9 函數 · Python基礎（英泰）

# Python 函數函數是組織好的，可重復使用的，用來實現單一，或相關聯功能的代碼段。函數能提高應用的模塊性，和代碼的重復利用率。你已經知道Python提供了許多內建函數，比如print()。但你也可以自己創建函數，這被叫做用戶自定義函數。 * * * ## 定義一個函數你可以定義一個由自己想要功能的函數，以下是簡單的規則： * 函數代碼塊以**def**關鍵詞開頭，后接函數標識符名稱和圓括號**()**。 * 任何傳入參數和自變量必須放在圓括號中間。圓括號之間可以用于定義參數。 * 函數的第一行語句可以選擇性地使用文檔字符串—用于存放函數說明。 * 函數內容以冒號起始，并且縮進。 * **return \[表達式\]**結束函數，選擇性地返回一個值給調用方。不帶表達式的return相當于返回 None。 ### 語法 ``` def functionname( parameters ): "函數_文檔字符串" function_suite return [expression] ``` 默認情況下，參數值和參數名稱是按函數聲明中定義的順序匹配起來的。 ### 實例以下為一個簡單的Python函數，它將一個字符串作為傳入參數，再打印到標準顯示設備上。 ``` def printme( str ): "打印傳入的字符串到標準顯示設備上" print str return ``` ## 函數調用定義一個函數只給了函數一個名稱，指定了函數里包含的參數，和代碼塊結構。這個函數的基本結構完成以后，你可以通過另一個函數調用執行，也可以直接從Python提示符執行。如下實例調用了printme（）函數： ``` #!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- # 定義函數 def printme( str ): "打印任何傳入的字符串" print str return # 調用函數 printme("我要調用用戶自定義函數!") printme("再次調用同一函數") ``` 以上實例輸出結果： ~~~ 我要調用用戶自定義函數! 再次調用同一函數 ~~~ ## 參數傳遞在 python 中，類型屬于對象，變量是沒有類型的： ``` a=[1,2,3] a="yingtai" ``` 以上代碼中，**\[1,2,3\]**是 List 類型，**"yingtai"**是 String 類型，而變量 a 是沒有類型，她僅僅是一個對象的引用（一個指針），可以是 List 類型對象，也可以指向 String 類型對象。 ### 可更改(mutable)與不可更改(immutable)對象在 python 中，strings, tuples, 和 numbers 是不可更改的對象，而 list,dict 等則是可以修改的對象。 * **不可變類型：**變量賦值**a=5**后再賦值**a=10**，這里實際是新生成一個 int 值對象 10，再讓 a 指向它，而 5 被丟棄，不是改變a的值，相當于新生成了a。 * **可變類型：**變量賦值**la=\[1,2,3,4\]**后再賦值**la\[2\]=5**則是將 list la 的第三個元素值更改，本身la沒有動，只是其內部的一部分值被修改了。 python 函數的參數傳遞： * **不可變類型：**類似 c++ 的值傳遞，如整數、字符串、元組。如fun（a），傳遞的只是a的值，沒有影響a對象本身。比如在 fun（a）內部修改 a 的值，只是修改另一個復制的對象，不會影響 a 本身。 * **可變類型：**類似 c++ 的引用傳遞，如列表，字典。如 fun（la），則是將 la 真正的傳過去，修改后fun外部的la也會受影響 python 中一切都是對象，嚴格意義我們不能說值傳遞還是引用傳遞，我們應該說傳不可變對象和傳可變對象。 ### python 傳不可變對象實例 ``` #!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- def ChangeInt( a ): a = 10 b = 2 ChangeInt(b) print b # 結果是 ``` 實例中有 int 對象 2，指向它的變量是 b，在傳遞給 ChangeInt 函數時，按傳值的方式復制了變量 b，a 和 b 都指向了同一個 Int 對象，在 a=10 時，則新生成一個 int 值對象 10，并讓 a 指向它。 ### 傳可變對象實例 ``` #!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- # 可寫函數說明 def changeme( mylist ): "修改傳入的列表" mylist.append([1,2,3,4]) print "函數內取值: ", mylist return # 調用changeme函數 mylist = [10,20,30] changeme( mylist ) print "函數外取值: ", mylist ``` 實例中傳入函數的和在末尾添加新內容的對象用的是同一個引用，故輸出結果如下： ~~~ 函數內取值: [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]] 函數外取值: [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]] ~~~ ## 參數以下是調用函數時可使用的正式參數類型： * 必備參數 * 關鍵字參數 * 默認參數 * 不定長參數 ### 必備參數必備參數須以正確的順序傳入函數。調用時的數量必須和聲明時的一樣。調用printme()函數，你必須傳入一個參數，不然會出現語法錯誤： ``` #!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- #可寫函數說明 def printme( str ): "打印任何傳入的字符串" print str return #調用printme函數 printme() ``` 以上實例輸出結果 ~~~ Traceback (most recent call last): File "test.py", line 11, in <module> printme() TypeError: printme() takes exactly 1 argument (0 given) ~~~ ### 關鍵字參數關鍵字參數和函數調用關系緊密，函數調用使用關鍵字參數來確定傳入的參數值。使用關鍵字參數允許函數調用時參數的順序與聲明時不一致，因為 Python 解釋器能夠用參數名匹配參數值。以下實例在函數 printme() 調用時使用參數名： ``` #!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- #可寫函數說明 def printme( str ): "打印任何傳入的字符串" print str return #調用printme函數 printme( str = "My string") ``` 以上實例輸出結果： ~~~ My string ~~~ 下例能將關鍵字參數順序不重要展示得更清楚： ``` #!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- #可寫函數說明 def printinfo( name, age ): "打印任何傳入的字符串" print "Name: ", name print "Age ", age return #調用printinfo函數 printinfo( age=50, name="miki" ) ``` 以上實例輸出結果： ~~~ Name: miki Age 50 ~~~ ### 默認參數調用函數時，默認參數的值如果沒有傳入，則被認為是默認值。下例會打印默認的age，如果age沒有被傳入： ``` #!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- #可寫函數說明 def printinfo( name, age = 35 ): "打印任何傳入的字符串" print "Name: ", name print "Age ", age return #調用printinfo函數 printinfo( age=50, name="miki" ) printinfo( name="miki" ) ``` 以上實例輸出結果： ~~~ Name: miki Age 50 Name: miki Age 35 ~~~ ### 不定長參數你可能需要一個函數能處理比當初聲明時更多的參數。這些參數叫做不定長參數，和上述2種參數不同，聲明時不會命名。基本語法如下： ``` def functionname([formal_args,] *var_args_tuple ): "函數_文檔字符串" function_suite return [expression] ``` 加了星號（\*）的變量名會存放所有未命名的變量參數。不定長參數實例如下： ``` #!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- # 可寫函數說明 def printinfo( arg1, *vartuple ): "打印任何傳入的參數" print "輸出: " print arg1 for var in vartuple: print var return # 調用printinfo 函數 printinfo( 10 ) printinfo( 70, 60, 50 ) ``` 以上實例輸出結果： ~~~ 輸出: 10 輸出: 70 60 50 ~~~ ## 匿名函數 python 使用 lambda 來創建匿名函數。 * lambda只是一個表達式，函數體比def簡單很多。 * lambda的主體是一個表達式，而不是一個代碼塊。僅僅能在lambda表達式中封裝有限的邏輯進去。 * lambda函數擁有自己的命名空間，且不能訪問自有參數列表之外或全局命名空間里的參數。 * 雖然lambda函數看起來只能寫一行，卻不等同于C或C++的內聯函數，后者的目的是調用小函數時不占用棧內存從而增加運行效率。 ### 語法 lambda函數的語法只包含一個語句，如下： ~~~ lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression ~~~ ``` #!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- # 可寫函數說明 sum = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2 # 調用sum函數 print "相加后的值為 : ", sum( 10, 20 ) print "相加后的值為 : ", sum( 20, 20 ) ``` 以上實例輸出結果： ~~~ 相加后的值為 : 30 相加后的值為 : 40 ~~~ ## return 語句 return語句\[表達式\]退出函數，選擇性地向調用方返回一個表達式。不帶參數值的return語句返回None。之前的例子都沒有示范如何返回數值，下例便告訴你怎么做： ``` #!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- # 可寫函數說明 def sum( arg1, arg2 ): # 返回2個參數的和." total = arg1 + arg2 print "函數內 : ", total return total # 調用sum函數 total = sum( 10, 20 ) ``` 以上實例輸出結果： ~~~ 函數內 : 30 ~~~ ## 變量作用域一個程序的所有的變量并不是在哪個位置都可以訪問的。訪問權限決定于這個變量是在哪里賦值的。變量的作用域決定了在哪一部分程序你可以訪問哪個特定的變量名稱。兩種最基本的變量作用域如下： * 全局變量 * 局部變量 * * * ## 全局變量和局部變量定義在函數內部的變量擁有一個局部作用域，定義在函數外的擁有全局作用域。局部變量只能在其被聲明的函數內部訪問，而全局變量可以在整個程序范圍內訪問。調用函數時，所有在函數內聲明的變量名稱都將被加入到作用域中。如下實例： ``` #!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- total = 0 # 這是一個全局變量 # 可寫函數說明 def sum( arg1, arg2 ): #返回2個參數的和." total = arg1 + arg2 # total在這里是局部變量. print "函數內是局部變量 : ", total return total #調用sum函數 sum( 10, 20 ) print "函數外是全局變量 : ", total ``` 以上實例輸出結果： ~~~ 函數內是局部變量 : 30 函數外是全局變量 : 0 ~~~