python--函数详解

Posted 2023-02-28 眰恦ღ

函数的作用

我种地要用锄头, 我是每次用时重新做一把锄头, 还是提前做好一把锄头, 需要时直接拿来用？很显然, 每次重新做都是重复劳动, 所以我们选择提前做好一把, 每次直接拿来用, 这里面就是一种复用的思想. 如果需要频繁解决这个问题, 那么解决这个问题的代码就可以提前写好, 需要解决该问题时, 直接拿来用.

例如: 我在代码文件的多个地方都需要计算1-100累加和这个功能, 那么怎么解决这个问题呢?

最简单的方式就是把那块代码复制到需要的地方，但代码量也大大增加，如果这个累加和的功能实现改变了, 意味着所有地方都需要修改, 增加了代码的维护量.

怎么解决呢? 通过将这个功能封装成一个单独的功能代码块, 只要需要该功能, 直接使用该功能代码块, 这个功能代码块我们也叫做函数；简言之，函数的作用就是将常用的代码封装起来， 便于以后使用。

函数语法格式

在 Python 中, 函数使用 def 关键字来定义, 包含函数的名字(功能的名字), 函数的实现(实现功能的代码).

函数的行为分为: 函数定义和函数调用.

1. 函数定义是实现函数功能的过程.

2. 函数调用是使用功能

注意：函数不调用是不会自动执行的.

def 函数名():
 一行或者多行代码

那么1-100这个功能我们就可以写成这样的一个函数(功能代码块).

#定义函数
def my_sum():
 i = 1
 s = 0
 while i <= 100:
  s = s + i
  i += 1
 print("1~100的累积和为:%d" % s)

# 调用函数
my_sum()

函数的参数

再思考一个问题: 我们发现这个函数只能计算1-100的累加和, 我们能否让函数的功能支持从指定开始到结束的数字累加和?

我们可以将我们要开始和结束数字传递给函数, 让函数按照我们传递的参数来计算

def my_sum(start, end):
 my_start = start
 my_end = end
 my_sum = 0
 while my_start <= my_end:
 	my_sum = my_sum + my_start
 	my_start += 1
 print("%d~%d的累积和为:%d" % (start, end, my_sum))
# 函数调用
my_sum(2, 50)

函数参数的作用就是让函数依据我们给定的值来进行运算. 这样可以增强函数的通用性. 函数可以有多个参数

例如: 我们想要编写一个具有加法功能函数, 很显然需要两个参数

def my_add(num1, num2):
 result = num1 + num2
 print('num1 + num2 =', result)  
my_add(10, 20)

我们在调用函数时传递的真实数据叫做实参, 函数参数叫做形参, 形参只是代表真实传递的数值.

多个函数参数再传递时是从左向右传递的. 当然, 在 Python 中我们也可以指定某个值给那个形参.

def my_add(num1, num2):
 result = num1 + num2
 print('num1 + num2 =', result)
my_add(num1=10, num2=20)
my_add(num2=20, num1=10)

1、按照从左向右的顺序传递叫做位置参数.

2、按照形参名字传递叫做关键字参数.

能否在调用函数时既传递位置参数, 又传递关键字参数呢?

def my_add(num1, num2, num3, num4):
 result = num1 + num2 + num3 + num4
 return result
my_add(100, 200, 300, num2=10)

可以， 只需要保证位置参数在关键字参数之前即可

函数的返回值

请思考下面两个问题

1. 现在我们的函数在计算完结果之后, 把结果放到哪里了?

2. 我的程序需要继续使用函数的结计算果来进行下一步计算, 该怎么办?

使用 return 语句将函数的运行结果返回给函数的调用者

def my_add(num1, num2):
 result = num1 + num2
 return result
# 使用一个变量保存函数执行的结果
my_add_result = my_add(10, 20)
# 使用结果进行下一步计算
finish_result = my_add_result + 100
# 输出最终结果
print('最终结果:', finish_result)

print函数 和 return 的区别是什么?

print 只负责将内容输出到屏幕显示. 而 return 会将函数计算结果, 返回给函数的调用者.

比如: 函数类似于一个工厂, 我们将工厂生产所需要的材料通过参数的形式传递给工厂, 工厂使用我们传递的材料生产出产品.

print 相当于生产完产品后, 说了一句 “产品生产完毕”, 但是并不会把产品给用户.

而 return 相当于生产完产品之后, 并将产品交到用户手里. 那么用户就需要用一个篮子来装产品(用变量来保存函数的返回值). 当然, 虽然工厂将产品给了用户, 用户也可以不要(忽略函数的返回值).

关于 return 注意下以下几点.

1. 只要函数执行碰到 return 就会停止执行.

2. 函数中可以编写多个 return, 但有且只有一个 return 会执行.

3. return 后面可以跟上要返回的值, 也单独使用相当于 return None.

4. break 用在循环中, 用来终止循环执行. return 用在函数中, 用来终止函数执行.

局部变量和全局变量

全局变量：在函数外部定义的变量. 全局指的是该变量在当前 python 文件范围内是可见的. 全局变量可以被当前 python 文件内的所有函数直接使用.

局部变量：在函数内部定义的变量. 该变量只能在定义的函数内部使用.

# 定义全局变量
g_val = 100

# 在函数内部可以访问全局变量
def my_function1():
 print(g_val)
# 在函数内部定义局部变量 my_val
def my_function2():
 my_val = 100


# 尝试输出 my_function2 函数中定义的局部变量
def my_function3():
 print(my_val)#这里直接报红线了，因为在函数中定义的变量，在这里看不见


# 函数调用
my_function1()
my_function2()
my_function3()

如果局部变量和全局变量命名冲突, Python 解释器会怎么做？就近原则，局部变量优先级大于全局变量

total_value = 100
def my_function():
 total_value = 200
 print('total_value:', total_value)
my_function() #200

函数的缺省参数(默认参数)

默认参数指的是当函数调用中省略了实参时默认使用的值.

默认参数的语法与使用：

1. 在函数声明或定义时, 直接对参数赋值. 这就是设置形参的默认参数.

2. 在函数调用时, 省略部分或全部的参数. 这时可以用默认参数来代替.

def my_function(a, b=20, c=30):
 return a+b+c
my_function(10) #默认给b,c赋值20,30
my_function(10, 100)
my_function(10, 100, 1000)

注意: 带有默认值的参数一定要位于参数列表的最后面.

函数文档及作用

函数也需要添加注释, 方便函数功能、参数以及返回值的含义能够被调用者知悉. 但普通的单行多行注释, 需要查看函数定义时才能看到, 有没有一种方式能够在调用时快捷查看函数相关信息?

DocString 是一个重要的工具, 它帮助你的程序文档更加简单易懂.

# 单行函数文档字符串
def my_function(param):
 """函数做了什么事, 返回什么结果."""
 return param + 10
# 多行函数文档字符串
def my_add(num1, num2):
 """计算两个整数的和.
 :param int num1: 加法运算的左操作数
 :param int num2: 加法运算的右操作数
 :return 返回两个操作数相加的结果
 """
 result = num1 + num2
 return result

我们可以通过 ctrl + q 快捷键可以查看函数信息, 也可以通过 help() 函数来查看函数信息.

单一职责原则

请问: 在工作中一个人负责的职责越多还是越少越好? 同理问, 编写一个函数, 函数能完成的功能越多还是越少越好?

单一职责原则说的是一个函数只负责一个事情.这是因为, 如果一个函数承担的职责过多, 就等于把这些职责混合在一起, 一个职责的变化可能会影响其它职责的能力.

1. 简称 单一职责原则的英文名称是Single Responsibility Principle, 简称RSP.

2. 定义 就一个函数而言, 应该仅有一个引起它变化的原因, 简单的说, 一个函数中应该是一组相关性很高的的封装.即一个类只负责一项职责, 而不应该同时负责多个职责.

3. 问题 比如 A 函数负责两个不同的职责 B 和 C；B 功能需求发生变化时, 更改 A 函数, 有可能使原本正常运行的 C 发生错误, 代码耦合性太高, 较复杂.

4. 解决 把功能独立出来, 让它们满足单一职责原则. 比如创建两个函数 A1 和 A2, A1 完成功能 B, A2 完成功能C. 任何一个功能出现问题都不会造成另一个功能出问题