Python 高级变量类型 --- 函数的进阶

Posted 2020-12-30 小Q渺晓

目标

• 函数参数和返回值的作用
• 函数的返回值 进阶
• 函数的参数 进阶
• 递归函数
• 命名空间

01，函数参数和返回值的作用

函数根据 有没有参数 以及 有没有返回值 ，可以 相互组合 ， 一共4种组合
1，无参数，无返回值
2，无参数，有返回值
3，有参数，无返回值
4，有参数，有返回值

定义函数时，是否接收参数，或者是否返回结果， 是根据 实际的功能需求 来决定的
1，如果函数 内部处理的数据不确定 ，就可以将外界的数据参数传递函数内部
2，如果希望一个函数 执行完成后，向外界汇报执行结果 ，就可以增加函数返回值

02，函数的返回值 进阶

• 在程序开发中，有时候，会希望 一个函数执行结束后，告诉调用这一个结果， 以便调用者针对具体的结果做后续的处理
• 返回值 是函数 完成工作后，最后 给调用者的 一个结果
• 在函数中使用return 关键值可以返回结果
• 调用函数一方，可以 使用变量 来 接收 函数的返回结果

问题 ：一个函数执行后能否返回多个结果？

示例 -- 温度和湿度测量

• 假设要开发一个函数能够同时返回当前的温度和湿度
• 先完成返回温度 的功能如下：

	def measuring():
		"""测量温度和湿度"""
	
		print("测量开始 ----")
		temp = 23
		humidity = 35
		print("测量结束 ----")
	
		# 元组 - 可以包含多个数据，因此可以使用元组让函数一次返回多个值
		# 如果函数返回的类型是元组，小括号可以省略
		# return （temp, humidity）
		return temp, humidity
	
	
	# 元组
	result = measuring()
	print(result)
	
	# 需要单独的处理温度或者湿度
	print(result[0])
	print(result[1])
	
	# 如果函数返回的类型是元组，同时希望单独处理元组中的元素
	# 可以使用多个变量，一次接收函数的返回值
	# 注意，使用多个变量接收结果时，变量的个数应该和元组中元素的个数保持一致
	t_temp, t_humidity = measuring()
	
	print("测量的温度为: %.2f" % t_temp)
	print("测量的湿度为: %.2f" % t_humidity)
	
	
	# 结果呈现
	测量开始 ----
	测量结束 ----
	(23, 35)
	23
	35
	测量开始 ----
	测量结束 ----
	测量的温度为: 23.00
	测量的湿度为: 35.00

交换两个数字

	
	# 定义变量
	a = 100
	b = 50
	
	# 解法一：使用其他变量
	c = a
	a = b
	b = c
	
	# 解法二：不使用其他变量
	a = a + b
	b = a - b
	a = a - b
	
	# 解法三： python专有
	a, b = (b, a)
	
	# 提示:等号右边是一个元组，只是把小括号省略了
	a, b = b, a
	
	print("a = %d" % a)
	print("b = %d" % b)
	
	
	# 结果呈现
	a = 50
	b = 100

03，函数的参数 进阶

3.1 不可变和可变的参数

问题1：在函数内部，针对参数使用 赋值语句， 会不会影响调用函数时传递的 实参变量？ -- 不会！

• 无论传递的参数是 可变 还是 不可变
  • 只要 针对参数 使用 赋值语句 ，会在 函数内部 修改 局部变量的引用，不会影响到 外部变量的引用

	def demo(num, num_list):
	
		# 在函数内部，针对参数使用赋值语句，不会修改到外部的实参变量
		num = 100
		num_list = [4, 5, 6]
	
		print("函数内部代码 num = %d" % num)
		print("函数内部代码 num_list = %s" % (num_list))
	
	gl_num = 66
	gl_num_list = [1, 2, 3]
	
	demo(gl_num, gl_num_list)
	
	print("函数外部代码 gl_num = %d" % gl_num)
	print("函数外部代码 gl_num_list = %s" % (gl_num_list))
	
	# 结果呈现
	函数内部代码 num = 100
	函数内部代码 num_list = [4, 5, 6]
	函数外部代码 gl_num = 66
	函数外部代码 gl_num_list = [1, 2, 3]

问题2： 如果传递的参数是 可变类型，在函数内部，使用 方法 修改了数据的内容， 同样会影响到外部的数据

	def demo(num_list):
	
		# 使用方法修改列表的内容
		num_list.append(6)
	
		print("函数内部代码 %s" % num_list)
	
	gl_num_list = [1, 2, 3]
	
	demo(gl_num_list)
	
	print("函数外部代码 %s" % gl_num_list)
	
	# 结果呈现
	函数内部代码 [1, 2, 3, 6]
	函数外部代码 [1, 2, 3, 6]

+=

• 在python中，列表变量词用+=本质上是在执行列表变量的extend方法，不会修改变量的引用

	def demo(num, num_list):
	
		# num = num + num
		num += num
	
		# 列表变量使用 += 不会做相加在赋值的操作！
		# num_list = num_list + num_list
		# 本质上是在调用列表的 extend 方法
		num_list += num_list
		# num_list.extend(num_list)
	
		print("函数内部代码 num = %d" % num)
		print("函数内部代码 num_list = %s" % (num_list))
	
	gl_num = 66
	gl_num_list = [1, 2, 3]
	
	demo(gl_num, gl_num_list)
	
	print("函数外部代码 gl_num = %d" % gl_num)
	print("函数外部代码 gl_num_list = %s" % (gl_num_list))
	
	# 结果呈现
	函数内部代码 num = 132
	函数内部代码 num_list = [1, 2, 3, 1, 2, 3]
	函数外部代码 gl_num = 66
	函数外部代码 gl_num_list = [1, 2, 3, 1, 2, 3]

3.2 缺省参数

• 定义函数时，可以给 某个参数 指定一个 默认值 ，具有默认值的参数就叫做缺省参数
• 调用函数时，如果没有传入 缺省参数 的值，则在函数内部使用定义函数时指定的 参数默认值
• 函数缺省参数， 将常见的值设置为参数的缺省值，从而 简化函数的调用
• 例如：对列表排序的方法

	gl_list = [6, 3, 9]
	
	# 默认安装升序排序
	gl_list.sort()
	
	print("升序排序 %s" % gl_list)
	
	# 如果需要降序排序，需要执行 reverse 参数
	# reverse 参数就是一个缺省值，默认值为：reverse=False
	gl_list.sort(reverse=True)
	
	print("降序排序 %s" % gl_list)
	
	# 结果呈现
	升序排序 [3, 6, 9]
	降序排序 [9, 6, 3]

指定函数缺省参数

• 在参数后使用赋值语句，可以指定参数的缺省值

	def print_info(name, gender=True):
		"""
	
		:param name: 班上同学的姓名
		:param gender: True 男生，False 女生
		:return:
		"""
	
		gender_text = "男生"
	
		if not gender:
			gender_text = "女生"
	
		print("%s 是 %s" % (name, gender_text))
	
	# 草帽海贼船上男生居多
	# 提示：在指定缺省参数的默认值时，应该使用最常见的值作为默认值
	print_info("蒙奇·D·路飞")
	print_info("罗罗诺亚·索隆")
	print_info("娜美", False)
	print_info("乌索普")
	print_info("文斯莫克·山治")
	print_info("托尼托尼·乔巴")
	print_info("妮可·罗宾", False)
	print_info("弗兰奇")
	print_info("布鲁克")
	print_info("甚平")
	
	# 结果呈现
	蒙奇·D·路飞 是 男生
	罗罗诺亚·索隆 是 男生
	娜美 是 女生
	乌索普 是 男生
	文斯莫克·山治 是 男生
	托尼托尼·乔巴 是 男生
	妮可·罗宾 是 女生
	弗兰奇 是 男生
	布鲁克 是 男生
	甚平 是 男生

提示
1，缺省参数，需要使用 最常见的值 作为默认值！
2，如果一个参数的值 不能确定 ，则不应该设置默认值，具体的数值在调用函数时，由外界传递！

缺省参数的注意事项

1. 缺省参数的定义位置

• 必须保证 带有默认值的缺省参数 在参数列表末尾
• 所以，以下定义是错误的！

def print_info(name, gender=True, title)

2)调用带有多个缺省参数的函数

• 在 调用函数时，如果有 多个缺省参数，需要指定参数名，这样解释器才能够知道参数的对应关系

	def print_info(name,title="", gender=True):
		"""
	
		:param name: 班上同学的姓名
		:param gender: True 男生，False 女生
		:return:
		"""
	
		gender_text = "男生"
	
		if not gender:
			gender_text = "女生"
	
		print("[%s] %s 是 %s" % (title, name, gender_text))
	
	# 草帽海贼船上男生居多
	# 提示：在指定缺省参数的默认值时，应该使用最常见的值作为默认值
	print_info("蒙奇·D·路飞")
	print_info("罗罗诺亚·索隆")
	print_info("娜美", gender=False)
	
	# 结果呈现
	[] 蒙奇·D·路飞 是 男生
	[] 罗罗诺亚·索隆 是 男生
	[] 娜美 是 女生

3.3 多值参数 （动态参数）

定义支持多值参数的函数

• 有时可能需要 一个函数 能够处理的参数 个数 是不确定的，这个时候，就可能使用 多值参数
• python 中有 两种 多值参数
  • 参数名前增加 一个* 可以接收 元组
  • 参数名前增加 两个* 可以接收 字典
• 一般在给多值参数命名时，习惯 使用一下两个名字
  • *args -- 存放 元组 参数，前面有一个 *
  • **kwargs -- 存放 字典 参数，前面有两个**
• args 是 arguments 的缩写，有变量的含义
• kw 是 keyword 的缩写， kwargs 可以记忆 键值对参数

顺序

• 位置参数，*args，默认参数，**kwargs

	def demo(num, *nums, **person):
	
		print(num)
		print(nums)
		print(person)
	
	demo(1)
	
	# 结果呈现
	1
	()
	{}

	def demo(num, *nums, **person):
	
		print(num)
		print(nums)
		print(person)
	
	demo(1, 2, 3, 4, 5, 6, name = "蒙奇·D·路飞", age = 18)
	
	# 结果呈现
	1
	(2, 3, 4, 5, 6)
	{\'name\': \'蒙奇·D·路飞\', \'age\': 18}

提示： 多值参数 的应用会经常出现在网络上开发的框架中，知道多值参数，有利于我们能够读懂大牛的代码

多值参数 -- 计算任意多个数字的和

需求

1，定义一个函数 sum_numbers，可以接收 任意多个参数
2，功能要求：将传递的 所有数字累加 并且返回累加结果

	def sum_numbers(*args):
	
		num = 0
	
		print(args)
	
		# 循环遍历
		for i in args:
			num += i
	
		return num
	
	result = sum_numbers(1, 2, 3, 4, 5)
	
	print(result)
	
	# 结果呈现
	(1, 2, 3, 4, 5)
	15

元组和字典的拆包

• 在调用带有多值参数的函数时，如果希望：

  • 将一个 元组变量，直接传递给 args
  • 将一个 字典变量，直接传递给 kwargs

• 就可以使用 拆包 ，简化参数的传递， 拆包 的方式是：

  • 在 元组变量前，增加一个*
  • 在 字典变量前，增加两个**

	def demo(*agrs, **kwargs):
	
		print(agrs)
		print(kwargs)
	
	
	# 元组变量 、字典变量
	gl_nums = (1, 2, 3)
	gl_dict = {"name" : "蒙奇·D·路飞", "age" : 18}
	
	# 拆包语法，简化元组变量和字典变量的传递
	demo(*gl_nums, **gl_dict)
	demo(1, 2, 3, name = "蒙奇·D·路飞", age = 18)
	
	# 结果呈现
	(1, 2, 3)
	{\'name\': \'蒙奇·D·路飞\', \'age\': 18}
	(1, 2, 3)
	{\'name\': \'蒙奇·D·路飞\', \'age\': 18}

04，函数的递归

函数调用自身的 编程技巧 称为 递归

4.1 递归函数的特点

特点

• 一个函数 内部 调用自己
  • 函数内部可以调用其它函数，当然在函数内部也可以调用自己

代码特点

1，函数内部的 代码 是相同的，只是针对 参数 不同，处理的结果不同
2，当 参数满足一个条件 时，函数不再执行
- 这个非常重要 ，通常被称为递归的出口，否则 会出现死循环！

	def sum_number(num):
		print(num)
	
		# 递归的出口，当参数满足某个条件时，不再执行函数
		if num == 1:
			return
	
		# 函数自己调自己
		sum_number(num - 1)
	
	sum_number(3)
	
	# 结果呈现
	3
	2
	1

4.2 递归案例 -- 计算数字累加

需求

1，定义一个函数 sum_numbers
2，能够接收一个 num 的整数参数
3，计算 1 + 2 + ...num 的结果

	def sum_number(num):
	
		# 递归的出口，当参数满足某个条件时，不再执行函数
		if num == 1:
			return 1
	
		# 数字累加 num + (1 ...num -1)
		# 假设 sum_number 能够正确的处理 1 ...num -1
		temp = sum_number(num - 1)
	
		# 两个数字相加
		return num + temp
	
	result = sum_number(100)
	
	print(result)
	
	# 结果呈现
	5050

提示：递归是一个 编程技巧，初次接触递归会感觉有些吃力！在处理 不确定的循环体条件时 ，格外的有用，例如： 遍历整个文件目录的结构

05，命名空间

5.1 内置命名空间 - - python 解释器 内置函数

• 就是python解释器启动后就可以使用的名字存储在内置命名空间中
• 内置的名字在启动解释器的时候就被加载进内存里
• 在内置：不能使用局部和全局的名字的

5.2 全局命名空间 - - 我们写的代码但不是自定义函数中的代码

• 是在程序从上到下呗执行的过程中依次加载进内存的
• 放置了我们设置的所有变量和函数名
• 在全局：可以使用功能内置命名空间中的名字，但是不能用局部函数使用

5.3 局部命名空间 - - 自定义函数

• 就是函数内部定义的名字
• 当调用函数的时候，才会产生这个名称空间，随着函数执行的结束，这个命名空间就被回收了
• 在局部：可以只用全局、内置命名空间中的命名