4. Python中的函數和做用域

Python中的函數和做用域

1. 函數

1.1 函數的簡介

當咱們在重複使用某一功能時，咱們可能會寫不少重複的代碼，例如咱們求圓的周長，當圓的直徑改變時，是否是咱們又要從新寫一遍計算過程呢？若是涉及到很複雜的過程，而下次使用僅僅改變參數，那麼咱們還有必要重複這一過程嗎？

這時咱們能夠利用函數來解決這一問題。一個功能就像黑盒同樣，咱們不須要知道它是怎麼工做的，咱們只要知道接口（輸入，輸出）便可使用。

例如Python的內置函數print咱們只要知道它須要咱們提供哪些參數，以及它會給咱們怎樣的輸出便可。這就是所謂的抽象，咱們不知道工做原理，但也能使用它。因此咱們能夠寫一個函數（黑盒），設置直徑爲輸入，周長爲輸出，當函數寫好後，咱們只要輸入直徑便可，不用考慮函數內部是如何計算的，咱們獲得輸出後，繼續作咱們想作的事情。

當咱們想作一道菜時，有人負責洗菜，有人切菜，有人炒菜，將這些人的工做合在一塊兒，就完成了作菜這個任務，這就是分解的思想，咱們將這個任務當作是函數，許多函數在一塊兒完成了一件比較大的事情。

能夠簡單理解一塊可重複使用的代碼，咱們稱之爲函數(function)，當咱們調用函數時，這個函數纔會執行。

1.2 函數的特徵

• 名稱
• 參數 (0 或 多個)
• 有docstring (可選，可是建議有，註釋的意思)
• 函數體
• 返回一些值

如下是定義一個函數簡單的例子，注意函數內要有四個空格的縮進，若是沒有返回值的話，會默認返回None:

#def是用來定義函數的關鍵字
#is_even是函數的名稱
#i是參數（參數能夠是任何類型）
#三個引號括起來的是docstring
#docstring下面的語句是函數體
#return後的是返回值
def is_even( i ):
    """
    Input: i是一個正的int類型
    Returns True 若是 i 是偶數, 不然返回 False
    """
    print("inside is_even")
    return i%2 == 0
#調用函數，並用a接收返回值
a = is_even(2)
print(a)

2. 做用域

2.1 形參和實參

首先咱們先不涉及編程。高中的函數y = f(x)，這個x就至關因而形參，指一種抽象，將咱們用f(3)的時候，這個3就是實參了，就是實際咱們使用的值，形參和實參大體就是這個意思，不要搞混了。例如:

def f( x ):#x是形參
    x = x + 1
    print('in f(x): x =', x)
    return x
#如下是調用函數
x = 3#初始化x
z = f( x )#調用函數，傳入實參，將返回值給z

2.2 函數做用域

利用pythontutor網站對代碼的執行進行可視化，我把全部步驟都截了下來，先看圖，右側反映了變量的變化狀況。

能夠看到函數內是一個做用域，外面是訪問不到的（通常狀況）。當進入一個函數時，一個新的做用域就被建立了。函數內的x和外面的x不是一個x，x是不可變量，這和以後的list等數據類型不同，以後再說。

• 函數裏能夠訪問外面的變量
• 函數裏不能夠修改外部定義的變量

如下是是幾個例子，若是有不清楚，能夠進入 www.pythontutor.com（我推薦的代碼可視化網站）中嘗試運行。

第一個例子，在外邊定義了一個x，可是在f內又定義了一個x，這兩個x不是一個x，函數內部使用的x是函數內部定義的。

def f(y):
    x = 1
    x += 1
    print(x)
x = 5
f(x)
print(x)

第二個例子，在g中使用的x是外部定義的x

def g(y):
    print(x)
    print(x + 1)
x = 5
g(x)
print(x)

第三個例子，會報錯，不能在內部修改外部的值，UnboundLocalError: local variable 'x' referenced before assignment

def h(y):
    x += 1
x = 5
h(x)
print(x)

3. 參考

參考了Mit 6.0001的課件