5.0 Python 定义并使用函数
函数是python程序中的基本模块化单位,它是一段可重用的代码,可以被多次调用执行。函数接受一些输入参数,并且在执行时可能会产生一些输出结果。函数定义了一个功能的封装,使得代码能够模块化和组织结构化,更容易理解和维护。在python中,函数可以返回一个值或者不返回任何值,而且函数的参数可以是任何python对象,包括数字、字符串、列表、元组等。python内置了许多函数,同时也支持用户自定义函数。
Python 中可以创建这样四种类型的函数:
- 全局函数:定义在模块
- 局部函数:嵌套于其它函数中
- lambda函数:表达式,如需多次调用
- 方法:与特定数据类型关联的函数,并且只能与数据类型关联一起使用
函数创建的相关定义规则:
- 函数代码块以def关键词开头,后接函数标识符名称和圆括号()
- 任何传入参数和自变量必须放在圆括号中间,圆括号之间可以用于定义参数
- 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
- 函数内容以冒号起始,并且必须保持缩进,否则会当作普通语句来执行
- return
[表达式]
结束函数,选择性地返回一个值给调用方,也就是返回值
5.1 有参与无参函数
Python是一种支持函数编程的编程语言。在Python中,函数可以分为有参函数和无参函数。有参函数接受零个或多个参数,并执行操作或返回一个值。无参函数则根本不需要任何参数。通常,有参函数通过其参数来接受外部数据,以便在函数执行时进行操作或返回结果。而无参函数则只提供在函数代码中预定义的代码块。因此,无论是有参函数还是无参函数,它们都是Python编程中非常重要的组成部分,具有广泛的用途。
定义无参函数: 如下我们编写一个无参数的函数,并在后面直接调用其执行.
import sys |
定义有参函数: 如下我们编写两个函数,分别给予相应的参数,其返回值则不相同.
import sys |
5.2 函数参数传递
默认情况下,参数通过其位置进行传递,从左至右,这意味着,必须精确地传递和函数头部参数一样多的参数,但也可以通过关键字参数、默认参数或参数容器等改变这种机制.
通常python中所支持的参数传递形式:
- 普通参数:普通参数传递,在定义函数时就指定了规律是从左至右传递
- 默认参数:定义函数时是使用
"name=value"
的语法直接给变量一个值,从而传入的值可以少于参数个数 - 指定参数:调用函数时指定
"name形式参数=value实际参数"
的语法通过参数名进行匹配 - 动态参数:在我们定义函数时,形式参数中收集任意多基于普通参数
【定义函数时使用* :收集普通参数,返回元组,*args】【定义函数时使用**:收集指定参数,返回列表,**kwargs】
- 动态参数解包:在调用函数时,使用
**开头
的参数,从而传递任意多基于普通或指定参数
关于函数中形式参数与实际参数的区别:
- 形式参数:形参变量只有在被调用时才分配内存单元,在调用结束时,即刻释放所分配的内存单元.因此,形参只在函数内部有效.函数调用结束返回主调用函数后则不能再使用该形参变量
- 实际参数:实参可以是常量、变量、表达式、函数等,无论实参是何种类型的量,在进行函数调用时,它们都必须有确定的值,以便把这些值传送给形参.因此应预先用赋值,输入等办法使参数获得确定值
普通参数传递: 定义一个函数体,并且为其传递三个参数,执行函数并打印结果.
def stu(name,age,country): |
带默认参数传递: 同样的,我们可以给指定的字段添加默认参数,如果用户不输入则默认使用指定参数,此处需要注意:如果您要使用带默认参数的函数,则需要把带参数的字段,放在函数最后一项.
def stu(age,country,name="none",sex="man"): |
动态参数传递(传递列表): 若你的函数在定义时不确定用户想传入多少个参数,就可以使用非固定参数,传递一个列表.
def stu(name,age,*args): #*args会把多传入的参数变成一个元组. |
执行函数时有·*
,则把所有迭代对象拆分为单个元素作为元组的元素,如传入列表,会把列表中每一个元素遍历添加到元组中当作一个元素,如下可看到差别.
def fun(*args): #动态参数返回元组 |
动态参数传递(传递字典): 我们可以使用**kwargs
默认参数,来接收一个字典,并通过函数体打印出来.
def stu(name,age,*args,**kwargs): |
如上方法是在调用函数的时候传递的字典,当然我们也可以直接将一个现有的字典传递进去.
def fun(name,**kwargs): |
动态参数传递(万能参数): 我们使用*与**
通常情况下可以传递任何值,所以称作万能参数.
def fun(*args,**kwargs): |
拓展补充: 其实在python中我们经常看到万能参数,比如str.format()
方法,就是一个典型的万能参数的例子,如下演示,了解即可.
"hello {0},age {1}" string= |
在多个同名函数的情况下,默认使用最后后一个函数,最后一个函数名会指向新的内存对象,函数名是函数体在内存中的引用.
def fun(a,b): |
函数传递的是指针,所以我们的数据会被保留下来如下例子.
def fun(x): |
如下例子由于函数没有定义返回值,所以默认为none.
def fun(x): |
5.3 通用函数返回值
return语句用来实现退出函数,选择性地向调用方返回一个表达式,不带参数值的return语句返回None,之前的例子都没有示范如何返回数值,如下先来看一下返回语句的规则:
- Return 语句用于退出函数,选择性地向调用方返回一个表达式
- 如果Return语句不带任何参数,则不带参数值的Return语句默认返回None
- 函数在执行过程中只要遇到Return,就会停止执行并返回结果,通俗的将遇到ret说明函数结束
默认函数返回: 如下使用默认函数返回,通常情况下返回一个确定数值.
def add(num1,num2): |
选择性返回: 在函数体内部使用判断结构,如果输入的是偶数返回0,否则返回-1.
def check(num): |
返回一个列表: 通过函数体的运算后,将一个列表返回给外部来接收使用.
import os |
5.4 通用函数闭包
函数是一段可执行代码,编译后就固化了,每个函数在内存中只有一份实例,得到函数的入口点便可以执行函数了,一个函数可作为另一个函数的参数或返回值,可以赋给一个变量.函数可以嵌套定义,即在一个函数内部可以定义另一个函数,有了嵌套函数这种结构,便会产生闭包问题.
闭包是由函数及其相关的引用环境组合而成的实体(闭包=函数+引用环境)这个从字面上很难理解,python中的闭包从表现形式上定义(解释)为:如果在一个内部函数里,对在外部作用域(但不是在全局作用域)的变量进行引用,那么内部函数就被认为是闭包(closure).这个定义是相对直白的,好理解的,下面举一个简单的例子来说明.
def adds(x): |
如上代码,在一个内部函数里:adder(y)就是这个内部函数,对在外部作用域(但不是在全局作用域)的变量进行引用:x就是被引用的变量,x在外部作用域adds里面,但不在全局作用域里,则这个内部函数adder就是一个闭包.闭包=函数块+定义函数时的环境,adder就是函数块,x就是环境,当然这个环境可以有很多,不止一个简单的x.
闭包返回函数: 通过使用闭包,返回一个函数,并使用函数做进一步的计算.
import os |
闭包选择返回: 通过返回值判断,来使用不同的闭包函数,从而返回不同的结果.
import os |
闭包返回函数列表: 通过使用闭包函数,一次性返回多个函数列表,每个函数拥有独立空间.
def count(): |
5.5 函数嵌套与递归
除了函数的闭包以外,函数还支持两种调用方式,一种是嵌套函数,另一种是递归函数,这里需要注意的是,最好在开发中尽量少用这样的结构,这种结构一旦层数变多将很难后期进行维护,所以你懂的.
- 嵌套函数:即指在一个函数体中,嵌套另外一个函数体,内部函数执行后将结果返回给外部函数使用
- 递归函数:函数在其内部调用它自己,就叫做递归,但递归需设置退出条件,不然会一直递归下去,变成一个死循环
嵌套函数: 定义一个嵌套函数,并打印出其执行轨迹,并理解其原理.
import os |
递归函数: 使用递归的方式实现指定数字的阶乘,如下所示.
import os |
5.6 LAMBDA匿名函数
Lambda是Python中的一个关键字,用于创建匿名函数。匿名函数是没有名称的小函数,通常用于仅需要一次性使用的场景。它们可以被传递为参数,或者作为返回值返回给其他函数使用。
Lambda函数的语法很简单,使用lambda关键字定义,后跟参数,并且只能包含一个表达式。该表达式的结果则作为函数返回值。
关于匿名函数的一些注意事项:
- lambda只是一个表达式,函数体比 def 简单很多
- lambda表达式会自动return返回值,条件为真返回True,条件为假返回False
- 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
- 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
- lambda函数看起来只能写一行,却不等同于C或C++的内联函数,应该区别对待,毕竟是两们不同语言.
定义匿名函数: 使用功能最基本的语法定义一个匿名函数.
sum=lambda x,y,z: x+y+z |
定义匿名函数: 对于简单的函数,也存在一种简便的表示方式,即:lambda表达式.
# ######################### 普通函数 ######################### |
向匿名函数传递列表: 想一个匿名函数传递一个列表,并分别计算后返回相应数据.
map(lambda x:x**2,[1,5,4,8]) res= |