学Python 函数从青铜到王者

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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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