Python3基础（五） 函数

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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。