• Python3 函数

    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。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。


    定义一个函数

    你可以定义一个由自己想要功能的函数,以下是简单的规则:

    • 函数代码块以 def 关键词开头,后接函数标识符名称和圆括号 ()
    • 任何传入参数和自变量必须放在圆括号中间,圆括号之间可以用于定义参数。
    • 函数的第一行语句可以选择性地使用文档字符串—用于存放函数说明。
    • 函数内容以冒号 : 起始,并且缩进。
    • return [表达式] 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。


    语法

    Python 定义函数使用 def 关键字,一般格式如下:

    def 函数名(参数列表):
        函数体

    默认情况下,参数值和参数名称是按函数声明中定义的顺序匹配起来的。

    实例

    让我们使用函数来输出"Hello World!":

    #!/usr/bin/python3

    def hello() :
        print("Hello World!")

    hello()

    更复杂点的应用,函数中带上参数变量:

    实例(Python 3.0+)

    比较两个数,并返回较大的数:

    #!/usr/bin/python3 def max(a, b): if a > b: return a else: return b a = 4 b = 5 print(max(a, b))

    以上实例输出结果:

    5

    实例(Python 3.0+)

    计算面积函数:

    #!/usr/bin/python3 # 计算面积函数 def area(width, height): return width * height def print_welcome(name): print("Welcome", name) print_welcome("Runoob") w = 4 h = 5 print("width =", w, " height =", h, " area =", area(w, h))

    以上实例输出结果:

    Welcome Runoob
    width = 4  height = 5  area = 20

    函数调用

    定义一个函数:给了函数一个名称,指定了函数里包含的参数,和代码块结构。

    这个函数的基本结构完成以后,你可以通过另一个函数调用执行,也可以直接从 Python 命令提示符执行。

    如下实例调用了 printme() 函数:

    实例(Python 3.0+)

    #!/usr/bin/python3 # 定义函数 def printme( str ): # 打印任何传入的字符串 print (str) return # 调用函数 printme("我要调用用户自定义函数!") printme("再次调用同一函数")

    以上实例输出结果:

    我要调用用户自定义函数!
    再次调用同一函数

    参数传递

    在 python 中,类型属于对象,对象有不同类型的区分,变量是没有类型的:

    a=[1,2,3]
    
    a="Runoob"

    以上代码中,[1,2,3] 是 List 类型,"Runoob" 是 String 类型,而变量 a 是没有类型,她仅仅是一个对象的引用(一个指针),可以是指向 List 类型对象,也可以是指向 String 类型对象。

    可更改(mutable)与不可更改(immutable)对象

    在 python 中,strings, tuples, 和 numbers 是不可更改的对象,而 list,dict 等则是可以修改的对象。

    • 不可变类型:变量赋值 a=5 后再赋值 a=10,这里实际是新生成一个 int 值对象 10,再让 a 指向它,而 5 被丢弃,不是改变 a 的值,相当于新生成了 a。

    • 可变类型:变量赋值 la=[1,2,3,4] 后再赋值 la[2]=5 则是将 list la 的第三个元素值更改,本身la没有动,只是其内部的一部分值被修改了。

    python 函数的参数传递:

    • 不可变类型:类似 C++ 的值传递,如整数、字符串、元组。如 fun(a),传递的只是 a 的值,没有影响 a 对象本身。如果在 fun(a) 内部修改 a 的值,则是新生成一个 a 的对象。

    • 可变类型:类似 C++ 的引用传递,如 列表,字典。如 fun(la),则是将 la 真正的传过去,修改后 fun 外部的 la 也会受影响

    python 中一切都是对象,严格意义我们不能说值传递还是引用传递,我们应该说传不可变对象和传可变对象。

    python 传不可变对象实例

    通过 id() 函数来查看内存地址变化:

    实例(Python 3.0+)

    def change(a): print(id(a)) # 指向的是同一个对象 a=10 print(id(a)) # 一个新对象 a=1 print(id(a)) change(a)

    以上实例输出结果为:

    4379369136
    4379369136
    4379369424

    可以看见在调用函数前后,形参和实参指向的是同一个对象(对象 id 相同),在函数内部修改形参后,形参指向的是不同的 id。

    传可变对象实例

    可变对象在函数里修改了参数,那么在调用这个函数的函数里,原始的参数也被改变了。例如:

    实例(Python 3.0+)

    #!/usr/bin/python3 # 可写函数说明 def changeme( mylist ): "修改传入的列表" mylist.append([1,2,3,4]) print ("函数内取值: ", mylist) return # 调用changeme函数 mylist = [10,20,30] changeme( mylist ) print ("函数外取值: ", mylist)

    传入函数的和在末尾添加新内容的对象用的是同一个引用。故输出结果如下:

    函数内取值:  [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]
    函数外取值:  [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]

    参数

    以下是调用函数时可使用的正式参数类型:

    • 必需参数
    • 关键字参数
    • 默认参数
    • 不定长参数

    必需参数

    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。

    调用 printme() 函数,你必须传入一个参数,不然会出现语法错误:

    实例(Python 3.0+)

    #!/usr/bin/python3 #可写函数说明 def printme( str ): "打印任何传入的字符串" print (str) return # 调用 printme 函数,不加参数会报错 printme()

    以上实例输出结果:

    Traceback (most recent call last):
      File "test.py", line 10, in <module>
        printme()
    TypeError: printme() missing 1 required positional argument: 'str'

    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。

    以下实例在函数 printme() 调用时使用参数名:

    实例(Python 3.0+)

    #!/usr/bin/python3 #可写函数说明 def printme( str ): "打印任何传入的字符串" print (str) return #调用printme函数 printme( str = "菜鸟教程")

    以上实例输出结果:

    菜鸟教程

    以下实例中演示了函数参数的使用不需要使用指定顺序:

    实例(Python 3.0+)

    #!/usr/bin/python3 #可写函数说明 def printinfo( name, age ): "打印任何传入的字符串" print ("名字: ", name) print ("年龄: ", age) return #调用printinfo函数 printinfo( age=50, name="runoob" )

    以上实例输出结果:

    名字:  runoob
    年龄:  50

    默认参数

    调用函数时,如果没有传递参数,则会使用默认参数。以下实例中如果没有传入 age 参数,则使用默认值:

    实例(Python 3.0+)

    #!/usr/bin/python3 #可写函数说明 def printinfo( name, age = 35 ): "打印任何传入的字符串" print ("名字: ", name) print ("年龄: ", age) return #调用printinfo函数 printinfo( age=50, name="runoob" ) print ("------------------------") printinfo( name="runoob" )

    以上实例输出结果:

    名字:  runoob
    年龄:  50
    ------------------------
    名字:  runoob
    年龄:  35

    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。基本语法如下:

    def functionname([formal_args,] *var_args_tuple ):
       "函数_文档字符串"
       function_suite
       return [expression]

    加了星号 * 的参数会以元组(tuple)的形式导入,存放所有未命名的变量参数。

    实例(Python 3.0+)

    #!/usr/bin/python3 # 可写函数说明 def printinfo( arg1, *vartuple ): "打印任何传入的参数" print ("输出: ") print (arg1) print (vartuple) # 调用printinfo 函数 printinfo( 70, 60, 50 )

    以上实例输出结果:

    输出: 
    70
    (60, 50)

    如果在函数调用时没有指定参数,它就是一个空元组。我们也可以不向函数传递未命名的变量。如下实例:

    实例(Python 3.0+)

    #!/usr/bin/python3 # 可写函数说明 def printinfo( arg1, *vartuple ): "打印任何传入的参数" print ("输出: ") print (arg1) for var in vartuple: print (var) return # 调用printinfo 函数 printinfo( 10 ) printinfo( 70, 60, 50 )

    以上实例输出结果:

    输出:
    10
    输出:
    70
    60
    50

    还有一种就是参数带两个星号 **基本语法如下:

    def functionname([formal_args,] **var_args_dict ):
       "函数_文档字符串"
       function_suite
       return [expression]

    加了两个星号 ** 的参数会以字典的形式导入。

    实例(Python 3.0+)

    #!/usr/bin/python3 # 可写函数说明 def printinfo( arg1, **vardict ): "打印任何传入的参数" print ("输出: ") print (arg1) print (vardict) # 调用printinfo 函数 printinfo(1, a=2,b=3)

    以上实例输出结果:

    输出: 
    1
    {'a': 2, 'b': 3}

    声明函数时,参数中星号 * 可以单独出现,例如:

    def f(a,b,*,c):
        return a+b+c

    如果单独出现星号 *,则星号 * 后的参数必须用关键字传入:

    >>> def f(a,b,*,c):
    ...     return a+b+c
    ... 
    >>> f(1,2,3)   # 报错
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    TypeError: f() takes 2 positional arguments but 3 were given
    >>> f(1,2,c=3) # 正常
    6
    >>>

    匿名函数

    Python 使用 lambda 来创建匿名函数。

    所谓匿名,意即不再使用 def 语句这样标准的形式定义一个函数。

    • lambda 只是一个表达式,函数体比 def 简单很多。
    • lambda 的主体是一个表达式,而不是一个代码块。仅仅能在 lambda 表达式中封装有限的逻辑进去。
    • lambda 函数拥有自己的命名空间,且不能访问自己参数列表之外或全局命名空间里的参数。
    • 虽然 lambda 函数看起来只能写一行,却不等同于 C 或 C++ 的内联函数,后者的目的是调用小函数时不占用栈内存从而增加运行效率。

    语法

    lambda 函数的语法只包含一个语句,如下:

    lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression

    设置参数 a 加上 10:

    实例

    x = lambda a : a + 10 print(x(5))

    以上实例输出结果:

    15

    以下实例匿名函数设置两个参数:

    实例(Python 3.0+)

    #!/usr/bin/python3 # 可写函数说明 sum = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2 # 调用sum函数 print ("相加后的值为 : ", sum( 10, 20 )) print ("相加后的值为 : ", sum( 20, 20 ))

    以上实例输出结果:

    相加后的值为 :  30
    相加后的值为 :  40

    我们可以将匿名函数封装在一个函数内,这样可以使用同样的代码来创建多个匿名函数。

    以下实例将匿名函数封装在 myfunc 函数中,通过传入不同的参数来创建不同的匿名函数:

    实例

    def myfunc(n): return lambda a : a * n mydoubler = myfunc(2) mytripler = myfunc(3) print(mydoubler(11)) print(mytripler(11))

    以上实例输出结果:

    22
    33

    return 语句

    return [表达式] 语句用于退出函数,选择性地向调用方返回一个表达式。不带参数值的 return 语句返回 None。之前的例子都没有示范如何返回数值,以下实例演示了 return 语句的用法:

    实例(Python 3.0+)

    #!/usr/bin/python3 # 可写函数说明 def sum( arg1, arg2 ): # 返回2个参数的和." total = arg1 + arg2 print ("函数内 : ", total) return total # 调用sum函数 total = sum( 10, 20 ) print ("函数外 : ", total)

    以上实例输出结果:

    函数内 :  30
    函数外 :  30

    强制位置参数

    Python3.8 新增了一个函数形参语法 / 用来指明函数形参必须使用指定位置参数,不能使用关键字参数的形式。

    在以下的例子中,形参 a 和 b 必须使用指定位置参数,c 或 d 可以是位置形参或关键字形参,而 e 和 f 要求为关键字形参:
    def f(a, b, /, c, d, *, e, f):
        print(a, b, c, d, e, f)

    以下使用方法是正确的:

    f(10, 20, 30, d=40, e=50, f=60)

    以下使用方法会发生错误:

    f(10, b=20, c=30, d=40, e=50, f=60)   # b 不能使用关键字参数的形式
    f(10, 20, 30, 40, 50, f=60)           # e 必须使用关键字参数的形式