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:
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!":
>>> def hello_world():
print('hello world')
执行以上程序,输出结果为:
>>> hello_world()
hello world
更复杂点的应用,函数中带上参数变量:
# 定义函数
>>> def printme():
return weight*height
# 调用函数
>>> w=4
h=5
print('weight',w,'height',h,'area',area(w,h))
# 定义函数
>>> def print_welcome(name):
print('welcome',name)
# 调用函数
>>> name='Tom'
print_welcome(name)
执行以上程序,输出结果为:
>>> weight 4 height 5 area 20
>>> welcome: Tom
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:
# 定义函数
>>> def printme(str):
# 打印任何传入的参数
print(str)
# 调用函数
>>> printme('我要调用任何自定义函数')
>>> printme('再调用一次函数')
执行以上程序,输出结果为:
参数传递
在 python 中,类型属于对象,变量是没有类型的:
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:
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
# 定义函数
def ChangeInt(a):
a=10
# 调用函数
b=5
ChangeInt(b)
print(b)
执行以上程序,输出结果为:
实例中有 int 对象 2,指向它的变量是 b,在传递给 ChangeInt 函数时,按传值的方式复制了变量 b,a 和 b 都指向了同一个 Int 对象,在 a=10 时,则新生成一个 int 值对象 10,并让 a 指向它。
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:
# 定义函数
def changeme(mylist):
mylist.append([1,2,3,4])
print('函数内取值:',mylist)
#调用函数
mylist=[10,20,30]
changeme(mylist)
print('函数外取值:',mylist)
执行以上程序,输出结果为:
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
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:
# 定义函数
def printme(str):
print(str)
# 调用函数
printme()
执行以上程序,输出结果为:
Traceback (most recent call last):
File "E:/pythonwork/function.py", line 46, 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:
# 定义函数
def printme(str):
print(str)
# 调用函数
printme(str='菜鸟教程')
执行以上程序,输出结果为:
以下实例中演示了函数参数的使用不需要使用指定顺序:
# 定义函数
def printinfo(name,age):
print('名字:',name)
print('年龄:',age)
# 调用函数
printinfo(age=50,name='Tom')
执行以上程序,输出结果为:
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:
# 定义函数
def printinfo(name,age=35):
print('名字:',name)
print('年龄:',age)
# 调用函数
printinfo(age=50,name='Tom')
print('--------------------------')
printinfo(name='Tom')
执行以上程序,输出结果为:
名字: Tom
年龄: 50
--------------------------
名字: Tom
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:
# 定义函数
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。
# 定义函数
def printinfo(arg1,*vartuple):
"打印任何传入的参数"
print('输出:')
print(arg1)
print(vartuple)
# 调用函数
printinfo(70,60,50)
执行以上程序,输出结果为:
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:
# 定义函数
def printinfo(arg1,*vartuple):
"打印任何传入的参数"
print('输出:')
print(arg1)
for var in vartuple:
print(var)
# 调用函数
printinfo(70,60,50)
执行以上程序,输出结果为:
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。
# 定义函数
def printinfo(arg1,**vardict):
"打印任何传入的参数"
print ("输出: ")
print(arg1)
print(vardict)
# 调用函数
printinfo(1,a=2,b=3)
执行以上程序,输出结果为:
声明函数时,参数中星号 * 可以单独出现,例如:
# 定义函数
def f(a,b,*,c):
print(a+b+c)
return a+b+c
如果单独出现星号 * 后的参数必须用关键字传入。
# 调用函数
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
输出:
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
如下实例:
# 定义函数
sum = lambda arg1,arg2:arg1+arg2
# 调用函数
print('相加后的值为:',sum(10,20))
print('相加后的值为:',sum(20,20))
执行以上程序,输出结果为:
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:
# 定义函数
def sum(arg1,arg2):
total = arg1+arg2
print('函数内:',total)
return total
# 调用函数
total = sum(10,20)
print('函数外:',total)
执行以上程序,输出结果为:
变量作用域
Python 中,程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的,访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的。
变量的作用域决定了在哪一部分程序可以访问哪个特定的变量名称。Python的作用域一共有4种,分别是:
- L (Local) 局部作用域
- E (Enclosing) 闭包函数外的函数中
- G (Global) 全局作用域
- B (Built-in) 内置作用域(内置函数所在模块的范围)
以 L –> E –> G –>B 的规则查找,即:在局部找不到,便会去局部外的局部找(例如闭包),再找不到就会去全局找,再者去内置中找。
g_count = 0 # 全局作用域
def outer():
o_count = 1 # 闭包函数外的函数中
def inner():
i_count = 2 # 局部作用域
内置作用域是通过一个名为 builtin 的标准模块来实现的,但是这个变量名自身并没有放入内置作用域内,所以必须导入这个文件才能够使用它。在Python3.0中,可以使用以下的代码来查看到底预定义了哪些变量:
>>> import builtins
>>> print(dir(builtins))
执行以上程序,输出结果为:
['ArithmeticError', 'AssertionError', 'AttributeError', 'BaseException', 'BlockingIOError', 'BrokenPipeError', 'BufferError', 'BytesWarning', 'ChildProcessError', 'ConnectionAbortedError', 'ConnectionError', 'ConnectionRefusedError', 'ConnectionResetError', 'DeprecationWarning', 'EOFError', 'Ellipsis', 'EnvironmentError', 'Exception', 'False', 'FileExistsError', 'FileNotFoundError', 'FloatingPointError', 'FutureWarning', 'GeneratorExit', 'IOError', 'ImportError', 'ImportWarning', 'IndentationError', 'IndexError', 'InterruptedError', 'IsADirectoryError', 'KeyError', 'KeyboardInterrupt', 'LookupError', 'MemoryError', 'ModuleNotFoundError', 'NameError', 'None', 'NotADirectoryError', 'NotImplemented', 'NotImplementedError', 'OSError', 'OverflowError', 'PendingDeprecationWarning', 'PermissionError', 'ProcessLookupError', 'RecursionError', 'ReferenceError', 'ResourceWarning', 'RuntimeError', 'RuntimeWarning', 'StopAsyncIteration', 'StopIteration', 'SyntaxError', 'SyntaxWarning', 'SystemError', 'SystemExit', 'TabError', 'TimeoutError', 'True', 'TypeError', 'UnboundLocalError', 'UnicodeDecodeError', 'UnicodeEncodeError', 'UnicodeError', 'UnicodeTranslateError', 'UnicodeWarning', 'UserWarning', 'ValueError', 'Warning', 'WindowsError', 'ZeroDivisionError', '__build_class__', '__debug__', '__doc__', '__import__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'abs', 'all', 'any', 'ascii', 'bin', 'bool', 'breakpoint', 'bytearray', 'bytes', 'callable', 'chr', 'classmethod', 'compile', 'complex', 'copyright', 'credits', 'delattr', 'dict', 'dir', 'divmod', 'enumerate', 'eval', 'exec', 'exit', 'filter', 'float', 'format', 'frozenset', 'getattr', 'globals', 'hasattr', 'hash', 'help', 'hex', 'id', 'input', 'int', 'isinstance', 'issubclass', 'iter', 'len', 'license', 'list', 'locals', 'map', 'max', 'memoryview', 'min', 'next', 'object', 'oct', 'open', 'ord', 'pow', 'print', 'property', 'quit', 'range', 'repr', 'reversed', 'round', 'set', 'setattr', 'slice', 'sorted', 'staticmethod', 'str', 'sum', 'super', 'tuple', 'type', 'vars', 'zip']
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/elif/else/、try/except、for/while等)是不会引入新的作用域的,也就是说这些语句内定义的变量,外部也可以访问,如下代码:
>>> if True:
... msg = 'I am from Runoob'
...
>>> msg
'I am from Runoob'
实例中 msg 变量定义在 if 语句块中,但外部还是可以访问的。
如果将 msg 定义在函数中,则它就是局部变量,外部不能访问:
>>> def test():
... msg_inner = 'I am from Runoob'
...
>>> msg_inner
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'msg_inner' is not defined
>>>
从报错的信息上看,说明了 msg_inner 未定义,无法使用,因为它是局部变量,只有在函数内可以使用。
全局变量和局部变量
定义在函数内部的变量拥有一个局部作用域,定义在函数外的拥有全局作用域。
局部变量只能在其被声明的函数内部访问,而全局变量可以在整个程序范围内访问。调用函数时,所有在函数内声明的变量名称都将被加入到作用域中。如下实例:
# 定义函数
total=0 #这是一个全局变量
def sum(arg1,arg2):
total = arg1+arg2
print('函数内:',total)
return total
# 调用函数
total = sum(10,20)
print('函数外:',total)
执行以上程序,输出结果为:
global 和 nonlocal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。
以下实例修改全局变量 num:
num=1
def fun1():
global num
print(num)
num=100
print(100)
fun1()
print(num)
执行以上程序,输出结果为:
如果要修改嵌套作用域(enclosing 作用域,外层非全局作用域)中的变量则需要 nonlocal 关键字了,如下实例:
def outer():
num=10
def inner():
nonlocal num
执行以上程序,输出结果为:
另外有一种特殊情况,假设下面这段代码被运行:
a=10
def test():
a=a+1
print(a)
test()
执行以上程序,输出结果为:
Traceback (most recent call last):
File "test.py", line 7, in <module>
test()
File "test.py", line 5, in test
a = a + 1
UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment
错误信息为局部作用域引用错误,因为 test 函数中的 a 使用的是局部,未定义,无法修改。
修改 a 为全局变量,通过函数参数传递,可以正常执行输出结果为:
a=10
def test(a):
a=a+1
print(a)
test(a)
执行以上程序,输出结果为: