Python-函数

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有两种定义函数的方法，千万不要忘了冒号和return ( ´⚰︎` )



函数


函数分为：内置（系统）函数和自定义函数。

  1. 自定义函数又分为普通（有名字的）函数和匿名（无名字的）函数，二者定义方式不一样；
  2. 自定义和函数里面还可嵌套定义其他函数，匿名函数定义时是一条语句，并且要赋值给一个变量指针。
  3. 普通函数的函数体如果为空，则必须放入一条pass语句，否则会报错；函数体不为空的必须有return语句，否则会报错。


一. 定义函数

自定义函数简单的规则：

  1. 函数代码块以 def 关键词开头，依次写出函数名、括号、括号中的参数和冒号:。
  2. 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。
  3. 函数内容以冒号起始，并且缩进写代码块结构。
  4. 用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。还可以返回多个值，如return x,y

语法

Python 定义函数使用 def 关键字，默认情况下，参数值和参数名称是按函数声明中定义的顺序匹配起来的。一般格式如下：

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def 函数名（参数列表）:
    函数体

以自定义一个求绝对值的my_abs函数为例：

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def my_abs(x):
    if x >= 0:
        return x
    else:
        return -x

运行结果：
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二. 参数传递

在 python 中，类型属于对象，变量是没有类型的：
a=[1,2,3]
a="Runoob"
以上代码中，[1,2,3] 是 List 类型，”Runoob” 是 String 类型，而变量 a 是没有类型，她仅仅是一个对象的引用（一个指针），可以是指向 List 类型对象，也可以是指向 String 类型对象。


一、可更改(mutable)与不可更改(immutable)对象

在 python 中，strings, tuples, 和 numbers 是不可更改的对象，而 list,dict 等则是可以修改的对象。

python 函数的参数传递：

  • 不可变类型：类似 c++ 的值传递，如 整数、字符串、元组。如fun（a），传递的只是a的值，没有影响a对象本身。比如在 fun（a）内部修改 a 的值，只是修改另一个复制的对象，不会影响 a 本身。

  • 可变类型：类似 c++ 的引用传递（地址），如 列表，字典。如 fun（la），则是将 la 真正的传过去，修改后fun外部的la也会受影响

python 中一切都是对象，严格意义我们不能说值传递还是引用传递，我们应该说传不可变对象和传可变对象。


python 传不可变对象实例:

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def ChangeInt( a ):
    a = 10
 
b = 2
ChangeInt(b)
print( b ) # 结果是 2

实例中有 int 对象 2，指向它的变量是 b，在传递给 ChangeInt 函数时，按传值的方式复制了变量 b，a 和 b 都指向了同一个 Int 对象，在 a=10 时，则新生成一个 int 值对象 10，并让 a 指向它。


传可变对象实例:

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# 可写函数说明
def changeme( mylist ):
   "修改传入的列表"
   mylist.append([1,2,3,4])
   print ("函数内取值1: ", mylist)
   mylist.append(5)
   print ("函数内取值2: ", mylist)
   return
 
# 调用changeme函数
mylist = [10,20,30]
changeme( mylist )
print ("函数外取值: ", mylist)

运行结果：
函数内取值1:  [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]
函数内取值2:  [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4], 5]
函数外取值:  [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4], 5]

二、参数

以下是调用函数时可使用的正式参数类型：

  1. 必需参数：调用函数时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。

  2. 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。

  3. 默认参数：定义函数时可指定参数值，调用函数时，如果没有传递参数，则会使用默认参数。

  4. 不定长参数：能处理比当初声明时更多的参数，这些参数被包装进一个元组或字典，通常，这些 可变 参数是参数列表中的最后一个，因为它们将把所有的剩余输入参数传递给函数。


1. 必需参数：

必需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：

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#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'

2. 关键字参数：

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。
以下实例中演示了函数参数的使用不需要使用指定顺序：

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#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

3. 默认参数：

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：

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#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" )

以上实例输出结果：
名字:  runoob
年龄:  50
------------------------
名字:  runoob
年龄:  35

4. 不定长参数：

你可能需要一个函数能处理比当初声明时更多的参数：

  1. 加了星号 * 的参数会以元组(tuple)的形式导入，存放所有未命名的变量参数。
  2. 加了两个星号**的参数会以字典(dict)的形式导入。
  3. 声明函数时，参数中星号 * 可以单独出现。
  4. 如果单独出现星号 * 后的参数必须用关键字传入。

  1. 加了星号*的参数会以元组(tuple)的形式导入，存放所有未命名的变量参数。
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# 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 ("循环输出: ")
      print (var)
   return
 
# 调用printinfo 函数
printinfo( 10 )
printinfo( 70, 60, 50 )

输出结果：
输出:
10
输出:
70
循环输出:
60
循环输出:
50

  1. 加了两个星号**的参数会以字典的形式导入。
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# 可写函数说明
def printinfo( arg1, **vardict ):
   "打印任何传入的参数"
   print ("输出: ")
   print (arg1)
   print (vardict)
 
# 调用printinfo 函数
printinfo(1, a=2,b=3)

以上实例输出结果：
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{'a': 2, 'b': 3}

  1. 声明函数时，参数中星号 * 可以单独出现，例如:
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def f(a,b,*,c):
    return a+b+c

  1. 如果单独出现星号 * 后的参数必须用关键字传入。
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def f(a,b,*,c):
    return a+b+c
 
a = f(1,2,3)   # 报错
print(a)

报错如下：
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: f() takes 2 positional arguments but 3 were given

改正方式：
a = f(1,2,c=3) # 正常
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三. 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。

  1. lambda 只是一个表达式，函数体比 def 简单很多。
  2. 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。
  3. 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：

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

如下实例：

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# 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


四. 变量作用域

Python 中，程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的，访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的。

变量的作用域决定了在哪一部分程序可以访问哪个特定的变量名称。Python的作用域一共有4种，分别是：

  • L （Local） 局部作用域
  • E （Enclosing） 闭包函数外的函数中(函数A中定义了函数B，A定义的变量对B来说是闭包函数外的函数)
  • G （Global） 全局作用域
  • B （Built-in） 内置作用域（内置函数所在模块的范围）

以 L –> E –> G –>B 的规则查找，即：在局部找不到，便会去局部外的局部找（例如闭包），再找不到就会去全局找，再者去内置中找。

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g_count = 0  # 全局作用域
def outer():
    o_count = 1  # 闭包函数外的函数中
    def inner():
        i_count = 2  # 局部作用域

Python 中只有模块（module），类（class）以及函数（def、lambda）才会引入新的作用域，其它的代码块（如 if/elif/else/、try/except、for/while等）是不会引入新的作用域的，也就是说这些语句内定义的变量，外部也可以访问，如下代码：

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if True:
    msg = 'I am from Runoob'

print(msg)

输出结果：
I am from Runoob

实例中 msg 变量定义在 if 语句块中，但外部还是可以访问的。
如果将 msg 定义在函数中，则它就是局部变量，外部不能访问。



五. 全局变量和局部变量

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：

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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

global 和 nonlocal关键字

global：内部作用域使用全局变量，并且可以修改，作用影响全局；
nonlocal：函数A嵌套函数B，函数B使用函数A的变量，并且可以修改，作用影响函数A的这个变量；

  1. 当内部作用域想修改外部作用域的变量时，就要用到global和nonlocal关键字了。

以下实例修改全局变量 num：

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num = 1
def fun1():
    global num  # 需要使用 global 关键字声明
    print(num) 
    num = 123
    print(num)
fun1()
print(num)

以上实例输出结果：
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  1. 如果要修改嵌套作用域（enclosing 作用域，外层非全局作用域）中的变量则需要 nonlocal 关键字了，如下实例：
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def outer():
    num = 10
    def inner():
        nonlocal num   # nonlocal关键字声明
        num = 100
        print(num)
    inner()
    print(num)
outer()

以上实例输出结果：
100
100


六. 非公开函数

外部不需要引用的函数全部定义成private，只有外部需要引用的函数才定义为public。

类似_xxx和__xxx这样的函数或变量就是非公开的（private），不应该被直接引用，比如_abc，__abc等；

之所以我们说，private函数和变量“不应该”被直接引用，而不是“不能”被直接引用，是因为Python并没有一种方法可以完全限制访问private函数或变量，但是，从编程习惯上不应该引用private函数或变量。

private函数或变量不应该被别人引用，那它们有什么用呢？请看例子：

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def _private_1(name):
    return 'Hello, %s' % name

def _private_2(name):
    return 'Hi, %s' % name

def greeting(name):
    if len(name) > 3:
        return _private_1(name)
    else:
        return _private_2(name)

我们在模块里公开greeting()函数，而把内部逻辑用private函数隐藏起来了，这样，调用greeting()函数不用关心内部的private函数细节，这也是一种非常有用的代码封装和抽象的方法，即：

外部不需要引用的函数全部定义成private，只有外部需要引用的函数才定义为public