Python基础之函数

Posted 2021-03-09 【麦麦提敏】

 一、背景

　　在学习函数之前，一直遵循：面向过程编程，即：根据业务逻辑从上到下实现功能，其往往用一长段代码来实现指定功能，开发过程中最常见的操作就是粘贴复制，也就是将之前实现的代码块复制到现需功能处，如下：

while True：
    if cpu利用率 > 90%:
        #发送邮件提醒
        连接邮箱服务器
        发送邮件
        关闭连接
    
    if 硬盘使用空间 > 90%:
        #发送邮件提醒
        连接邮箱服务器
        发送邮件
        关闭连接
    
    if 内存占用 > 80%:
        #发送邮件提醒
        连接邮箱服务器
        发送邮件
        关闭连接

在上述代码，if条件语句下的内容是可以被提取出来公用，如下：

def 发送邮件(内容)
    #发送邮件提醒
    连接邮箱服务器
    发送邮件
    关闭连接
    
while True：
    
    if cpu利用率 > 90%:
        发送邮件(\'CPU报警\')
    
    if 硬盘使用空间 > 90%:
        发送邮件(\'硬盘报警\')
    
    if 内存占用 > 80%:

对于上述的两种实现方式，第二次必然比第一次的重用性和可读性要好，其实这就是函数式编程和面向过程编程的区别：

• 函数式：将某功能代码封装到函数中，日后便无需重复编写，仅调用函数即可
• 面向对象：对函数进行分类和封装，让开发“更快更好更强...”

二、函数的定义和使用

定义: 函数是指将一组语句的集合通过一个名字(函数名)封装起来，要想执行这个函数，只需调用其函数名即可

特性:

1. 减少重复代码
2. 使程序变的可扩展
3. 使程序变得易维护

   def 函数名(参数):
          
       ...
       函数体
       ...
       返回值

    

函数的定义主要有如下要点：

 

• def：表示函数的关键字
• 函数名：函数的名称，日后根据函数名调用函数
• 函数体：函数中进行一系列的逻辑计算，如：发送邮件、计算出 [11,22,38,888,2]中的最大数等...
• 参数：为函数体提供数据
• 返回值：当函数执行完毕后，可以给调用者返回数据。

1、返回值

　　函数是一个功能块，该功能到底执行成功与否，需要通过返回值来告知调用者。

以上要点中，比较重要有参数和返回值：

1.函数在执行过程中只要遇到return语句，就会停止执行并返回结果，所以也可以理解为 return 语句代表着函数的结束。

2.return 只有在python中如果没有写return，python会自动给你返回一个None。但其他语言不会。

def 发送短信():
       
    发送短信的代码...
   
    if 发送成功:
        return True
    else:
        return False
   
   
while True:
       
    # 每次执行发送短信函数，都会将返回值自动赋值给result
    # 之后，可以根据result来写日志，或重发等操作
   
    result = 发送短信()
    if result == False:
        记录日志，短信发送失败..

 

2、函数的参数

　　　形参：变量只有在被调用时才分配内存单元，在调用结束时，即刻释放所分配的内存单元。因此，形参只在函数内部有效。函数调用结束返回主调用函数后则不能再使用该形参变量

　　　实参：可以是常量、变量、表达式、函数等，无论实参是何种类型的量，在进行函数调用时，它们都必须有确定的值，以便把这些值传送给形参。因此应预先用赋值，输入等办法使参数获得确定值

 使用参数可以简化函数重复性。

def CPU报警邮件()
    #发送邮件提醒
    连接邮箱服务器
    发送邮件
    关闭连接

def 硬盘报警邮件()
    #发送邮件提醒
    连接邮箱服务器
    发送邮件
    关闭连接

def 内存报警邮件()
    #发送邮件提醒
    连接邮箱服务器
    发送邮件
    关闭连接
 
while True：
 
    if cpu利用率 > 90%:
        CPU报警邮件（）
 
    if 硬盘使用空间 > 90%:
        硬盘报警邮件（）
 
    if 内存占用 > 80%:
        内存报警邮件（）

无参数实现

def 发送邮件(邮件内容)

    #发送邮件提醒
    连接邮箱服务器
    发送邮件
    关闭连接

 
while True：
 
    if cpu利用率 > 90%:
        发送邮件("CPU报警了。")
 
    if 硬盘使用空间 > 90%:
        发送邮件("硬盘报警了。")
 
    if 内存占用 > 80%:
        发送邮件("内存报警了。")

有参数实现

 

函数的有三中不同的参数：

• 普通参数
• 默认参数
• 动态参数

# ######### 定义函数 ######### 

# name 叫做函数func的形式参数，简称：形参
def func(name):
    print name

# ######### 执行函数 ######### 
#  \'wupeiqi\' 叫做函数func的实际参数，简称：实参
func(\'wupeiqi\')

def func(name, age = 18):
    
    print "%s:%s" %(name,age)

# 写入参数
func(\'wupeiqi\', 19)
# 使用默认参数
func(\'alex\')

注：默认参数需要放在参数列表最后

默认参数

def func(name, age):
    print("%s:%s" %(name,age))
#接收参数(在传参过程中，如果没有指定参数，形式参数会按照你实际参数的顺序去传。)
    func(\'wupeiqi\',19 )
# 指定参数(在传参过程中，我们可以通过指定参数改变顺序。)
    func(age=19,name=\'wupeiqi\')

指定参数

def func(*args):
    print(args,type(args))

# 执行方式一
li = [11,2,2,3,3,4,54]
func(li，\'12\')  #会把li当成*args中其中一个元素，

# 执行方式二
li = [11,2,2,3,3,4,54]
func(*li)    #加上*后会把列表中的所有元素转化为元组到*args中

动态参数-元组形式

def func(**kwargs):

    print args

#执行形式必须使用\'指定参数\'来传参数，否则报错

# 执行方式一
func(name＝\'wupeiqi\',age=18)

# 执行方式二
li = {\'name\':\'wupeiqi\', age:18, \'gender\':\'male\'}
func(**li)

#执行方式三
dic = {\'name\':\'wupeiqi\', age:18, \'gender\':\'male\'}
func(kk=dic)

动态参数-字典形式

#元祖形式的封装到*args中，字典形式的封装到**kwars。
# 默认:大家都写成*args、**kwars
def func(*args,**kwars):
    print(args)
    print(kwars)
func(11,22,33,k1=\'k1\',k2=\'k2\')
注:*的必须写在前面，**写在后面。

#######格式化#######
1、第一种格式化数字用%d、字符用%s
a=\'tlh\'
b=123
print(\'number is %d,str is %s\'%(b,a))
2、第二种格式化format
元祖形式：
s="i am {0}, age{1}".format(*["alex",18])
print(s)
字典形式：
s="i am {name}, age{age}".format(name=\'tlh\',age=18])
dic={\'name\':\'tlh\',\'arg\':18}
s="i am {name}, age{age}".format(**dic)
print(s)

3、函数注意点：

def f1(a1,a2):
    return a1+a2
def f1(a1,a2):
    return a1*a2
ret=f1(8,8)
print(ret)

2个f1的结果为？

########函数参数的传递#######
def f1(a1):
    a1.append(999)
li=[11,22,333]
#函数如果传递
#1、引用(li在内存中的地址)，那么在运行函数时就是把li本身传递到函数中进行处理。
#2、值(li在内存中重新复制一份)，那么在运行函数时就是li的复制，li本身没有发生变化。
f1(li)
#但在函数中都是用的引用，改变都是li本身的值。
print(li)

传递的是参数或引用

######作用域######
#作用域以函数分割
def f1():
    name=\'tlh\'
def f2():
    print(name)
#全局变量,在所有的作用域都可读
NAME=\'tlh\'
def f1():
    age=18
    print(name,age)
f1()
#局部变量
NAME=\'tlh\'
def f2():
#如果函数内定义了和全局变量一样的变量，优先使用局部变量。
    name=\'aaaa\'
    age=17
    print(name,age)
f2()
#对全局变量修改(global)
def f3():
    global name=\'aaaa\'
    age=17
    print(name,age)
f3()
#对特殊的全局变量进行添加,如：列表和字典，但不可赋值(NAME=\'aa\').
NAME=[\'tlh\',\'aa\',\'bbb\']
def f4():
    NAME.append(\'dd\')
f4()
print(name)

全局变量(大写)

 例如：

def login(username,password):
    """
    注释：登录判断
    """
    f =open("db",\'r\')
    for line in f:
        login_list=line.split("|")
        if login_list[0]==username and login_list[1]==password:
            return True
    return False
def register(username,password):
    """
    注释:注册用户
    """
    f = open("db", \'r\')
    temp="\\n"+username+"|"+password
    f.write(temp)
    f.close()
def main():
    """
    注释：执行的主程序
    """
    t =input("1:登录 2:注册")
    if t==\'1\':
        user=input(\'请输入用户名\')
        pwd=input(\'请输入密码\')
    r=login(user,pwd)
    if r:
        print(\'登录成功\')
    else:
        print(\'登录失败\')
    if t==\'2\':
        user = input(\'请输入用户名\')
        pwd = input(\'请输入密码\')
        register(user,pwd)
main()

函数式编程(登录注册)

 

 三、内置函数

更多：查看详细

常用：

abs() 返回数字的绝对值

int（）将字符串或者小数转换成整数

str（）将其他类型转换是字符型

len（X）返回X的长度。

print（）输出

type（X）返回X的数据类型

open（f）打开一个文件f并返回文件类型的对象。

dir()  查看该对象的所有函数

四、其他

       主要是一些对方函数的补充，如：递归和迭代，全局变量和局部变量等。

1、三元运算

　　学习条件运算时，对于简单的 if else 语句，可以使用三元运算来表示，即：

# 普通条件语句
if 1 == 1:
    name = \'wupeiqi\'
else:
    name = \'alex\'
    
# 三元运算
name = \'wupeiqi\' if 1 == 1 else \'alex\'

2、lambda表达式

　　对于简单的函数，也存在一种简便的表示方式，即：lambda表达式

# ###################### 普通函数 ######################
# 定义函数（普通方式）
def func(arg):
    return arg + 1
    
# 执行函数
result = func(123)
    
# ###################### lambda ######################
    
# 定义函数（lambda表达式）
my_lambda = lambda arg : arg + 1 #默认return，只能简单的赋值。
    
# 执行函数
result = my_lambda(123)

3、发送邮件实例

import smtplib
from email.mime.text import MIMEText
from email.utils import formataddr
  
  
msg = MIMEText(\'邮件内容\', \'plain\', \'utf-8\')
msg[\'From\'] = formataddr(["张三",\'[e-mail]\'])
msg[\'To\'] = formataddr(["走人",\'[e-mail]\'])
msg[\'Subject\'] = "主题"
  
server = smtplib.SMTP("smtp.126.com", 25)
server.login("[e-mail]", "邮箱密码")
server.sendmail(\'[e-mail]\', [\'[e-mail]\',], msg.as_string())
server.quit()

发送邮件实例

 

4、递归和迭代

递归

程序调用自身的编程技巧称为递归。

通俗：先一层层进入，再一层层退出。

递归特性:

1. 必须有一个明确的结束条件

2. 每次进入更深一层递归时，问题规模相比上次递归都应有所减少

3. 递归效率不高，递归层次过多会导致栈溢出（在计算机中，函数调用是通过栈（stack）这种数据结构实现的，每当进入一个函数调用，栈就会加一层栈帧，每当函数返回，栈就会减一层栈帧。由于栈的大小不是无限的，所以，递归调用的次数过多，会导致栈溢出）

#程序的结果就是如此
def num(n):
    print(n)
    if n/2 >1:
        res = num(n/2)
    print(\'N:\',n)
    return n
num(10)

利用函数编写如下数列：

斐波那契数列指的是这样一个数列 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233，377，610，987，1597，2584，4181，6765，10946，17711，28657，46368...

def func(arg1,arg2,stop):
    if arg1 == 0:
        print(arg1, arg2)
    arg3 = arg1 + arg2
    print(arg3)
    if arg3 <  stop:
        func(arg2, arg3,stop)

func(0,1,30)

示例代码

 迭代

迭代是函数内某段代码实现循环。

而迭代与普通循环的区别是：循环代码中参与运算的变量同时是保存结果的变量，当前保存的结果作为下一次循环计算的初始值。

#求1到5的和就是迭代，range函数默认从0到5.
sum_i = 0
for i in range(1,5+1):
    print(i)
    sum_i=sum_i+i
print(sum_i)

迭代

#普通循环
sum_i = [11,\'aa\',\'bbb\',44]
for i in range(len(sum_i )):
    print(sum_i[i])

5、全局变量和局部变量

全局变量

在子程序中定义的变量称为局部变量，在程序的一开始定义的变量称为全局变量。

全局变量作用域是整个程序。

#定义全局变量
a=2
def number(b):
    num = a+b
    return num
number_num=number(5)
print(number_num)

局部变量

局部变量是定义在函数中，在python中是利用函数来分隔作用域的。

局部变量作用域是定义该变量的子程序

#定义局部变量，局部变量只能在函数内使用
name = \'yes\'
def type(name):
    print(\'查看name的值：\',name)
    name = \'我改变了\'
    print(\'当前的name值：\',name)
type(name)
print(\'看外面改变了吗？\',name)

global语句(全局变量申明)

把局部变量名申明为全局变量并改变它的值。

#使用global可以改变全局变量的值
name = \'yes\'
def type():
    global name
    name = \'我改变了\'
    print(\'当前的name值：\',name)
type()
print(\'看外面改变了吗？\',name)

注：当全局变量与局部变量同名时：在定义局部变量的子程序内，局部变量起作用；在其它地方全局变量起作用。