選擇性地返回一個值給調用方。不帶表達式的return至關於返回 None。

　　<1> 語法

　　Python 定義函數使用 def 關鍵字，通常格式以下：

def 函數名（參數列表）:
    函數體

　　默認狀況下，參數值和參數名稱是按函數聲明中定義的的順序匹配起來的。

　　<2> 實例

#!/usr/bin/python3

# 計算面積函數
def area(width, height):
    return width * height
 
def print_welcome(name):
    print("Welcome", name)

print_welcome("yu")
w = 4
h = 5
print("width =", w, " height =", h, " area =", area(w, h))

 

　　二、函數調用

　　定義一個函數：給了函數一個名稱，指定了函數裏包含的參數，和代碼塊結構。

　　這個函數的基本結構完成之後，能夠經過另外一個函數調用執行，也能夠直接從 Python 命令提示符執行。

　　以下實例調用了 printme() 函數：

#!/usr/bin/python3
 
# 定義函數
def printme( str ):
   "打印任何傳入的字符串"
   print (str);
   return;
 
# 調用函數
printme("我要調用用戶自定義函數!");
printme("再次調用同一函數");

 

　　三、參數傳遞

　　在 python 中，類型屬於對象，變量是沒有類型的。

　　<1> 可更改(mutable)與不可更改(immutable)對象

　　在 python 中，strings, tuples, 和 numbers 是不可更改的對象，而 list,dict 等則是能夠修改的對象。

• 不可變類型：變量賦值 a=5 後再賦值 a=10，這裏實際是新生成一個 int 值對象 10，再讓 a 指向它，而 5 被丟棄，不是改變a的值，至關於新生成了a。

• 可變類型：變量賦值 la=[1,2,3,4] 後再賦值 la[2]=5 則是將 list la 的第三個元素值更改，自己la沒有動，只是其內部的一部分值被修改了。

　　python 函數的參數傳遞：

• 不可變類型：相似 c++ 的值傳遞，如 整數、字符串、元組。如fun（a），傳遞的只是a的值，沒有影響a對象自己。好比在 fun（a）內部修改 a 的值，只是修改另外一個複製的對象，不會影響 a 自己。

• 可變類型：相似 c++ 的引用傳遞，如 列表，字典。如 fun（la），則是將 la 真正的傳過去，修改後fun外部的la也會受影響

　　python 中一切都是對象，嚴格意義咱們不能說值傳遞仍是引用傳遞，咱們應該說傳不可變對象和傳可變對象。

 

　　四、參數

　　如下是調用函數時可以使用的正式參數類型：

• 必需參數
• 關鍵字參數
• 默認參數
• 不定長參數

　　<1> 必需參數

　　必需參數須以正確的順序傳入函數。調用時的數量必須和聲明時的同樣。

#!/usr/bin/python3
 
#可寫函數說明
def printme( str ):
   "打印任何傳入的字符串"
   print (str);
   return;
 
#調用printme函數
printme();

　　調用printme()函數，你必須傳入一個參數，否則會出現語法錯誤：

　　TypeError: printme() missing 1 required positional argument: 'str'

　　<2> 關鍵字參數

　　關鍵字參數和函數調用關係緊密，函數調用使用關鍵字參數來肯定傳入的參數值。

　　使用關鍵字參數容許函數調用時參數的順序與聲明時不一致，由於 Python 解釋器可以用參數名匹配參數值。

　　如下實例演示了函數參數的使用不須要使用指定順序：

#!/usr/bin/python3
 
#可寫函數說明
def printinfo( name, age ):
   "打印任何傳入的字符串"
   print ("名字: ", name);
   print ("年齡: ", age);
   return;
 
#調用printinfo函數
printinfo( age=50, name="yu" );

　　<3> 默認參數

　　調用函數時，若是沒有傳遞參數，則會使用默認參數。如下實例中若是沒有傳入 age 參數，則使用默認值：

#!/usr/bin/python3
 
#可寫函數說明
def printinfo( name, age = 35 ):
   "打印任何傳入的字符串"
   print ("名字: ", name);
   print ("年齡: ", age);
   return;
 
#調用printinfo函數
printinfo( age=50, name="yu" );
print ("------------------------")
printinfo( name="yu" );

　　<4> 不定長參數

　　一個函數能處理比當初聲明時更多的參數。這些參數叫作不定長參數，和上述2種參數不一樣，聲明時不會命名。基本語法以下：

def functionname([formal_args,] *var_args_tuple ):
   "函數_文檔字符串"
   function_suite
   return [expression]

加了星號（*）的變量名會存放全部未命名的變量參數。若是在函數調用時沒有指定參數，它就是一個空元組。咱們也能夠不向函數傳遞未命名的變量。以下實例：

#!/usr/bin/python3
 
# 可寫函數說明
def printinfo( arg1, *vartuple ):
   "打印任何傳入的參數"
   print ("輸出: ")
   print (arg1)
   for var in vartuple:
      print (var)
   return;
 
# 調用printinfo 函數
printinfo( 10 );
printinfo( 70, 60, 50 );

 

　　五、匿名函數

　　python 使用 lambda 來建立匿名函數。

　　所謂匿名，意即再也不使用 def 語句這樣標準的形式定義一個函數。

• lambda 只是一個表達式，函數體比 def 簡單不少。
• lambda的主體是一個表達式，而不是一個代碼塊。僅僅能在lambda表達式中封裝有限的邏輯進去。
• lambda 函數擁有本身的命名空間，且不能訪問本身參數列表以外或全局命名空間裏的參數。
• 雖然lambda函數看起來只能寫一行，卻不等同於C或C++的內聯函數，後者的目的是調用小函數時不佔用棧內存從而增長運行效率。

　　<1> 語法

　　lambda 函數的語法只包含一個語句，以下：

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

　　以下實例：

#!/usr/bin/python3
 
# 可寫函數說明
sum = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2;
 
# 調用sum函數
print ("相加後的值爲 : ", sum( 10, 20 ))
print ("相加後的值爲 : ", sum( 20, 20 ))

 

　　六、return語句

　　return [表達式] 語句用於退出函數，選擇性地向調用方返回一個表達式。不帶參數值的return語句返回None。以前的例子都沒有示範如何返回數值，如下實例演示了 return 語句的用法：

#!/usr/bin/python3

# 可寫函數說明
def sum( arg1, arg2 ):
   # 返回2個參數的和."
   total = arg1 + arg2
   print ("函數內 : ", total)
   return total;

# 調用sum函數
total = sum( 10, 20 );
print ("函數外 : ", total)

　　七、變量做用域

　　Python 中，程序的變量並非在哪一個位置均可以訪問的，訪問權限決定於這個變量是在哪裏賦值的。

　　變量的做用域決定了在哪一部分程序能夠訪問哪一個特定的變量名稱。Python的做用域一共有4種，分別是：

• L （Local） 局部做用域
• E （Enclosing） 閉包函數外的函數中
• G （Global） 全局做用域
• B （Built-in） 內建做用域

　　以 L –> E –> G –>B 的規則查找，即：在局部找不到，便會去局部外的局部找（例如閉包），再找不到就會去全局找，再者去內建中找。

　　Python 中只有模塊（module），類（class）以及函數（def、lambda）纔會引入新的做用域，其它的代碼塊（如 if/elif/else/、try/except、for/while等）是不會引入新的做用域的，也就是說這這些語句內定義的變量，外部也能夠訪問。

 

　　<1> 全局變量和局部變量

　　定義在函數內部的變量擁有一個局部做用域，定義在函數外的擁有全局做用域。

　　局部變量只能在其被聲明的函數內部訪問，而全局變量能夠在整個程序範圍內訪問。調用函數時，全部在函數內聲明的變量名稱都將被加入到做用域中。

　　<2> global 和 nonlocal關鍵字

　　當內部做用域想修改外部做用域的變量時，就要用到global和nonlocal關鍵字了。

　　如下實例修改全局變量 num：

#!/usr/bin/python3

num = 1
def fun1():
    global num  # 須要使用 global 關鍵字聲明
    print(num) 
    num = 123
    print(num)
fun1()

若是要修改嵌套做用域（enclosing 做用域，外層非全局做用域）中的變量則須要 nonlocal 關鍵字了，以下實例：

#!/usr/bin/python3
 
def outer():
    num = 10
    def inner():
        nonlocal num   # nonlocal關鍵字聲明
        num = 100
        print(num)
    inner()
    print(num)
outer()