函数1

Posted 2020-10-12

一 函数是什么?

函数一词来源于数学，但编程中的「函数」概念，与数学中的函数是有很大不同的，具体区别，我们后面会讲，编程中的函数在英文中也有很多不同的叫法。在BASIC中叫做subroutine(子过程或子程序)，在Pascal中叫做procedure(过程)和function，在C中只有function，在Java里面叫做method。

函数能提高应用的模块性，和代码的重复利用率。你已经知道Python提供了许多内建函数，比如print()。但你也可以自己创建函数，这被叫做用户自定义函数。

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.代码重用

2.保持一致性

3.可扩展性

二 函数的创建

2.1 格式：

Python 定义函数使用 def 关键字，一般格式如下：

1.def 函数名（参数列表）:

2.    函数体

def hello():
    print(‘hello‘)
   
hello()#调用

2.2 函数名的命名规则：

• 函数名必须以下划线或字母开头，可以包含任意字母、数字或下划线的组合。不能使用任何的标点符号；
• 函数名是区分大小写的。
• 函数名不能是保留字。

2.3 形参和实参

形参：形式参数，不是实际存在，是虚拟变量。在定义函数和函数体的时候使用形参，目的是在函数调用时接收实参（实参个数，类型应与实参一一对应）

实参：实际参数，调用函数时传给函数的参数，可以是常量，变量，表达式，函数，传给形参   

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，占用内存空间，数据传送单向，实参传给形参，不能形参传给实参

import time
times=time.strftime(‘%Y--%m--%d‘)
def f(time):
    print(‘Now  time is : %s‘%times)
f(times)

2.4 实例

def show_shopping_car():
    saving=1000000
    shopping_car=[
        (‘Mac‘,9000),
        (‘kindle‘,800),
        (‘tesla‘,100000),
        (‘Python book‘,105),
    ]
    print(‘您已经购买的商品如下‘.center(50,‘*‘))
    for i ,v in enumerate(shopping_car,1):
        print(‘\033[35;1m %s:  %s \033[0m‘%(i,v))
 
    expense=0
    for i in shopping_car:
        expense+=i[1]
    print(‘\n\033[32;1m您的余额为 %s \033[0m‘%(saving-expense))
show_shopping_car()

实例2:

现在我们就用一个例子来说明函数的三个特性：

def action1(n):
    print (‘starting action1...‘)

    with open(‘日志记录‘,‘a‘) as f:
        f.write(‘end action%s\n‘%n)

def action2(n):
    print (‘starting action2...‘)

    with open(‘日志记录‘,‘a‘) as f:
        f.write(‘end action%s\n‘%n)

def action3(n):
    print (‘starting action3...‘)

    with open(‘日志记录‘,‘a‘) as f:
        f.write(‘end action%s\n‘%n)

action1(1)
action2(2)
action3(3)


##***************代码重用

def logger(n):
    with open(‘日志记录‘,‘a‘) as f:
        f.write(‘end action%s\n‘%n)

def action1():
    print (‘starting action1...‘)
    logger(1)


def action2():
    print (‘starting action2...‘)
    logger(2)


def action3():
    print (‘starting action3...‘)
    logger(3)


action1()
action2()
action3()

##***************可扩展和保持一致
##为日志加上时间
import time

def logger(n):
    time_format=‘%Y-%m-%d %X‘
    time_current=time.strftime(time_format)

    with open(‘日志记录‘,‘a‘) as f:
        f.write(‘%s end action%s\n‘%(time_current,n))

def action1():
    print (‘starting action1...‘)
    logger(1)


def action2():
    print (‘starting action2...‘)
    logger(2)


def action3():
    print (‘starting action3...‘)
    logger(3)

action1()
action2()
action3()

函数的特性展示

View Code

三 函数的参数

• 必备参数
• 关键字参数
• 默认参数
• 不定长参数

必需的参数：

必需参数须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 f(name,age):
 
    print(‘I am %s,I am %d‘%(name,age))
 
f(‘alex‘,18)
f(‘alvin‘,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。使用关键字参数允许函数调用时参数的顺序与声明时不一致，因为 Python 解释器能够用参数名匹配参数值。

def f(name,age):
 
    print(‘I am %s,I am %d‘%(name,age))
 
# f(16,‘alvin‘) #报错
f(age=16,name=‘alvin‘)

缺省参数（默认参数）：

调用函数时，缺省参数的值如果没有传入，则被认为是默认值。下例会打印默认的age，如果age没有被传入：

def print_info(name,age,sex=‘male‘):
 
    print(‘Name:%s‘%name)
    print(‘age:%s‘%age)
    print(‘Sex:%s‘%sex)
    return
 
print_info(‘alex‘,18)
print_info(‘铁锤‘,40,‘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。这些参数叫做不定长参数，和上述2种参数不同，声明时不会命名。

# 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))
print(add(1,4,6,9,5))

加了星号（*）的变量名会存放所有未命名的变量参数。而加(**)的变量名会存放命名的变量参数

ef print_info(**kwargs):
 
    print(kwargs)
    for i in kwargs:
        print(‘%s:%s‘%(i,kwargs[i]))#根据参数可以打印任意相关信息了
 
    return
 
print_info(name=‘alex‘,age=18,sex=‘female‘,hobby=‘girl‘,nationality=‘Chinese‘,ability=‘Python‘)
 
###########################位置
 
def print_info(name,*args,**kwargs):#def print_info(name,**kwargs,*args):报错
 
    print(‘Name:%s‘%name)
 
    print(‘args:‘,args)
    print(‘kwargs:‘,kwargs)
 
    return
 
print_info(‘alex‘,18,hobby=‘girl‘,nationality=‘Chinese‘,ability=‘Python‘)
# print_info(hobby=‘girl‘,‘alex‘,18,nationality=‘Chinese‘,ability=‘Python‘)  #报错
#print_info(‘alex‘,hobby=‘girl‘,18,nationality=‘Chinese‘,ability=‘Python‘)   #报错

注意，还可以这样传参：

def f(*args):
    print(args)
 
f(*[1,2,5])
 
def f(**kargs):
    print(kargs)
 
f(**{‘name‘:‘alex‘})

补充（高阶函数）：

高阶函数是至少满足下列一个条件的函数:

1.接受一个或多个函数作为输入

2.输出一个函数

def add(x,y,f):
    return f(x) + f(y)
 
res = add(3,-6,abs)
print(res)
###############
def foo():
    x=3
    def bar():
        return x
    return bar　

四 函数的返回值

要想获取函数的执行结果，就可以用return语句把结果返回

注意:

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，so 也可以理解为 return 语句代表着函数的结束
2. 如果未在函数中指定return,那这个函数的返回值为None  
3. return多个对象，解释器会把这多个对象组装成一个元组作为一个一个整体结果输出。

五 作用域

5.1 作用域介绍 

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，比如int, bytearray等。 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。

5.2 作用域产生 

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

5.3 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()

5.4 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()
#10
#100

5.5 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()
#20
#20　

5.6 小结 

（1）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；

（2）只有模块、类、及函数才能引入新作用域；

（3）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；

（4）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。