Python入门之函数结构——第1关：函数的参数 - 搭建函数房子的砖

Posted 2022-12-13 YLeee

任务描述

当我们需要在程序中多次执行同一类型的任务时，不需要反复编写代码段来完成任务，而是可以利用函数工具来大大方便我们的编程工作。函数是可重复使用的，用来实现相关联功能的代码段。

本实训的目标是让读者了解并掌握函数结构的相关知识，本关的小目标则是让读者先了解并掌握函数参数的有关知识。

相关知识

我们在使用函数前，得先定义一个满足自己使用要求的函数。定义函数的基本结构是：

def functionname( parameters ):
   "函数_文档字符串"
   function_suite
   return [expression]

• 定义函数以def关键词开头，后面跟着函数名、圆括号()、括号中的参数、冒号；
• 接着，在缩进块中编写函数体，函数的第一行语句一般是写文档字符串，用于存放函数说明，也可以选择不写；
• Return[expression]表示结束函数，并返回值。而不带表达式的return相当于返回空值。

本关的重点就是研究函数的参数parameters。定义函数的时候，参数的名字和位置定下来了，函数的接口定义也就完成了。我们在调用函数时，只用知道该传递什么样的参数，函数内部的运行情况已经被封装，使用者不必了解。

Python的函数参数主要包含以下几种：

• 必选参数
• 默认参数
• 可变参数
• 关键字参数

必选参数

必选参数也叫位置参数，是函数中最常用的参数，必选参数就是在调用函数的时候必须指定参数值，例如：

#定义加法函数plus，参数a,b就是必选参数
def plus(a,b):
   c=a+b
   return(c)

#调用函数plus时，必须给参数a,b传递值
d=plus(1,2)

#输出结果d
print(d)

输出结果：

3

如果调用plus函数时，传入的参数不符合要求，例如：

>>d = plus()
TypeError: plus() missing 2 required positional arguments: 'a' and 'b'

>>d = plus(1)
TypeError: plus() missing 1 required positional argument: 'b'

默认参数

默认参数是指给函数参数提供默认值，如果在调用函数的时候没有给该参数传递值，则该参数使用默认值。例如：

#定义加法函数plus，参数a是必选参数，参数b是默认值2的参数
def plus(a,b=2):
c=a+b
return(c)

#调用函数plus时，必须给参数a传递值，若不给b传递值，则b默认为2
d=plus(1)


#输出结果d
print(d)

从上面的例子可以看出，在函数调用过程中可以不用给默认参数传递参数值。但在使用默认参数时，有两点需要注意：

• 默认参数要放在所有必选参数的后面
• 默认参数必须指向不变对象

可变参数

在有些情况下，我们在定义函数的时候，还不能确定函数应该包含多少个参数，这时我们可以使用可变参数，可变参数就是传入的参数数量是可变的。例如：

#定义plus函数，完成的功能是返回输入的整数之和。
# 参数numbers是可变参数，表示输入的参数个数可以为任意值
def plus(*numbers):
add = 0
for i in numbers:
add += i
return(add)

#调用3次plus函数，每次的参数个数都不相同
d1 = plus(1,2,3)
d2 = plus(1,2,3,4)
d3 = plus(1,3,5,7,9)

#向函数中可以传递任意参数，包括0个参数
d4 = plus()

#输出结果
print(d1)
print(d2)
print(d3)
print(d4)

输出结果：

6
10
25
0

在上面的例子中，numbers 就是一个可变参数，可变参数前面加一个标识符*，在函数内部，可变参数numbers接收到的值是一个 tuple。

我们在调用参数是可变参数的函数时，可以给该函数传递任意个数的参数，包括0个参数。

关键字参数

可变参数允许我们在调用函数时传入任意个参数，这些可变参数在函数调用时自动组装为一个tuple。

而关键字参数允许我们传入任意个含参数名的参数，这些关键字参数在函数调用时自动组装为一个dict。也就是说，关键字参数将长度任意的键-值对, 作为参数传递给函数。

#定义一个包含关键字参数的函数，返回值为参数值
def plus(**kw):
return kw

#调用plus函数，参数值为空
d1 = plus()

#调用plus函数，参数值为x=1
d2 = plus(x=1)

#调用plus函数，参数值为x=1,y=2
d3 = plus(x=1, y=2)

#输出d1,d2,d3
print(d1)
print(d2)
print(d3)

输出结果：

'x': 1
'x': 1, 'y': 2

在上面的例子中，kw就是一个关键字参数，关键字参数前面加两个*表示，关键字参数可以扩展函数功能，使传递参数过程更为简便，例如：

#定义一个plus函数，有3个参数，返回值是3个参数之和
def plus(x,y,z):
return x+y+z

#有一个dict列表，当中3个键的值分别为1,2,3
dict = 'x':1, 'y':2, 'z':3

#将dict列表中的3个值传入plus函数中，得到返回值d
d = plus(dict['x'],dict['y'],dict['z'])

#输出d
print(d)

输出结果：

6

但在上述例子中，将字典中的值向plus函数中传递参数的方法过于累赘，可以采取关键字参数的方法。例如：

#定义一个plus函数，有3个参数，返回值是3个参数之和
def plus(x,y,z):
return x+y+z

#有一个dict列表，当中3个键的值分别为1,2,3
dict = 'x':1, 'y':2, 'z':3

#用关键字参数的方法将dict列表中的3个值传入plus函数中，得到返回值d
d = plus(**dict)

#输出d
print(d)

输出结果：

6

使用关键字参数**dict的方法，可以大大提高参数传递的效率。

参数组合

我们在函数定义过程中，可以同时用到必选参数，默认参数，可变参数，关键字参数中的一种或几种。但是，需要特别注意的是，这四种参数在使用的过程中是有顺序的，顺序依次应该是必选参数、默认参数、可变参数和关键字参数。

例如：

#定义一个包含必选参数、默认参数、可变参数和关键字参数的函数plus
def plus(x, y, z=0, *args, **kw):
print('x=',x)
print('y=',y)
print('z=',z)
print('args=',args)
print('kw=',kw)

#调用函数plus，输入两个参数1,2
plus(1,2)

输出结果：

1. x= 1
2. y= 2
3. z= 0
4. args= ()
5. kw=

上面这个例子向plus函数中传入了两个必选参数1和2，必选参数是必须得提供值，但是默认参数、可变参数和关键字参数可以不用提供值。

我们还可以给默认参数、可变参数和关键字参数传递值，例如：

定义一个包含必选参数、默认参数、可变参数和关键字参数的函数plus
def plus(x, y, z=0, *args, **kw):
print('x=',x)
print('y=',y)
print('z=',z)
print('args=',args)
print('kw=',kw)

#调用函数plus，输入参数x=1,y=2,z=3,args=(4,5,6),kw=
plus(1,2,3,4,5,6)

print('\\n')

#调用函数plus，输入参数x=1,y=2,z=3,args=(4,5,6),kw='k':7, 'm':8
plus(1,2,3,4,5,6,k=7,m=8)

输出结果：

1. x= 1
2. y= 2
3. z= 3
4. args= (4, 5, 6)
5. kw=
6.  
7.  
8. x= 1
9. y= 2
10. z= 3
11. args= (4, 5, 6)
12. kw= 'k': 7, 'm': 8

小结

• 不同类型的参数是有顺序的，依次是必选参数、默认参数、可变参数和关键字参数。
• 默认参数一定要用不可变对象，用可变对象容易产生逻辑错误。
• *args表示的是可变参数，*args接收的是一个元组。
• *kw表示的是关键字参数，*kw接收的是一个字典。

编程要求

本关的编程任务是补全src/Step1/plus.py文件的代码，实现相应的功能。具体要求如下：

• 定义并调用一个函数，功能是对输入的列表中的数值元素进行累加，列表中元素的个数没有确定；
• 将累加结果存储到变量d中；
• 输出累加结果d。

本关涉及的代码文件src/Step1/plus.py的代码框架如下：

#coding=uft-8

#创建一个空列表numbers
numbers = []

#str用来存储输入的数字字符串，lst1是将输入的字符串用空格分割，存储为列表
str = input()
lst1 = str.split(' ')

#将输入的数字字符串转换为整型并赋值给numbers列表
for i in range(len(lst1)):
numbers.append(int(lst1.pop()))

# 请在此添加代码，实现编程要求
#********** Begin *********#




#********** End **********#
print(d)

测试说明

本关的测试文件是src/Step1/plus.py，测试过程如下：

1. 平台自动编译生成plus.exe;
2. 平台运行plus.exe，并以标准输入方式提供测试输入；
3. 平台获取plus.exe输出，并将其输出与预期输出对比。如果一致则测试通过，否则测试失败。

以下是平台对src/Step1/plus.py的样例测试集：

测试输入：
1 2 3 4 5
预期输出：
15

测试输入：
1 3 5 7 9 11
预期输出：
36

测试输入：
2 4 6 8 10 12 14 16
预期输出：
72

开始你的任务吧，祝你成功！

明明每天都无所事事，却也感觉不到半点轻松。不如去运动吧

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参考答案

# coding=utf-8

# 创建一个空列表numbers
numbers = []

# str用来存储输入的数字字符串，lst1是将输入的字符串用空格分割，存储为列表
str = input()
lst1 = str.split(' ')

# 将输入的数字字符串转换为整型并赋值给numbers列表
for i in range(len(lst1)):
   numbers.append(int(lst1.pop()))

# 请在此添加代码，对输入的列表中的数值元素进行累加求和
# ********** Begin *********#
def plus(*numbers):
    sum = 0
    for i in numbers:
        sum += i
    return sum

d = plus(*numbers)

# ********** End **********#

print(d)