学Python 函数从青铜到王者

Posted 2021-06-26 宝山的博客

文章目录

• Python 入门第三天
• • Python 函数入门
  • • 1.函数定义
    • 2.函数调用
    • 3.函数的命名规则
    • 4.函数的参数
    • 5. 函数的作用域
  • Python 高级函数
  • • 1.嵌套函数
    • 2.装饰器之不带参数的func
    • 3. 装饰器之带参数的func
    • 3.有参数的装饰器
    • 4.装饰器案例

Python 入门第三天

hello ,欢迎看到黄昏的 python 函数部分，这里主要从介绍函数从入门到超神，如果你在学习的过程中，有问题欢迎咨询我哦，我们一起讨论。
此次文章主要介绍函数的入门级和函数的高级，从定义到装饰器。

Python 函数入门

函数是组织好的，可重复使用的，用来实现单一，或相关联功能的代码段。

函数能提高应用的模块性，和代码的重复利用率

函数有具体的组成部分:函数名,函数体,参数,返回值

从分类上看，函数可分为内置函数 和 自定义函数

为了实现不同的编程需求，还可为函数加上各种规则及作用域的限制，以完成整个功能

1.函数定义

• 定义函数使用关键字def，后接函数名，再后接放在()中的可选参数列表，最后是冒号。格式如下

  def 函数名(参数1,参数2,...,参数N):
  

• 例如：

  def max(a, b):                           #定义函数名 max 
      if a >= b:
          return a  # 返回a
      else:
          return b  # 返回b
          
  return 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。        
  

2.函数调用

• 函数调用

  调用时，直接使用函数名称即可
  hello("I love Python!")        # 调用函数，结果输出：I love Python!
  

3.函数的命名规则

• 函数名的命名有其对应的规则
  • 必须以字母或下划线开头
  • 可以包含任意字母、数字或下划线的组合
  • 不能使用任何特殊字符或标点符号
  • 区分大小写
  • 不能是保留字
  • 不能以数字开头

4.函数的参数

形参是从函数的角度来说的，在定义函数时写到括号中的参数就是形参。所谓形参就是形式上的参数

实参是从调用的角度来说的，在调用函数时写到括号里传给函数的参数就是实参，实参可以是常量、变量、表达式、函数。
实参的个数与类型应与形参一一对应，不能多也不能少

• 形参与实参的区别：

• 形参是虚拟的，不占用内存空间。形参变量只有在被调用时才分配内存单元
• 实参是一个变量，会占用内存空间，数据传送单向，由实参传给形参，不能由形参传给实参

• 函数的参数有几种：

  • 必备参数: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

    def get_info(name, age):
        print("My name is %s, I'm %d years old." %(name, age))
     
    get_info('tom',25)
    get_info('jerry',16)
    

  • 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

    def get_info(name, age):
        print("My name is %s, I'm %d years old." %(name, age))
     
    # get_info(16, 'jerry')      # TypeError: %d format: a number is required, not str
    get_info(age=16, name='jerry')  # My name is jerry, I'm 16 years old.
    

  • 默认参数:调用函数时，默认参数的值如果没有传入，则被认为是默认值

    def get_info(name, age, sex='male'):
        print('Name: %s' %name)
        print('age: %d' %age)
        print('Sex: %s' %sex)
     
    get_info('tom',23)
    get_info('jerry',30,'female
    

  • 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

    # def add(x, y):
    #     return x + y
     
    def add(*tuples):
        sum=0
        for v in tuples:
            sum += v
        return sum
     
    print(add(1,4,6,9))         # 20
    print(add(1,4,6,9,5)) 
    
    

• 参数的位置优先级

  • 关键字参数
  • 默认参数
  • args不定长参数
  • kwargs不定长参数

5. 函数的作用域

• Python中的作用域分4种情况：

  L：local，局部作用域，即函数中定义的变量；

  E：enclosing，嵌套的父级函数的局部作用域，即包含此函数的上级函数的局部作用域，但不是全局的；

  G：globa，全局变量，就是模块级别定义的变量；

  B：built-in，系统固定模块里面的变量。

• 搜索变量的优先级顺序依次是：
  作用域局部 > 外层作用域 > 当前模块中的全局 > python内置作用域，也就是LEGB。

  x = int(2.9)  # int built-in
   
  g_count = 0  # global
  def outer():
      o_count = 1  # enclosing
      def inner():
          i_count = 2  # local
          print(o_count)
      # print(i_count) # 找不到
      inner() 
  outer()
   
  # print(o_count) # 找不到
  当然，local和enclosing是相对的，enclosing变量相对上层来说也是local
  

• 作用域的产生

  在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、try、for等）是不会引入新的作用域的，如下代码

  if 2 > 1:
      x = 1
  print(x)  # 1
  

  这个是没有问题的，if并没有引入一个新的作用域，x仍处在当前作用域中，后面代码可以使用

  def test():
      x = 2
  print(x)    # NameError: name 'x2' is not defined
  

  def、class、lambda是可以引入新作用域的

• ***变量的修***改

  x = 6
  def f2():
      print(x)
      x = 5
  f2()
    
  # 错误的原因在于print(x)时,解释器会在局部作用域找,
  # 会找到x = 5(函数已经加载到内存),但 x 使用在声明前了,所以报错:
  # local variable 'x' referenced before assignment.
  # 如何证明找到了x=5呢?简单:注释掉 x=5,x=6
  # 报错为:name 'x' is not defined
  # 同理
  
  x = 6
  def f2():
      x+=1    # local variable 'x' referenced before assignment.
  f2()
  

• global关键字

  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，当修改的变量是在全局作用域（global作用域）上的，就要使用global先声明一下，代码如下\\

  count = 10
  def outer():
      global count
      print(count) 
      count = 100
      print(count)
  outer()
  

• nonlocal关键字

  global 关键字声明的变量必须在全局作用域上，不能嵌套作用域上，当要修改嵌套作用域（enclosing作用域，外层非全局作用域）中的变量怎么办呢，这时就需要nonlocal关键字了

  def outer():
      count = 10
      def inner():
          nonlocal count
          count = 20
          print(count)
      inner()
      print(count)
  outer()
  
  
  

• 总结

  变量查找顺序：LEGB，作用域局部>外层作用域>当前模块中的全局>python内置作用域；
  只有模块、类、及函数才能引入新作用域；
  对于一个变量，内部作用域先声明就会覆盖外部变量，不声明直接使用，就会使用外部作用域的变量；
  内部作用域要修改外部作用域变量的值时，全局变量要使用global关键字，嵌套作用域变量要使用nonlocal关键字。nonlocal是python3新增的关键字，有了这个 关键字，就能完美的实现闭包了。
  

  

Python 高级函数

1.嵌套函数

• 嵌套

  def bar():
      print('in the bar')
  
  
  def foo(func):
      print('in the foo')
  
      def inner():
          return func()
  
      return inner
  
  
  foo(bar)
  # foo(bar)()
  

2.装饰器之不带参数的func

• 被装饰的函数

  def decorative(func):
      def wrapper():    # 定义一个包装器
          print("Please say something: ")
          func()        # 调用func，这个func是我们自己定义的
          print("No zuo no die...")
      return wrapper
  
  @decorative    # 使用@符号调用装饰器
  def show():    # 定义func，名字取什么都无所谓，它只是用来传给装饰器中的func参数
      print("I'm from Mars.")
  
  show()
  

3. 装饰器之带参数的func

• 被装饰的函数

  def decorative(func):
      def wrapper(x):
          print("Please say something...>")
          func(x)
          print("no zuo no die...")
      return wrapper
  
  @decorative
  def show(x):
      print(x)
  
  show("hello,mars.")
  

3.有参数的装饰器

• 一个参数的装饰器

  def foo(func):
      def inner(arg):
          # 验证
          return func(arg)
      return inner
  
  @foo
  def bar(arg):
      print('bar')
  

• 两个参数的装饰器

  def foo(func):
      def inner(arg1,arg2):
          # 验证
          return func(arg1,arg2)
      return inner
  
  @foo
  def bar(arg1,arg2):
      print('bar')
  

• 三个参数的装饰器

  def foo(func):
      def inner(arg1,arg2,arg3):
          # 验证
          return func(arg1,arg2,arg3)
      return inner
  
  @foo
  def bar(arg1,arg2,arg3):
      print('bar')
  

• 不固定参数的装饰器

  def foo(func):
      def inner(*args,**kwargs):
          # 验证
          return func(*args,**kwargs)
      return inner
   
  @foo
  def bar(arg1,arg2,arg3):
      print('bar')
  

• 一个函数可以被多个装饰器装饰

  def foo(func):
      def inner(*args,**kwargs):
          # 验证
          return func(*args,**kwargs)
      return inner
   
  def foo1(func):
      def inner(*args,**kwargs):
          # 验证
          return func(*args,**kwargs)
      return inner
   
   
  @foo
  @foo1
  def bar(arg1,arg2,arg3):
      print('bar')
  

4.装饰器案例

• 为函数添加致谢时间的装饰器函数

  import time
  
  def timmer(func):
      def wrapper(*args,**kwargs):
          start_time = time.time()
          a = func()
          stop_time = time.time()
          print('The func run time is %s'% (stop_time-start_time))
          return a
      return wrapper
      
  @timmer
  def foo():
      time.sleep(3)
      print('in the foo')
      
  print(foo())
  

• 页面验证装饰器

  假定有三个页面，现在要实现其中2个页面验证登录之后才能访问，另一个页面不用验证即可访问
  
  
  首先定义三个页面函数：
  def index():
      print('Welcome to index page')
      return 'from index page'
      
  def home():
      print('Welcome to home page')
      return 'from home page'
      
  def bbs():
      print('Welcome to bbs page')
      return 'from bbs page'
      
      
   然后定义装饰器函数：
   import getpass
  
  user = 'sean'
  passwd = 'abc123'
  def auth(auth_type='local'):
      def out_wrapper(func):
          def wrapper(*args,**kwargs):
              if auth_type == 'local':
                  username = input('Username: ').strip()
                  password = getpass.getpass("Password: ").strip()
                  if username == user and password == passwd:
                      print('authentication passed')
                      func(*args,**kwargs)
              elif auth_type == 'ldap':
                  print('This is ldap authentication')
                  func(*args,**kwargs)
          return wrapper
      return out_wrapper
      
   接下来将装饰器分别应用于home函数与bbs函数：
   def index():
      print('Welcome to index page')
      return 'from index page'
  
  @auth('local')
  def home():
      print('Welcome to home page')
      return 'from home page'
  
  @auth('ldap')
  def bbs():
      print('Welcome to bbs page')
      return 'from bbs page'
  
  # 调用函数
  index()
  home()
  bbs()
  

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