python 函数基础

一 前言

1 为何要用函数之不用函数的问题

引子
现在老板让你写一个监控程序，24小时全年无休的监控你们公司网站服务器的系统状况，当cpu＼memory＼disk等指标的使用量超过阀值时即发邮件报警，你掏空了所有的知识量，写出了以下代码

while True：
    if cpu利用率 > 90%:
        #发送邮件提醒
        连接邮箱服务器
        发送邮件
        关闭连接

    if 硬盘使用空间 > 90%:
        #发送邮件提醒
        连接邮箱服务器
        发送邮件
        关闭连接

    if 内存占用 > 80%:
        #发送邮件提醒
        连接邮箱服务器
        发送邮件
        关闭连接
上面的代码实现了功能，但你这个重复代码太多了，每次报警都要重写一段发邮件的代码，太low了，这样干存在2个问题：

代码重复过多，一个劲的copy and paste不符合高端程序员的气质
如果日后需要修改发邮件的这段代码，比如加入群发功能，那你就需要在所有用到这段代码的地方都修改一遍
你觉得老王说的对，你也不想写重复代码，但又不知道怎么搞，老王好像看出了你的心思，此时他抱起你儿子，笑着说，其实很简单，只需要把重复的代码提取出来，放在一个公共的地方，起个名字，以后谁想用这段代码，就通过这个名字调用就行了，如下

def 发送邮件(内容)
    #发送邮件提醒
    连接邮箱服务器
    发送邮件
    关闭连接

while True：

    if cpu利用率 > 90%:
        发送邮件('CPU报警')

    if 硬盘使用空间 > 90%:
        发送邮件('硬盘报警')

    if 内存占用 > 80%:
        发送邮件('内存报警')

函数式编程和面向过程编程的区别：

面向过程：根据需求一行一行写代码！缺点：逻辑乱、并切代码重复、不易修改重用性差！
函数式：将某功能代码封装到函数中，日后便无需重复编写，仅调用函数即可
优点：函数式编程最重要的是增强代码的重用性和可读性
面向对象：对函数进行分类和封装，让开发“更快更好更强...

#1、代码的组织结构不清晰，可读性差
#2、遇到重复的功能只能重复编写实现代码，代码冗余
#3、功能需要扩展时，需要找出所有实现该功能的地方修改之，无法统一管理且维护难度极大 

2 函数是什么

针对二中的问题，想象生活中的例子，修理工需要实现准备好工具箱里面放好锤子，扳手，钳子等工具，然后遇到锤钉子的场景，拿来锤子用就可以，而无需临时再制造一把锤子。

修理工===>程序员
具备某一功能的工具===>函数

要想使用工具，需要事先准备好，然后拿来就用且可以重复使用
要想用函数，需要先定义，再使用

3 函数分类

#1、内置函数
为了方便我们的开发，针对一些简单的功能，python解释器已经为我们定义好了的函数即内置函数。对于内置函数，我们可以拿来就用而无需事先定义，如len(),sum(),max()
ps：我们将会在最后详细介绍常用的内置函数。

#2、自定义函数
很明显内置函数所能提供的功能是有限的，这就需要我们自己根据需求，事先定制好我们自己的函数来实现某种功能，以后，在遇到应用场景时，调用自定义的函数即可。例如

 

二 定义函数

1 如何自定义函数？

#语法
def 函数名(参数1,参数2,参数3,...):
    '''注释'''
    函数体
    return 返回的值

#函数名要能反映其意义

def auth(user:str,password:str)->int:
    '''
    auth function
    :param user: 用户名
    :param password: 密码
    :return: 认证结果
    '''
    if user == 'egon' and password == '123':
        return 1
# print(auth.__annotations__) #{'user': <class 'str'>, 'password': <class 'str'>, 'return': <class 'int'>}

user=input('用户名>>: ').strip()
pwd=input('密码>>: ').strip()
res=auth(user,pwd)
print(res)

 

def func1():
    pass
def func2():
    pass
def func3():
    pass
def func4():
    func1()
    func2()
    func3()

if __name__ == '__main__'
    #调用上面的函数，判断了、循环了调用等！
    #函数里也可以调用函数例子：def func4():

''' 
__name__  这个是用来判断，如果你是把这个程序当模块导入的话他的__name__就等于这个程序的文件名，如果是手动执行这个脚本比如：python test.py  那么__name__ 就等于__main__
所以我们可以用他来做判断，
如果你是手动执行我就运行我调函数执行if下面的语句，
如果你是调用模块我下面的if判断后面的语句就不执行！仅当模块使用！
如果函数当模块导入的时候，他导入的是函数的名称，内容没有被导入，当你去调用的时候他才去导入函数里的信息。'''

 

二 函数使用的原则：先定义，再调用

函数即“变量”，“变量”必须先定义后引用。未定义而直接引用函数，就相当于在引用一个不存在的变量名
#测试一
def foo():
    print('from foo')
    bar()
foo() #报错

#测试二
def bar():
    print('from bar')
def foo():
    print('from foo')
    bar()
foo() #正常

#测试三
def foo():
    print('from foo')
    bar()
    
def bar():
    print('from bar')
foo() #会报错吗?


#结论:函数的使用,必须遵循原则:先定义,后调用
#我们在使用函数时,一定要明确地区分定义阶段和调用阶段

#定义阶段
def foo():
    print('from foo')
    bar()
def bar():
    print('from bar')
#调用阶段
foo()

 

三 函数在定义阶段都干了哪些事？

#只检测语法，不执行代码
也就说，语法错误在函数定义阶段就会检测出来，而代码的逻辑错误只有在执行时才会知道

四 定义函数的三种形式

#1、无参：应用场景仅仅只是执行一些操作，比如与用户交互，打印
#2、有参：需要根据外部传进来的参数，才能执行相应的逻辑，比如统计长度，求最大值最小值
#3、空函数：设计代码结构

#定义阶段
def tell_tag(tag,n): #有参数
    print(tag*n)

def tell_msg(): #无参数
    print('hello world')

#调用阶段
tell_tag('*',12)
tell_msg()
tell_tag('*',12)

'''
************
hello world
************
'''

#结论：
#1、定义时无参，意味着调用时也无需传入参数
#2、定义时有参，意味着调用时则必须传入参数

def auth(user,password):                             
    '''                                                           
    auth function                                                 
    :param user: 用户名                                              
    :param password: 密码                                           
    :return: 认证结果                                                 
    '''                                                           
    pass                                                          
                                                                  
def get(filename):                                                
    '''                                                           
    :param filename:                                              
    :return:                                                      
    '''                                                           
    pass                                                          
                                                                  
def put(filename):                                                
    '''                                                           
    :param filename:                                              
    :return:                                                      
    '''                                                           
def ls(dirname):                                                  
    '''                                                           
    :param dirname:                                               
    :return:                                                      
    '''                                                           
    pass                                                          

#程序的体系结构立见  

 

三 调用函数

一 调用函数

函数的调用：函数名加括号
1 先找到名字
2 根据名字调用代码

二 函数返回值

无return->None
return 1个值->返回1个值
return 逗号分隔多个值->元组

什么时候该有返回值？
　　　　调用函数，经过一系列的操作，最后要拿到一个明确的结果，则必须要有返回值
　　　　通常有参函数需要有返回值，输入参数，经过计算，得到一个最终的结果
什么时候不需要有返回值？
　　　　调用函数，仅仅只是执行一系列的操作，最后不需要得到什么结果，则无需有返回值
　　　　通常无参函数不需要有返回值

三 函数调用的三种形式

1 语句形式：foo()
2 表达式形式：3*len('hello')
3 当中另外一个函数的参数：range(len('hello'))

四 函数的参数

一 形参与实参

#形参即变量名，实参即变量值，函数调用时，将值绑定到变量名上，函数调用结束，解除绑定

二 具体应用

#1、位置参数：按照从左到右的顺序定义的参数
        位置形参：必选参数
        位置实参：按照位置给形参传值

#2、关键字参数：按照key=value的形式定义的实参
        无需按照位置为形参传值
        注意的问题：
                1. 关键字实参必须在位置实参右面
                2. 对同一个形参不能重复传值

#3、默认参数：形参在定义时就已经为其赋值
        可以传值也可以不传值，经常需要变得参数定义成位置形参，变化较小的参数定义成默认参数（形参）
        注意的问题：
                1. 只在定义时赋值一次
                2. 默认参数的定义应该在位置形参右面
                3. 默认参数通常应该定义成不可变类型


#4、可变长参数：
        可变长指的是实参值的个数不固定
        而实参有按位置和按关键字两种形式定义，针对这两种形式的可变长，形参对应有两种解决方案来完整地存放它们，分别是*args，**kwargs

        ===========*args===========
        def foo(x,y,*args):
            print(x,y)
            print(args)
        foo(1,2,3,4,5)

        def foo(x,y,*args):
            print(x,y)
            print(args)
        foo(1,2,*[3,4,5])


        def foo(x,y,z):
            print(x,y,z)
        foo(*[1,2,3])

        ===========**kwargs===========
        def foo(x,y,**kwargs):
            print(x,y)
            print(kwargs)
        foo(1,y=2,a=1,b=2,c=3)

        def foo(x,y,**kwargs):
            print(x,y)
            print(kwargs)
        foo(1,y=2,**{'a':1,'b':2,'c':3})


        def foo(x,y,z):
            print(x,y,z)
        foo(**{'z':1,'x':2,'y':3})

        ===========*args+**kwargs===========

        def foo(x,y):
            print(x,y)

        def wrapper(*args,**kwargs):
            print('====>')
            foo(*args,**kwargs)

#5、命名关键字参数：*后定义的参数，必须被传值（有默认值的除外），且必须按照关键字实参的形式传递
可以保证，传入的参数中一定包含某些关键字
        def foo(x,y,*args,a=1,b,**kwargs):
            print(x,y)
            print(args)
            print(a)
            print(b)
            print(kwargs)

        foo(1,2,3,4,5,b=3,c=4,d=5)
        结果：
            1
            2
            (3, 4, 5)
            1
            3
            {'c': 4, 'd': 5}

 

def send_alert(msg,*users): # (['alex','xxx','iiii'],) --> ('alex','xxx','iiii')
    for u in users:
        print('报警发送给',u)


# 如果参数中出现 ＊users,传递的参数就可以不再是固定个数，传过来的所有参数打包元祖
#方式一：
send_alert('别他么狼了','alex','xxx','xxx','ooo')
send_alert('别他么狼了','alex')
send_alert('别他么狼了','alex','xxx')
send_alert('别他么狼了','alex','xxx','iiii')

#方式二：
send_alert('别他么狼了',*['alex','xxx','iiii'])


def send_alert(msg,*args,**kwargs):
    print('%s报警发送给:'%msg,*args)

send_alert("oss","rain",'eric',age=22)


------------------
报警发送给 alex
报警发送给 xxx
报警发送给 xxx
报警发送给 ooo
报警发送给 alex
报警发送给 alex
报警发送给 xxx
报警发送给 alex
报警发送给 xxx
报警发送给 iiii
报警发送给 alex
报警发送给 xxx
报警发送给 iiii
oss报警发送给 rain eric

 

# === 函数 ===
def function1(): # 无参函数
    print("×参数 ×返回") # 无返回

def function2(arg1, arg2): # 带参函数(位置参数)
    return "√参数 √返回" # 有返回

def function2_1(arg1, arg2):
    return arg1, arg2 # 元组形式返回多个值

def function3(*args): # 不定长参数(位置参数),把位置参数(*args)转成元组
    print("function3: ", args)

def function3_1(**kwargs): # 不定长参数(关键字参数), 把关键字参数(**kwargs)转成字典
    print("function3_1: ", kwargs)

def function4(arg1 = 5): # 缺省参数(不传参将使用默认值)(注意:Python不支持函数重载,该方式解决了重载问题)
    print("function4:%s" % arg1)

def function5(n): #递归示例
    "打印100以内的奇数"
    if n <= 100:
        print(n)
        n += 2
        return function5(n)


# === 位置参数 和 关键字参数 的混合使用 ===
def function6(arg, *args):
    print("function6: ", arg)
    print("function6: ", args)

def function7(arg, age=21, **kwargs):
    print("function7: ", arg)
    print("function7: ", age)
    print("function7: ", kwargs)

def function8(arg, age=21, *args, **kwargs): # 位置参数 只能写在 关键字参数 前面
    print("function8: ", arg)
    print("function8: ", age)
    print("function8: ", args)
    print("function8: ", kwargs)

 

五 练习题

1、写函数，，用户传入修改的文件名，与要修改的内容，执行函数，完成批了修改操作
2、写函数，计算传入字符串中【数字】、【字母】、【空格] 以及 【其他】的个数

3、写函数，判断用户传入的对象（字符串、列表、元组）长度是否大于5。

4、写函数，检查传入列表的长度，如果大于2，那么仅保留前两个长度的内容，并将新内容返回给调用者。

5、写函数，检查获取传入列表或元组对象的所有奇数位索引对应的元素，并将其作为新列表返回给调用者。

6、写函数，检查字典的每一个value的长度,如果大于2，那么仅保留前两个长度的内容，并将新内容返回给调用者。
dic = {"k1": "v1v1", "k2": [11,22,33,44]}
PS:字典中的value只能是字符串或列表

def modify_file(filename,old,new):
    import os
    with open(filename,'r',encoding='utf-8') as read_f,\
        open('.bak.swap','w',encoding='utf-8') as write_f:
        for line in read_f:
            if old in line:
                line=line.replace(old,new)
            write_f.write(line)
    os.remove(filename)
    os.rename('.bak.swap',filename)

modify_file('/Users/jieli/PycharmProjects/爬虫/a.txt','alex','SB')

#题目二
def check_str(msg):
    res={
        'num':0,
        'string':0,
        'space':0,
        'other':0,
    }
    for s in msg:
        if s.isdigit():
            res['num']+=1
        elif s.isalpha():
            res['string']+=1
        elif s.isspace():
            res['space']+=1
        else:
            res['other']+=1
    return res

res=check_str('hello name:aSB passowrd:alex3714')
print(res)


#题目三：略

#题目四
def func1(seq):
    if len(seq) > 2:
        seq=seq[0:2]
    return seq
print(func1([1,2,3,4]))


#题目五
def func2(seq):
    return seq[::2]
print(func2([1,2,3,4,5,6,7]))


#题目六
def func3(dic):
    d={}
    for k,v in dic.items():
        if len(v) > 2:
            d[k]=v[0:2]
    return d
print(func3({'k1':'abcdef','k2':[1,2,3,4],'k3':('a','b','c')}))

 

import os,sys,getopt
def modify_file(filename,old_obj,new_obj):
    with open(filename,'r') as read_f,open('new_file.txt','w') as write_f:
        for line in read_f:
            if old_obj in line:
                line = line.replace(old_obj,new_obj)
            write_f.write(line)
        print('modify_file:',filename,'old:',old_obj,'modify:',new_obj)

if __name__ == '__main__':
    #print(sys.argv[1],sys.argv[2])

    #modify_file('dic1.py','test','fly')
    
    if len(sys.argv) < 4:
        print('请输入：python new_file.py filename old_obj new_obj')
    else:
        modify_file(sys.argv[1], sys.argv[2], sys.argv[3])

 

函数的返回值

函数无return ，默认返回值None

#!/usr/bin/env python
#coding=utf-8

def func(name,*args,**kwargs):
   print(name,args,kwargs)



func('flyoss',22,'tesla','500w',addr='武汉',num=12442323)

d = {'degree':'primary school'}
func('flyoss',**d)


#函数返回值
def stu_register(name,age,course='py',country='CN'):
    info = ''' "---------注册学生信息--------"
        "姓名："  %s
        "年龄："  %s
        "国籍："  %s
        "课程："  %s
        ''' %(name,age,course,country)

    if age > 22:
        return False
    else:
        print(info)
        return True


registrition_status = stu_register('fly',22,country="China",course="python")

if registrition_status:
    #print(registrition_status)
    print("注册成功" )

else:
    print("too old to be student")

 

局部变量

#变量为字符串，数字不能修改
#变量为列表 字典，集合，对象，类可以修改的
names = ['Flying','Black Girl','Peiqi']
def change_name():
    del names[1]
    names[0] = 'flyoss'
    #global  names   #global局部变量改为全局变量
    #names = ['oss',3,4]
    print(names)

change_name()
print(names)

 

# 局部变量


names = ['Alex','Black Girl','Peiqi']


def change_name():
    global  names  #global局部变量改为全局变量
    names = ['oss',3,4]
    print(names)

change_name()
print(names)

-----

['oss', 3, 4]
['oss', 3, 4]

 

嵌套函数

# 嵌套函数

def func1():
    print('执行结果：from func1')

    def func2():
        print('from func2')

func1()

'''
执行结果：from func1
'''

# 1.func()  # 结果from func1 ,func2没有调用，不会执行

def func1():
    print('from func1')

    def func2():
        print('from func2')
    func2()

func1()

'''
from func1
from func2
'''

#2. func1()

# =====> 1. 函数内部可以再次定义函数。
# 2. 执行需要被调用 ，《＝＝＝＝＝


# age = 19  #全局变量
#
# def func1():
#     age = 73 #局部变量
#     print(age)
#     def func2():
#         #age=84 局部变量
#         print(age)
#     func2()
#
# #func1()


age = 19  #全局变量
def func1():
    def func2():
        print(age)

    age = 73  # 局部变量
    func2()

func1()  #73

age = 19  # 全局变量


def func1():
    global age  #全局变量
    def func2():
        print(age)
    func2()
    age = 73  # 局部变量


func1()  # 报错，解决global
print('***',age)

'''
19
*** 73
'''

########################

def func1():
    global age  #全局变量
    def func2():
        print(age)

    age = 73  # 局部变量被修改为global全局的
    func2()

func1()
print('age:',age)
'''

73
age: 73
'''