函數參數，返回值，遞歸函數

函數進階

目標

• 函數參數和返回值的做用
• 函數的返回值 進階
• 函數的參數 進階
• 遞歸函數

01. 函數參數和返回值的做用

函數根據 有沒有參數 以及 有沒有返回值，能夠 相互組合，一共有 4 種 組合形式

1. 無參數，無返回值
2. 無參數，有返回值
3. 有參數，無返回值
4. 有參數，有返回值

定義函數時，是否接收參數，或者是否返回結果，是根據 實際的功能需求 來決定的！

1. 若是函數 內部處理的數據不肯定，就能夠將外界的數據以參數傳遞到函數內部
2. 若是但願一個函數 執行完成後，向外界彙報執行結果，就能夠增長函數的返回值

1.1 無參數，無返回值

此類函數，不接收參數，也沒有返回值，應用場景以下：

1. 只是單純地作一件事情，例如 顯示菜單
2. 在函數內部 針對全局變量進行操做，例如：新建名片，最終結果 記錄在全局變量 中

注意：

• 若是全局變量的數據類型是一個 可變類型，在函數內部可使用 方法 修改全局變量的內容 —— 變量的引用不會改變
• 在函數內部，使用賦值語句 纔會 修改變量的引用

1.2 無參數，有返回值

此類函數，不接收參數，可是有返回值，應用場景以下：

• 採集數據，例如 溫度計，返回結果就是當前的溫度，而不須要傳遞任何的參數

1.3 有參數，無返回值

此類函數，接收參數，沒有返回值，應用場景以下：

• 函數內部的代碼保持不變，針對 不一樣的參數 處理 不一樣的數據
• 例如 名片管理系統 針對 找到的名片 作 修改、刪除 操做

1.4 有參數，有返回值

此類函數，接收參數，同時有返回值，應用場景以下：

• 函數內部的代碼保持不變，針對 不一樣的參數 處理 不一樣的數據，而且 返回指望的處理結果
• 例如 名片管理系統 使用 字典默認值 和 提示信息 提示用戶輸入內容
  • 若是輸入，返回輸入內容
  • 若是沒有輸入，返回字典默認值

02. 函數的返回值 進階

• 在程序開發中，有時候，會但願 一個函數執行結束後，告訴調用者一個結果，以便調用者針對具體的結果作後續的處理
• 返回值 是函數 完成工做後，最後 給調用者的 一個結果
• 在函數中使用 return 關鍵字能夠返回結果
• 調用函數一方，能夠 使用變量 來 接收 函數的返回結果

問題：一個函數執行後可否返回多個結果？

示例 —— 溫度和溼度測量

• 假設要開發一個函數可以同時返回當前的溫度和溼度
• 先完成返回溫度的功能以下：

def measure():
    """返回當前的溫度"""
    
    print("開始測量...")
    temp = 39
    print("測量結束...")
    
    return temp

result = measure()
print(result)

• 在利用 元組 在返回溫度的同時，也可以返回 溼度
• 改造以下：

def measure():
    """返回當前的溫度"""

    print("開始測量...")
    temp = 39
    wetness = 10
    print("測量結束...")

    return (temp, wetness)

提示：若是一個函數返回的是元組，括號能夠省略

技巧

• 在 Python 中，能夠 將一個元組 使用 賦值語句 同時賦值給 多個變量
• 注意：變量的數量須要和元組中的元素數量保持一致

result = temp, wetness = measure()

面試題 —— 交換兩個數字

題目要求

1. 有兩個整數變量 a = 6, b = 100
2. 不使用其餘變量，交換兩個變量的值

解法 1 —— 使用其餘變量

# 解法 1 - 使用臨時變量
c = b
b = a
a = c

解法 2 —— 不使用臨時變量

# 解法 2 - 不使用臨時變量
a = a + b
b = a - b
a = a - b

解法 3 —— Python 專有，利用元組

a, b = b, a

03. 函數的參數 進階

3.1. 不可變和可變的參數

問題 1：在函數內部，針對參數使用 賦值語句，會不會影響調用函數時傳遞的 實參變量？ —— 不會！

• 不管傳遞的參數是 可變 仍是 不可變
  • 只要 針對參數 使用 賦值語句，會在 函數內部 修改 局部變量的引用，不會影響到 外部變量的引用

def demo(num, num_list):

    print("函數內部")

    # 賦值語句
    num = 200
    num_list = [1, 2, 3]

    print(num)
    print(num_list)

    print("函數代碼完成")


gl_num = 99
gl_list = [4, 5, 6]
demo(gl_num, gl_list)
print(gl_num)
print(gl_list)

問題 2：若是傳遞的參數是 可變類型，在函數內部，使用 方法 修改了數據的內容，一樣會影響到外部的數據

def mutable(num_list):

    # num_list = [1, 2, 3]
    num_list.extend([1, 2, 3])
    
    print(num_list)

gl_list = [6, 7, 8]
mutable(gl_list)
print(gl_list)

面試題 —— +=

• 在 python 中，列表變量調用 += 本質上是在執行列表變量的 extend 方法，不會修改變量的引用

def demo(num, num_list):

    print("函數內部代碼")

    # num = num + num
    num += num
    # num_list.extend(num_list) 因爲是調用方法，因此不會修改變量的引用
    # 函數執行結束後，外部數據一樣會發生變化
    num_list += num_list

    print(num)
    print(num_list)
    print("函數代碼完成")


gl_num = 9
gl_list = [1, 2, 3]
demo(gl_num, gl_list)
print(gl_num)
print(gl_list)

3.2 缺省參數

• 定義函數時，能夠給 某個參數 指定一個默認值，具備默認值的參數就叫作 缺省參數
• 調用函數時，若是沒有傳入 缺省參數 的值，則在函數內部使用定義函數時指定的 參數默認值
• 函數的缺省參數，將常見的值設置爲參數的缺省值，從而 簡化函數的調用
• 例如：對列表排序的方法

gl_num_list = [6, 3, 9]

# 默認就是升序排序，由於這種應用需求更多
gl_num_list.sort()
print(gl_num_list)

# 只有當須要降序排序時，才須要傳遞 `reverse` 參數
gl_num_list.sort(reverse=True)
print(gl_num_list)

指定函數的缺省參數

• 在參數後使用賦值語句，能夠指定參數的缺省值

def print_info(name, gender=True):

    gender_text = "男生"
    if not gender:
        gender_text = "女生"

    print("%s 是 %s" % (name, gender_text))

提示

1. 缺省參數，須要使用 最多見的值 做爲默認值！
2. 若是一個參數的值 不能肯定，則不該該設置默認值，具體的數值在調用函數時，由外界傳遞！

缺省參數的注意事項

1) 缺省參數的定義位置

• 必須保證 帶有默認值的缺省參數 在參數列表末尾
• 因此，如下定義是錯誤的！

def print_info(name, gender=True, title):

2) 調用帶有多個缺省參數的函數

• 在 調用函數時，若是有 多個缺省參數，須要指定參數名，這樣解釋器纔可以知道參數的對應關係！

def print_info(name, title="", gender=True):
    """

    :param title: 職位
    :param name: 班上同窗的姓名
    :param gender: True 男生 False 女生
    """

    gender_text = "男生"

    if not gender:
        gender_text = "女生"

    print("%s%s 是 %s" % (title, name, gender_text))


# 提示：在指定缺省參數的默認值時，應該使用最多見的值做爲默認值！
print_info("小明")
print_info("老王", title="班長")
print_info("小美", gender=False)

3.3 多值參數（知道）

定義支持多值參數的函數

• 有時可能須要 一個函數 可以處理的參數 個數 是不肯定的，這個時候，就可使用 多值參數
• python 中有 兩種 多值參數：
  • 參數名前增長 一個 * 能夠接收 元組
  • 參數名前增長 兩個 * 能夠接收 字典
• 通常在給多值參數命名時，習慣使用如下兩個名字
  • *args —— 存放 元組 參數，前面有一個 *
  • **kwargs —— 存放 字典 參數，前面有兩個 *
• args 是 arguments 的縮寫，有變量的含義
• kw 是 keyword 的縮寫，kwargs 能夠記憶 鍵值對參數

def demo(num, *args, **kwargs):

    print(num)
    print(args)
    print(kwargs)


demo(1, 2, 3, 4, 5, name="小明", age=18, gender=True)

提示：多值參數 的應用會常常出如今網絡上一些大牛開發的框架中，知道多值參數，有利於咱們可以讀懂大牛的代碼

多值參數案例 —— 計算任意多個數字的和

需求

1. 定義一個函數 sum_numbers，能夠接收的 任意多個整數
2. 功能要求：將傳遞的 全部數字累加 而且返回累加結果

def sum_numbers(*args):

    num = 0
    # 遍歷 args 元組順序求和
    for n in args:
        num += n

    return num

print(sum_numbers(1, 2, 3))

元組和字典的拆包（知道）

• 在調用帶有多值參數的函數時，若是但願：
  • 將一個 元組變量，直接傳遞給 args
  • 將一個 字典變量，直接傳遞給 kwargs
• 就可使用 拆包，簡化參數的傳遞，拆包 的方式是：
  • 在 元組變量前，增長 一個 *
  • 在 字典變量前，增長 兩個 *

def demo(*args, **kwargs):

    print(args)
    print(kwargs)


# 須要將一個元組變量/字典變量傳遞給函數對應的參數
gl_nums = (1, 2, 3)
gl_xiaoming = {"name": "小明", "age": 18}

# 會把 num_tuple 和 xiaoming 做爲元組傳遞個 args
# demo(gl_nums, gl_xiaoming)
demo(*gl_nums, **gl_xiaoming)

04. 函數的遞歸

函數調用自身的 編程技巧 稱爲遞歸

4.1 遞歸函數的特色

特色

• 一個函數 內部 調用本身
  • 函數內部能夠調用其餘函數，固然在函數內部也能夠調用本身

代碼特色

1. 函數內部的 代碼 是相同的，只是針對 參數 不一樣，處理的結果不一樣
2. 當 參數知足一個條件 時，函數再也不執行
   • 這個很是重要，一般被稱爲遞歸的出口，不然 會出現死循環！

示例代碼

def sum_numbers(num):

    print(num)
    
    # 遞歸的出口很重要，不然會出現死循環
    if num == 1:
        return

    sum_numbers(num - 1)
    
sum_numbers(3)

4.2 遞歸案例 —— 計算數字累加

需求

1. 定義一個函數 sum_numbers
2. 可以接收一個 num 的整數參數
3. 計算 1 + 2 + ... num 的結果

def sum_numbers(num):

    if num == 1:
        return 1
    
    # 假設 sum_numbers 可以完成 num - 1 的累加
    temp = sum_numbers(num - 1)

    # 函數內部的核心算法就是 兩個數字的相加
    return num + temp

print(sum_numbers(2))

提示：遞歸是一個 編程技巧，初次接觸遞歸會感受有些吃力！在處理 不肯定的循環條件時，格外的有用，例如：遍歷整個文件目錄的結構