# 函數進階 ## 目標 * 函數參數和返回值的作用 * 函數的返回值 進階 * 函數的參數 進階 * 遞歸函數 ## 01. 函數參數和返回值的作用 函數根據 **有沒有參數** 以及 **有沒有返回值**，可以 **相互組合**，一共有 **4 種** 組合形式 1. 無參數，無返回值 2. 無參數，有返回值 3. 有參數，無返回值 4. 有參數，有返回值  > 定義函數時，**是否接收參數，或者是否返回結果**，是根據 **實際的功能需求** 來決定的！ 1. 如果函數 **內部處理的數據不確定**，就可以將外界的數據以參數傳遞到函數內部 2. 如果希望一個函數 **執行完成后，向外界匯報執行結果**，就可以增加函數的返回值 ### 1.1 無參數，無返回值 此類函數，不接收參數，也沒有返回值，應用場景如下： 1. **只是單純地做一件事情**，例如 **顯示菜單** 2. 在函數內部 **針對全局變量進行操作**，例如：**新建名片**，最終結果 **記錄在全局變量** 中 > 注意： * 如果全局變量的數據類型是一個 **可變類型**，在函數內部可以使用 **方法** 修改全局變量的內容 —— **變量的引用不會改變** * 在函數內部，**使用賦值語句** 才會 **修改變量的引用** ### 1.2 無參數，有返回值 此類函數，不接收參數，但是有返回值，應用場景如下： * 采集數據，例如 **溫度計**，返回結果就是當前的溫度，而不需要傳遞任何的參數 ### 1.3 有參數，無返回值 此類函數，接收參數，沒有返回值，應用場景如下： * 函數內部的代碼保持不變，針對 **不同的參數 處理 不同的數據** * 例如 **名片管理系統** 針對 **找到的名片** 做 **修改**、**刪除** 操作 ### 1.4 有參數，有返回值 此類函數，接收參數，同時有返回值，應用場景如下： * 函數內部的代碼保持不變，針對 **不同的參數 處理 不同的數據**，并且 **返回期望的處理結果** * 例如 **名片管理系統** 使用 **字典默認值** 和 **提示信息** 提示用戶輸入內容 * 如果輸入，返回輸入內容 * 如果沒有輸入，返回字典默認值 ## 02. 函數的返回值 進階 * 在程序開發中，有時候，會希望 **一個函數執行結束后，告訴調用者一個結果**，以便調用者針對具體的結果做后續的處理 * **返回值** 是函數 **完成工作**后，**最后** 給調用者的 **一個結果** * 在函數中使用 `return` 關鍵字可以返回結果 * 調用函數一方，可以 **使用變量** 來 **接收** 函數的返回結果 > 問題：一個函數執行后能否返回多個結果？ ### 示例 —— 溫度和濕度測量 * 假設要開發一個函數能夠同時返回當前的溫度和濕度 * **先完成返回溫度**的功能如下： ```python def measure(): """返回當前的溫度""" print("開始測量...") temp = 39 print("測量結束...") return temp result = measure() print(result) ``` * 在利用 **元組** 在返回溫度的同時，也能夠返回 **濕度** * 改造如下： ```python def measure(): """返回當前的溫度""" print("開始測量...") temp = 39 wetness = 10 print("測量結束...") return (temp, wetness) ``` > 提示：如果一個函數返回的是元組，括號可以省略 **技巧** * 在 `Python` 中，可以 **將一個元組** 使用 **賦值語句** 同時賦值給 **多個變量** * 注意：變量的數量需要和元組中的元素數量保持一致 ```python result = temp, wetness = measure() ``` ### 面試題 —— 交換兩個數字 **題目要求** 1. 有兩個整數變量 `a = 6`, `b = 100` 2. 不使用其他變量，**交換兩個變量的值** #### 解法 1 —— 使用其他變量 ```python # 解法 1 - 使用臨時變量 c = b b = a a = c ``` #### 解法 2 —— 不使用臨時變量 ```python # 解法 2 - 不使用臨時變量 a = a + b b = a - b a = a - b ``` #### 解法 3 —— Python 專有，利用元組 ```python a, b = b, a ``` ## 03. 函數的參數 進階 ### 3.1. 不可變和可變的參數 > 問題 1：在函數內部，針對參數使用 **賦值語句**，會不會影響調用函數時傳遞的 **實參變量**？ —— 不會！ * 無論傳遞的參數是 **可變** 還是 **不可變** * 只要 **針對參數** 使用 **賦值語句**，會在 **函數內部** 修改 **局部變量的引用**，**不會影響到 外部變量的引用** ```python def demo(num, num_list): print("函數內部") # 賦值語句 num = 200 num_list = [1, 2, 3] print(num) print(num_list) print("函數代碼完成") gl_num = 99 gl_list = [4, 5, 6] demo(gl_num, gl_list) print(gl_num) print(gl_list) ``` > 問題 2：如果傳遞的參數是 **可變類型**，在函數內部，使用 **方法** 修改了數據的內容，**同樣會影響到外部的數據** ```python def mutable(num_list): # num_list = [1, 2, 3] num_list.extend([1, 2, 3]) print(num_list) gl_list = [6, 7, 8] mutable(gl_list) print(gl_list) ``` #### 面試題 —— `+=` * 在 `python` 中，列表變量調用 `+=` 本質上是在執行列表變量的 `extend` 方法，不會修改變量的引用 ```python def demo(num, num_list): print("函數內部代碼") # num = num + num num += num # num_list.extend(num_list) 由于是調用方法，所以不會修改變量的引用 # 函數執行結束后，外部數據同樣會發生變化 num_list += num_list print(num) print(num_list) print("函數代碼完成") gl_num = 9 gl_list = [1, 2, 3] demo(gl_num, gl_list) print(gl_num) print(gl_list) ``` ### 3.2 缺省參數 * 定義函數時，可以給 **某個參數** 指定一個**默認值**，具有默認值的參數就叫做 **缺省參數** * 調用函數時，如果沒有傳入 **缺省參數** 的值，則在函數內部使用定義函數時指定的 **參數默認值** * 函數的缺省參數，**將常見的值設置為參數的缺省值**，從而 **簡化函數的調用** * 例如：對列表排序的方法 ```python gl_num_list = [6, 3, 9] # 默認就是升序排序，因為這種應用需求更多 gl_num_list.sort() print(gl_num_list) # 只有當需要降序排序時，才需要傳遞 `reverse` 參數 gl_num_list.sort(reverse=True) print(gl_num_list) ``` #### 指定函數的缺省參數 * 在參數后使用賦值語句，可以指定參數的缺省值 ```python def print_info(name, gender=True): gender_text = "男生" if not gender: gender_text = "女生" print("%s 是 %s" % (name, gender_text)) ``` **提示** 1. 缺省參數，需要使用 **最常見的值** 作為默認值！ 2. 如果一個參數的值 **不能確定**，則不應該設置默認值，具體的數值在調用函數時，由外界傳遞！ #### 缺省參數的注意事項 ##### 1) 缺省參數的定義位置 * **必須保證** **帶有默認值的缺省參數** **在參數列表末尾** * 所以，以下定義是錯誤的！ ```python def print_info(name, gender=True, title): ``` ##### 2) 調用帶有多個缺省參數的函數 * 在 **調用函數時**，如果有 **多個缺省參數**，**需要指定參數名**，這樣解釋器才能夠知道參數的對應關系！ ```python def print_info(name, title="", gender=True): """ :param title: 職位 :param name: 班上同學的姓名 :param gender: True 男生 False 女生 """ gender_text = "男生" if not gender: gender_text = "女生" print("%s%s 是 %s" % (title, name, gender_text)) # 提示：在指定缺省參數的默認值時，應該使用最常見的值作為默認值！ print_info("小明") print_info("老王", title="班長") print_info("小美", gender=False) ``` ### 3.3 多值參數（知道） #### 定義支持多值參數的函數 * 有時可能需要 **一個函數** 能夠處理的參數 **個數** 是不確定的，這個時候，就可以使用 **多值參數** * `python` 中有 **兩種** 多值參數： * 參數名前增加 **一個** `*` 可以接收 **元組** * 參數名前增加 **兩個** `*` 可以接收 **字典** * 一般在給多值參數命名時，**習慣**使用以下兩個名字 * `*args` —— 存放 **元組** 參數，前面有一個 `*` * `**kwargs` —— 存放 **字典** 參數，前面有兩個 `*` * `args` 是 `arguments` 的縮寫，有變量的含義 * `kw` 是 `keyword` 的縮寫，`kwargs` 可以記憶 **鍵值對參數** ```python def demo(num, *args, **kwargs): print(num) print(args) print(kwargs) demo(1, 2, 3, 4, 5, name="小明", age=18, gender=True) ``` > 提示：**多值參數** 的應用會經常出現在網絡上一些大牛開發的框架中，知道多值參數，**有利于我們能夠讀懂大牛的代碼** #### 多值參數案例 —— 計算任意多個數字的和 **需求** 1. 定義一個函數 `sum_numbers`，可以接收的 **任意多個整數** 2. 功能要求：將傳遞的 **所有數字累加** 并且返回累加結果 ```python def sum_numbers(*args): num = 0 # 遍歷 args 元組順序求和 for n in args: num += n return num print(sum_numbers(1, 2, 3)) ``` #### 元組和字典的拆包（知道） * 在調用帶有多值參數的函數時，如果希望： * 將一個 **元組變量**，直接傳遞給 `args` * 將一個 **字典變量**，直接傳遞給 `kwargs` * 就可以使用 **拆包**，簡化參數的傳遞，**拆包** 的方式是： * 在 **元組變量前**，增加 **一個** `*` * 在 **字典變量前**，增加 **兩個** `*` ```python def demo(*args, **kwargs): print(args) print(kwargs) # 需要將一個元組變量/字典變量傳遞給函數對應的參數 gl_nums = (1, 2, 3) gl_xiaoming = {"name": "小明", "age": 18} # 會把 num_tuple 和 xiaoming 作為元組傳遞個 args # demo(gl_nums, gl_xiaoming) demo(*gl_nums, **gl_xiaoming) ``` ## 04. 函數的遞歸 > 函數調用自身的 **編程技巧** 稱為遞歸 ### 4.1 遞歸函數的特點 **特點** * **一個函數** **內部** **調用自己** * 函數內部可以調用其他函數，當然在函數內部也可以調用自己 **代碼特點** 1. 函數內部的 **代碼** 是相同的，只是針對 **參數** 不同，**處理的結果不同** 2. 當 **參數滿足一個條件** 時，函數不再執行 * **這個非常重要**，通常被稱為遞歸的出口，否則 **會出現死循環**！ 示例代碼 ```python def sum_numbers(num): print(num) # 遞歸的出口很重要，否則會出現死循環 if num == 1: return sum_numbers(num - 1) sum_numbers(3) ```  ### 4.2 遞歸案例 —— 計算數字累加 **需求** 1. 定義一個函數 `sum_numbers` 2. 能夠接收一個 `num` 的整數參數 3. 計算 1 + 2 + ... num 的結果 ```python def sum_numbers(num): if num == 1: return 1 # 假設 sum_numbers 能夠完成 num - 1 的累加 temp = sum_numbers(num - 1) # 函數內部的核心算法就是 兩個數字的相加 return num + temp print(sum_numbers(2)) ```  > 提示：遞歸是一個 **編程技巧**，初次接觸遞歸會感覺有些吃力！在處理 **不確定的循環條件時**，格外的有用，例如：**遍歷整個文件目錄的結構**