Python3基础(五) 函数

函数(function)是组织好的、可重复使用的、具有一定功能的代码段。函数能提高应用的模块性和代码的重复利用率,Python中已经提供了很多内建函数,比如print(),同时Python还允许用户自定义函数。

定义

定义函数使用关键字def,后接函数名和放在圆括号( )中的可选参数列表,函数内容以冒号起始并且缩进。一般格式如下:

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def 函数名(参数列表):
"""文档字符串"""
函数体
return [expression]

注意:参数列表可选,文档字符串可选,return语句可选。

示例:

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def fib(n):
"""Print a Fibonacci series"""
a, b = 0, 1
while b < n:
print(b, end=' ')
a, b = b, a+b
print()

fib(2000) # call
f = fib # assignment
f(2000)

函数名的值是一种用户自定义的函数类型。函数名的值可以被赋予另一个名字,使其也能作为函数使用。


函数变量作用域

在函数内部定义的变量拥有一个局部作用域,在函数外定义的拥有全局作用域。注意:在函数内部可以引用全局变量,但无法对其赋值(除非用global进行声明)。

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a = 5         # 全局变量a

def func1():
print('func1() print a =', a)

def func2():
a = 21 # 局部变量a
print('func2() print a =', a)

def func3():
global a
a = 10 # 修改全局变量a
print('func3() print a =', a)

func1()
func2()
func3()
print('the global a =', a)


函数调用

1、普通调用

与其他语言中函数调用一样,Python中在调用函数时,需要给定和形参相同个数的实参并按顺序一一对应。

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def fun(name, age, gender):
print('Name:',name,'Age:',age,'Gender:',gender,end=' ')
print()

fun('Jack', 20, 'man') # call

2、使用关键字参数调用函数

函数也可以通过keyword=value 形式的关键字参数来调用,因为我们明确指出了对应关系,所以参数的顺序也就无关紧要了。

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def fun(name, age, gender):
print('Name:',name,'Age:',age,'Gender:',gender,end=' ')
print()

fun(gender='man', name='Jack', age=20) # using keyword arguments

3、调用具有默认实参的函数

Python中的函数也可以给一个或多个参数指定默认值,这样在调用时可以选择性地省略该参数:

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def fun(a, b, c=5):
print(a+b+c)

fun(1,2)
fun(1,2,3)

注意:通常情况下默认值只被计算一次,但如果默认值是一个可变对象时会有所不同, 如列表, 字典, 或大多类的对象时。例如,下面的函数在随后的调用中会累积参数值:

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def fun(a, L=[]):
L.append(a)
print(L)

fun(1) # 输出[1]
fun(2) # 输出[1, 2]
fun(3) # 输出[1, 2, 3]

4、调用可变参数函数

通过在形参前加一个星号(*)或两个星号(**)来指定函数可以接收任意数量的实参。

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def fun(*args):
print(type(args))
print(args)

fun(1,2,3,4,5,6)

# 输出:
# <class 'tuple'>
# (1, 2, 3, 4, 5, 6)

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def fun(**args):
print(type(args))
print(args)

fun(a=1,b=2,c=3,d=4,e=5)

# 输出:
# <class 'dict'>
# {'d': 4, 'e': 5, 'b': 2, 'c': 3, 'a': 1}

从两个示例的输出可以看出:当参数形如*args时,传递给函数的任意个实参会按位置被包装进一个元组(tuple);当参数形如**args时,传递给函数的任意个key=value实参会被包装进一个字典(dict)。

5、通过解包参数调用函数

上一点说到传递任意数量的实参时会将它们打包进一个元组或字典,当然有打包也就有解包(unpacking)。通过 单星号和双星号对List、Tuple和Dictionary进行解包:

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def fun(a=1, b=2, c=3):
print(a+b+c)

fun() # 正常调用
list1 = [11, 22, 33]
dict1 = {'a':40, 'b':50, 'c':60}
fun(*list1) # 解包列表
fun(**dict1) # 解包字典

# 输出:
# 6
# 66
# 150

注:*用于解包Sequence,**用于解包字典。解包字典会得到一系列的key=value,故本质上就是使用关键字参数调用函数。


lambda表达式

lambda关键词能创建小型匿名函数。lambda函数能接收任何数量的参数但只能返回一个表达式的值,它的一般形式如下:

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

lambda表达式可以在任何需要函数对象的地方使用,它们在语法上被限制为单一的表达式:

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f = lambda x, y: x+y
print(f(10, 20))

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def make_fun(n):
return lambda x: x+n

f = make_fun(15)
print(f(5))


文档字符串

函式体的第一个语句可以是三引号括起来的字符串, 这个字符串就是函数的文档字符串,或称为docstring 。我们可以使用print(function.__doc__)输出文档:

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def fun():
"""Some information of this function.
This is documentation string."""

return

print(fun.__doc__)

文档字符串主要用于描述一些关于函数的信息,让用户交互地浏览和输出。建议养成在代码中添加文档字符串的好习惯。