Python 基础三

Python 基础三

  • 2020-07-07
  • 次

Python 函数

知识要点

1、函数的简介

如果在开发过程中，需要某块代码多次，为了提高编写效率以及代码重用，所以把具有独立功能的代码块组建为一个小模块，这就是函数。python中提供了许多内建函数，如print()。用户可以自定义函数。

例如：计算圆的面积 S = $\pi r ^2$

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r1 = 12.34
r2 = 9.08
r3 = 73.1
s1 = 3.14 * r1 * r1
s2 = 3.14 * r2 * r2
s3 = 3.14 * r3 * r3

2、函数的定义和调用

(1) 定义函数

定义函数格式如下：

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def 函数名(参数[可选]):
		功能性的代码
# 定义一个函数，能够完成打印信息的功能
def printInfo():
  print('----------------------------')
  print('     人生苦短，我用Python     ')
  print('----------------------------')

(2) 调用函数

定义函数滞后，相当于有了一个具有某种功能的代码，想要让这些代码能够执行，需要调用它，调用函数很简单，通过 函数名() 即可完成调用。

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# 定义函数后，函数不会自动执行，需要调用它才可以
printInfo()

(3) 注意：

  • 每次调用函数时，函数都会从头开始执行，当这个函数中的代码执行完毕后，意味着调用结束了
  • 如果函数中执行了 return 也会结束函数

3、函数的文档说明

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def test(a,b):
    '''求两个数的和'''
    print("%d" %(a+b))
test(11,12)
help(test) # 也可以用 print(test.__doc__)

结果：
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Help on function test in module __main__:

test(a, b)
    求两个数的和

4、函数的参数

Python 的函数定义非常简单，但灵活度非常大。除了正常定义的必选参数外，还可以使用默认参数、可变参数和关键字参数，使用函数定义出来的接口，不但能处理复杂的参数，还可以简化调用者的代码。

1、位置参数

我们先写一个计算 x^2 的函数：

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def power (x):
		return x*x

对于 power() 函数，参数 x 就会一个位置参数。

当调用 power 函数时，必须传入且仅有一个参数 x

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power(5)
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power(25)
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现在，如果我们要计算 $x^3$ 怎么办？可以再定义一个 power3 函数，但是如果要计算 X^4, X^5……怎么办？我们不能定义无限多个函数。

定义 power(x,n)

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def power(x,n):
  	s = 1
    while n>0:
    		n = n-1
        s = s*x
    return s

对于这个修改后的 power(x,n) 函数，可以计算 n 次方

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power(5,2)
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power(5,3)
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修改后的 power(x,n) 函数有两个参数：x ， n ，这两个参数都是位置参数，调用函数时，传入的两个值按照位置顺序赋值给 x 和 n 。

2、默认参数

新的 power(x，n)函数定义没有问题，但是就得代买失效了，原因是我们增加了一个参数，导致就得代码缺少一个参数而无法正常调用：

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power(5)
报错：缺少一个位置参数 n

这个时候，就要使用默认参数进行定义，

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def power(x,n=2):
  	s = 1
    while n>1:
      n = n - 1
      s = s * x
    return s

这样，当我们调用 power(5) 时，就会默认为 power(5,2)

以上例子可以看出，默认参数可以简化函数调用。设置默认参数时要注意

  • 必选参数在前，默认参数在后，或者都是默认参数，否则报错
  • 当函数有多个参数时，把变化大的参数放在前面，变化小的参数放在后面，变化小的参数可以作为默认参数。

3、使用默认参数的好处

例子：小学生注册的函数，需要传入 name 和 gender 两个参数：

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def enroll(name,gender):
  	print('name:',name)
    print('gender:',gender)

这样调用 enroll() 函数只需要传入两个参数

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enroll('Sarah','F')

结果：
name：Sarah
gender：F

如果要继续传入年龄、城市信息怎么办，这样会使得调用函数的复杂度加大

我们可以吧年龄和城市设为默认参数

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def enroll(name,gender,age=6,city="Beijing")
		print('name:',name)
  	print('gender:',gender)
    print('age:',age)
    print('city:',city)

这样大多数学生在注册时不需要再提供年龄和城市，只需要两个参数

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enroll('Sarah','F')

结果：
name:Sarah
gender:F
age:6
city:Beijing

只有与默认参数不符合的学生才需要额外提供信息

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enroll('Bob','M',7)
enroll('Adam','M',city='Tianjing')

可见，默认参数降低了函数调用难度，而一旦需要复杂调用时，又可以传递更多的参数来实现。意思是，除了 name ，gender 两个参数外，最后一个参数应用在 age city参数由于没有提供，任然是默认值。

也可以不按顺序提供部分默认参数。当不按顺序提供部分默认参数时，需要把参数名写上。比如 enroll(‘Adam’,’M’,city=’Tianjing’) city 参数时传进去的，其他为默认值。

注意：默认参数有个大坑，如下

先定义一个函数，传入一个list，添加一个END 再返回：

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def add_end(L=[]):
  	L.append('END')
    return L

结果似乎不错

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add_end([1,2,3])
[1,2,3,'END']
add_end(['x','y','z'])
['x','y','z','END']

使用默认参数调用时，开始结果是对的

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add_end()
['END']

但是，再次调用就出问题了：

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add_end()
['END','END']
add_end()
['END','END','END']

解释：Python函数在定义的时候，默认参数L的值就被计算出来了，即[], 因为默认L 也是一个变量，它指向对象[],每次调用该函数，如果改变了L的内容，默认的呢绒就变了，不再是函数定义时的[]了。

  • 默认参数必须指向不变对象
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def add_end(L=None):
  	if L is None:
    		L = []
    L.append('END')
    return L

那么无论调用多少次都没问题了。

str，None 这样的不变对象，对象内部数据不能修改，可以减少由于修改数据导致的错误。此外，由于对象不变，多任务环境下读取对象不需要加锁，同时读取一点问题没有。如果可以设计一个不变对象，尽量设计成不变对象。

4、可变参数[list 或 tuple]

在pyrhon 中还可以定义可变参数。传入的参数个数是可变的

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def calc(*numbers):
    sum = 0
    for n in numbers:
        sum = sum + n*n
    return sum
  
  结果：
  calc(1,2)
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# 如果已经有了一个list 或tuple
nums = [1,2,3]
calc(nums[0],nums[1],nums[2])
calc(*nums) # 简便写法

5、命名关键字参数[字典]

对于关键字参数，调用者可以传入任意个不受限制的关键字参数

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def person(name,age,**kw):
    if 'city' in kw:
        pass
    if 'job' in kw:
        pass
    print('name:',name,'age:',age,'other:',kw)
person('Jack',24,city='Beijing',addr='Chaoyang',zipcode=13728)

6、参数组合

在python中，必选参数、默认参数、可变参数、关键字参数、命名关键字参数。组合使用也是可以的，但是必须按照以上的殊勋。

5、函数返回值

return

一个函数有多个返回：

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def divid(a,b):
  shang = a/b
  yushu = a%n
  return shang,yushu # 默认元组
result = divid(5,2)
print(result)

6、递归函数

函数内部，自己调用自己

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# 递归(自己调用自己)
# 5!= 5*4*3*2*1 --> 5*4!
# 4!= 4*3*2*1       4*3!
# 3!= 3*2*1
# 2!= 2*1
# 1!= 1
# show()就是算一个数的阶乘
def show(num):
#     result = 5 * 4!
    if num == 1:
        return 1
    else:
        return num * show(num-1)
    
    
result = show(6)
print(result)

7、局部变量

  • 局部变量：在函数内部定义的函数
  • 作用范围在这个函数内部。
  • 作用：为了零时保存数据需要在函数定义变量来进行存储
  • 当函数调用时，局部变量呗创建，当函数调用完成后这个变量就不能用了

8、全局变量

一个变量既能在一个函数中使用，也能在其他函数中使用，全局变量

在函数外定义的变量就是全局变量

全局变量能够在所有函数中进行访问

  • 当函数内出现局部变量和全局变量重名时，函数内部的 变量名 = 数据 可以理解为一个局部变量而不能修改全局变量。
  • 修改全局变量 globle XX
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# 局部变量和全局变量： 在函数里面的定义的变量就是局部，外面就是全局

# 全局变量，可以在函数内部使用（前提是函数内部没有跟全局变量重名的变量）
g_age= 20

def show():
    # 局部变量
    # global age # 函数内部想要修改全局变量的值的时候使用
    age = 18
    print(age)
show()

print(age)
# 提示： 以后不要把全局变量和局部变量的名字设置成一样
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