python函数
一、函数基础
1. python函数帮助信息查询方法：
1) help(func)
2) 查阅官网：https://docs.python.org/3/library/functions.html
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常用的有数据类型转换：int()，float()，str()，bool()，hex()…
>>> bin(1) '0b1' >>> bin(9999) '0b10011100001111' >>> hex(9999) '0x270f' >>> int(0x270f) 9999
函数名其实就是指向一个函数对象的引用，完全可以把函数名赋给一个变量，相当于给这个函数起了一个“别名”：
>>> a = abs # 变量a指向abs函数 >>> a(-1) # 所以也可以通过a调用abs函数 1
2. 定义函数
定义一个函数要使用def语句，依次写出函数名、括号、括号中的参数和冒号（:），然后，在缩进块中编写函数体，函数的返回值用return语句返回。
def my_abs(x): if not isinstance(x, (int, float)): raise TypeError('bad operand type') if x >= 0: return x else: return -x
数据类型检查用内置函数isinstance()实现。
3. 空函数
空函数的函数体用pass语句，主要用来作占位符，从而避免语法错误。
4. 函数返回值
函数体内部可以用return随时返回函数结果；函数执行完毕也没有return语句时，自动return None。
5. 返回多个值
函数的返回值是一个tuple，但一个值的tuple可以省略括号，因而函数返回一个值时没有括号。多个变量可以同时接收一个tuple，按位置赋给对应的值，所以python的函数返回多值就是返回一个tuple，但写起来更方便。
6. 调用python文件中的函数
保存python函数文件为quadratic.py，然后在当前目录下启动python解析器，用from quadratic import my_quadratic来导入my_quadratic()函数，注意quadratic是文件名（不含.py扩展名）。
>>> from quadratic import quadratic >>> print(quadratic(1,2,1)) -1.0
quadratic.py代码（一元二次方程ax2+bx+c=0）如下：
#!/usr/bin/env python3 # -*- coding: utf-8 -*- import math def quadratic(a, b, c): if not isinstance(a, (int, float)): raise TypeError('param type error') if not isinstance(b, (int, float)): raise TypeError('param type error') if not isinstance(c, (int, float)): raise TypeError('param type error') delta=b*b-4*a*c if delta < 0: return '无解' elif delta == 0: return (-b + math.sqrt(delta))/(2*a) else: x1= (-b - math.sqrt(delta))/(2*a) x2= (-b + math.sqrt(delta))/(2*a) return x1, x2
二、函数参数
1. 默认参数
def power(x, n=2)
此时，可通过power(1)或power(2, 5）调用power函数来实现幂次操作。
设置默认参数时，有几点要注意：
一是必选参数在前，默认参数在后，否则Python的解释器会报错（思考一下为什么默认参数不能放在必选参数前面）；
二是如何设置默认参数。
当函数有多个参数时，把变化大的参数放前面，变化小的参数放后面。变化小的参数就可以作为默认参数。
默认参数降低了函数调用的难度，而一旦需要更复杂的调用时，又可以传递更多的参数来实现。无论是简单调用还是复杂调用，函数只需要定义一个。
默认参数很有用，但使用不当，也会掉坑里。默认参数有个最大的坑，演示如下：
先定义一个函数，传入一个list，添加一个END再返回：
def add_end(L=[]): L.append('END') return L
当你正常调用时，结果似乎不错：
>>> add_end([1, 2, 3]) [1, 2, 3, 'END'] >>> add_end(['x', 'y', 'z']) ['x', 'y', 'z', 'END']
当你使用默认参数调用时，一开始结果也是对的：
>>> add_end() ['END']
但是，再次调用add_end()时，结果就不对了：
>>> add_end() ['END', 'END'] >>> add_end() ['END', 'END', 'END']
很多初学者很疑惑，默认参数是[]，但是函数似乎每次都“记住了”上次添加了'END'后的list。
原因解释如下：
Python函数在定义的时候，默认参数L的值就被计算出来了，即[]，因为默认参数L也是一个变量，它指向对象[]，每次调用该函数，如果改变了L的内容，则下次调用时，默认参数的内容就变了，不再是函数定义时的[]了。
定义默认参数要牢记一点：默认参数必须指向不变对象！
要修改上面的例子，我们可以用None这个不变对象来实现：
def add_end(L=None): if L is None: L = [] L.append('END') return L
现在，无论调用多少次，都不会有问题：
>>> add_end() ['END'] >>> add_end() ['END']
2. 可变参数
def calc(*numbers): sum = 0 for n in numbers: sum = sum + n * n return sum
定义可变参数和定义一个list或tuple参数相比，仅仅在参数前面加了一个*号。在函数内部，参数numbers接收到的是一个tuple，因此，函数代码完全不变。但是，调用该函数时，可以传入任意个参数，包括0个参数。
如果已经有一个list或者tuple，要调用一个可变参数怎么办？可以这样做：
>>> nums = [1, 2, 3] >>> calc(nums[0], nums[1], nums[2])
这种写法当然是可行的，问题是太繁琐，所以Python允许你在list或tuple前面加一个*号，把list或tuple的元素变成可变参数传进去：
>>> nums = [1, 2, 3] >>> calc(*nums)
*nums表示把nums这个list的所有元素作为可变参数传进去。这种写法相当有用，而且很常见。
可变参数既可以直接传入：func(1, 2, 3)，又可以先组装list或tuple，再通过*args传入：func(*(1, 2, 3))；
3. 关键字参数
关键字参数允许你传入0个或任意个含参数名的参数，这些关键字参数在函数内部自动组装为一个dict。
def person(name, age, **kw): print('name:', name, 'age:', age, 'other:', kw) >>> person('Bob', 35, city='Beijing') name: Bob age: 35 other: {'city': 'Beijing'} >>> person('Adam', 45, gender='M', job='Engineer') name: Adam age: 45 other: {'gender': 'M', 'job': 'Engineer'}
关键字参数有什么用？它可以扩展函数的功能。比如，在person函数里，我们保证能接收到name和age这两个参数，但是，如果调用者愿意提供更多的参数，我们也能收到。试想你正在做一个用户注册的功能，除了用户名和年龄是必填项外，其他都是可选项，利用关键字参数来定义这个函数就能满足注册的需求。
和可变参数类似，也可以先组装出一个dict，然后，把该dict转换为关键字参数传进去：
>>> extra = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
>>> person('Jack', 24, city=extra['city'], job=extra['job'])
name: Jack age: 24 other: {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
当然，上面复杂的调用可以用简化的写法：
>>> extra = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
>>> person('Jack', 24, **extra)
name: Jack age: 24 other: {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
**extra表示把extra这个dict的所有key-value用关键字参数传入到函数的**kw参数，kw将获得一个dict，注意kw获得的dict是extra的一份拷贝，对kw的改动不会影响到函数外的extra。
关键字参数既可以直接传入：func(a=1, b=2)，又可以先组装dict，再通过**kw传入：func(**{'a': 1, 'b': 2})。
4. 命名关键字参数
如果要限制关键字参数的名字，就可以用命名关键字参数，例如，只接收city和job作为关键字参数。这种方式定义的函数如下：
def person(name, age, *, city, job):
print(name, age, city, job)
和关键字参数**kw不同，命名关键字参数需要一个特殊分隔符*，*后面的参数被视为命名关键字参数。
调用方式如下：
>>> person('Jack', 24, city='Beijing', job='Engineer') Jack 24 Beijing Engineer
如果函数定义中已经有了一个可变参数，后面跟着的命名关键字参数就不再需要一个特殊分隔符*了：
def person(name, age, *args, city, job):
print(name, age, args, city, job)
命名关键字参数必须传入参数名，这和位置参数不同。如果没有传入参数名，调用将报错：
>>> person('Jack', 24, 'Beijing', 'Engineer') Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: person() takes 2 positional arguments but 4 were given
由于调用时缺少参数名city和job，Python解释器把这4个参数均视为位置参数，但person()函数仅接受2个位置参数。
命名关键字参数可以有缺省值，从而简化调用：
def person(name, age, *, city='Beijing', job): print(name, age, city, job)
由于命名关键字参数city具有默认值，调用时，可不传入city参数：
>>> person('Jack', 24, job='Engineer') Jack 24 Beijing Engineer
使用命名关键字参数时，要特别注意，如果没有可变参数，就必须加一个*作为特殊分隔符。如果缺少*，Python解释器将无法识别位置参数和命名关键字参数。
5. 参数组合
在Python中定义函数，可以用必选参数、默认参数、可变参数、关键字参数和命名关键字参数，这5种参数都可以组合使用。但是请注意，参数定义的顺序必须是：必选参数、默认参数、可变参数、命名关键字参数和关键字参数。
所以，对于任意函数，都可以通过类似func(*args, **kw)的形式调用它，无论它的参数是如何定义的。
虽然可以组合多达5种参数，但不要同时使用太多的组合，否则函数接口的可理解性很差。
三、高阶函数
把函数作为参数传入，这样的函数称为高阶函数，函数式编程就是指这种高度抽象的编程范式。
map
map(func, *iterables) --> map object
Iterator map(func, *iterables)
map()函数接收两个参数，一个是函数，一个是Iterable，map将传入的函数依次作用到序列的每个元素，并把结果作为新的Iterator返回。
reduce
reduce把一个函数作用在一个序列[x1, x2, x3, ...]上，这个函数必须接收两个参数，reduce把结果继续和序列的下一个元素做累积计算，其效果就是：
reduce(f, [x1, x2, x3, x4]) = f(f(f(x1, x2), x3), x4)
filter
filter()也接收一个函数和一个序列。和map()不同的是，filter()把传入的函数依次作用于每个元素，然后根据返回值是True还是False决定保留还是丢弃该元素。可见用filter()这个高阶函数，关键在于正确实现一个“筛选”函数。
注意到filter()函数返回的是一个Iterator，也就是一个惰性序列，所以要强迫filter()完成计算结果，需要用list()函数获得所有结果并返回list。
sort
sorted()也是一个高阶函数。用sorted()排序的关键在于实现一个映射函数。
sorted()默认排序数字队列，key用来作用于list每个元素，第三个参数reverse用于确定是否倒叙。
>>> sorted(['bob', 'about', 'Zoo', 'Credit'], key=str.lower, reverse=True) ['Zoo', 'Credit', 'bob', 'about']
匿名函数lambda
匿名函数lambda x: x * x实际上就是：
def f(x): return x * x
关键字lambda表示匿名函数，冒号前面的x表示函数参数。匿名函数有个限制，就是只能有一个表达式，不用写return，返回值就是该表达式的结果。
用匿名函数有个好处，因为函数没有名字，不必担心函数名冲突。此外，匿名函数也是一个函数对象，也可以把匿名函数赋值给一个变量，再利用变量来调用该函数；同样，匿名函数可以作为返回值返回。
装饰器
在函数调用前后自动打印日志，但又不希望修改函数的定义，这种在代码运行期间动态增加功能的方式，称之为“装饰器”（Decorator）。
decorator就是一个返回函数的高阶函数。所以，我们要定义一个能打印日志的decorator，可以定义如下：
def log(func): def wrapper(*args, **kw): print('call %s():' % func.__name__) return func(*args, **kw) return wrapper
注：函数对象有一个__name__属性，可以拿到函数的名字。
观察上面的log，因为它是一个decorator，所以接受一个函数作为参数，并返回一个函数。我们要借助Python的@语法糖，把decorator置于函数的定义处：
@log等价于再次赋值：now = log(now)，现在直接调用now()即可包含装饰器函数。
@log def now(): print('2015-3-25')
调用now()函数，不仅会运行now()函数本身，还会在运行now()函数前打印一行日志
>>> now() call now(): 2015-3-25
如果decorator本身需要传入参数（log中打印参数，参数是装饰器要增加的参数，而非函数），那就需要编写一个返回decorator的高阶函数，对装饰器再次封装。比如，要自定义log的文本：
def log(text): def decorator(func): def wrapper(*args, **kw): print('%s %s():' % (text, func.__name__)) return func(*args, **kw) return wrapper return decorator
因为返回的那个wrapper()函数名字就是'wrapper'，所以，需要把原始函数的__name__等属性复制到wrapper()函数中，否则，有些依赖函数签名的代码执行就会出错。
不需要编写wrapper.__name__ = func.__name__这样的代码，Python内置的functools.wraps就是干这个事的，所以，一个完整的decorator的写法如下：
import functools def log(func): @functools.wraps(func) def wrapper(*args, **kw): print('call %s():' % func.__name__) return func(*args, **kw) return wrapper
或者针对带参数的decorator：
import functools def log(text): def decorator(func): @functools.wraps(func) def wrapper(*args, **kw): print('%s %s():' % (text, func.__name__)) return func(*args, **kw) return wrapper return decorator
参考：
1. 函数式编程
2. Python 函数装饰器 https://www.runoob.com/w3cnote/python-func-decorators.html
