Python之函数
python函数
为什么要使用函数？
在说明原因之前，我们先来看一个需求，比如你的boss需要你写实现以下的打印输出，并插入在某段程序代码的20个位置都条件此打印输出：
********************
********************
hello,python!
********************
********************
你咔咔咔就用代码实现了需求，并将代码添加到了程序的20个位置，代码如下，但是你的boss看着你的代码却不是很认可，他说：如果我现在需要你把所有的"*"都换成"#"。你一脸懵逼，难道要一个一个的改吗？
print( """ ******************** ******************** hello,python! ******************** ******************** """ )
苦苦思索不得果，询问boss，boss捋了捋袖子，几下就给你搞定了，对你说：去学学函数吧，便离去，深藏功与名，代码如下：
def index(): """打印符号""" print('*'*20) def say(): """打印问候""" print("hello,python!") index() index() say() index() index()
你看了一眼代码豁然开朗，那么这里这么写到底有什么好处呢？
1.如果你现在需要将所有的"*"改为"#"，只需要将函数index中的"*"替换为"#"
2.如果你现在需要打在问候前后各打印3行符号，只需要在say()前后各加一个index()
3.如果你现在还需要在其他程序其他的地方再打印这五行输出，只需要复制粘贴下面的五行代码
这就是函数带来的好处，也就是为什么要使用函数
1.减少了重复的代码
2.更有利于阅读代码，便于调试，可维护性增强
3.增加了代码整体结构的层次化，使组织结构更清晰
初识函数
在python中函数大致可以分为两类：
1.内置函数
比如用来求和的sum函数，求最大值的max函数，求最小值的min函数等等
print(sum((1,2,3))) #求和 print(max(1,2,3)) #打印最大值 print(min(1,2,3)) #打印最小值
在python3.x中，print本身也是一个内置的函数，但是在python2.x不是函数。
2.自定义函数
说了那么多函数的好处，那么我们该怎么定义函数呢？
一般格式如下:
def 函数名(arg1,arg2,arg3)： """描述信息""" 函数体 return
def为函数的关键字，函数名为自定义，最好是具有描述性的名字且不能与python的关键字一致，arg1等为函数的形参，可以有也可以没有，数量可以是一个或者是无穷个，引号处为描述信息，强烈的要求你在定义函数的时候请写上描述信息，便于其他人一眼看到你定义的函数的时候，知道是做什么的，函数体定义了一系列的具体操作，return用来返回值，当一个函数没有使用return来返回值，python解释器默认会返回一个None值。
定义函数
在python中，函数必须是先定义后使用的，可以从是否向函数内传入参数将函数的定义分为以下三种：
1.无参函数
函数体内只是简单的命令，不需要依赖外部传入的参数
def my_python(): """This is my python""" print("From my python!") print(my_python.__doc__) #可打印注释信息
def my_max(x,y): """求2个数的最大值""" max_number=x if x > y else y return max_number
def auth(): pass def goods(): pass
那么定义了这么的函数，怎么去用呢？下面我们就来讲讲函数的调用
函数的调用
我们也从是否传递参数来说明函数的调用
1.无参函数的调用
在调用无参函数的时候只需要使用函数名加小括号即可调用
def my_python(): """This is my python""" print("From my python!") my_python() #调用函数 #输出结果 From my python!
2.有参函数的调用
在调用有参函数的时候，需要向函数里面传递值
def my_max(x,y): """求2个数的最大值""" max_number=x if x > y else y return max_number res=my_max(100,2) print(res) #输出结果 100
如上函数，我们将100和2传递给了函数my_max，函数求出最大值并返回最大值，这里将最大值返回给了res，然后打印res。
返回值
通常情况下无参函数不需要使用return返回值
1.无参函数返回值
在无参函数中不写return，默认会返回一个None
def foo(): """打印""" print("From the foo") res=foo() print(res) #输出结果 From the foo None
2.return一个值
def my_max(x,y): """求2个数的最大值""" max_number=x if x > y else y return max_number res=my_max(100,2) print(res) #输出结果 100
3.return可以返回任意类型的多个值
def bar(x,y): """测试return""" return x,y,3,4,5,[1,2],{'a':2},{1,2},(1,2) res=bar(1,2) print(res) #输出结果 (1, 2, 3, 4, 5, [1, 2], {'a': 2}, {1, 2}, (1, 2))
return返回多个值的时候，返回的是一个元组
那如果我们在一个函数内同时使用多个返回值呢？
def mul_retu(): return 1 return 2 return 3 print(mul_retu()) #输出结果 1
当函数体内有多个返回值，仅执行一条
形参和实参
形参：在定义函数的时候，括号里面的参数，相当于变量
实参：在调用函数的时候，括号里面的参数，相当于值，实参也可以被当成变量值
举个例子：
def my_max(x,y): """求2个数的最大值""" max_number=x if x > y else y return max_number res=my_max(100,2) print(res)
这里的函数名后括号内的x和y就是形参，而在调用函数的时候函数名括号里面的（100,2）就是实参。只有在调用阶段的时候，形参和实参才会有绑定关系，也就是说函数只有在被调用时生效。
我们来看以下几个函数：
def bar(x): print(x) x=3 x=1 bar(x) print(x) #运行结果 1 1 def bar1(y): print(y) y.append(5) y=[1,2,3,4] bar1(y) print(y) #运行结果 [1, 2, 3, 4] [1, 2, 3, 4, 5] def bar1(z): print(z) z=(1,2) z=(1,2,3,4) bar1(z) print(z) #运行结果 (1, 2, 3, 4) (1, 2, 3, 4)
以上几个函数都试图去修改外部传入的变量的值，但是只有个别修改成功了，这里总结以下：
如果向函数内传递的是不可变类型（字符串，元组，整型），函数则不能修改其值
如果向函数内传递的是可变的类型（列表，字典），函数会修改其值
所以在向函数内部传递值的时候，部件以传递可变类型，这样函数会修改外部的值，除非你想要这么做。
位置参数和默认参数
前面我们写过实参和形参，现在我们就站在不同的角度去看传值。
实参的角度，先来一个函数：
def foo(x,y): """大于2个数""" print(x) print(y)
既然我们是通过实参的角度，那么通过实参有以下两种方式的传值：
1.按照位置传值给函数
foo(1,2)
这里的1必定传给了x，2必定传给了y。
2.按关键字传值
我们可以在传值的时候就指定x,y传的值，那么不管x在前还是在后，都能正确的传给形参x和y
foo(x=1,y=2)
foo(y=2,x=1)
3.混合传值
也可以把按位置传值和按关键字传值放在一起，这个时候按关键字传值就必须要在前面，而且对于关键字传值，一个参数不能重复的赋值
从形参的角度来看
def foo(x,y): """大于2个数""" print(x) print(y)
位置参数是必须要传值的，一个位置参数就必须传一个值
但是也可以存在不一定要传值的默认参数，可以在定义函数的时候，就在形参后跟值
def foo(x,y=1): print(x) print(y) foo(1) foo(y=2,x=1)
可变参数
我们来看函数max()求最大值的函数
>>> max(1,2,3,4) 4 >>> max(1,2,3,4,56,12) 56 >>> max(123,221,324,32,123,3,1,23,2) 324
可以看到我们不管给函数max传递多少个值，他都能接受，这是怎么实现的呢？
引出：
*args （args可以用任何合法的字符串代替，默认一般使用args）
*args是一个可变的形参，看下面的函数：
def foo(x,*args): print(x) print(args) foo(1,2,3,4,5) #运行结果 1 (2, 3, 4, 5)
从实参的角度来看，1会传给x，呃，那么2,3,4,5该怎么办，按位置传值的时候，多余的实参会传给args，生成一个元组
当*args与位置形参和默认形参混合的时候，位置形参要放在最前面，默认形参要放在最后面：
def foo(x,*args,y=1): #一般*args不会和默认参数放在一起用 print(x) print(y) print(args) foo(1,2,3,4,5,y=100) #运行结果 1 100 (2, 3, 4, 5)
#从形参的角度 def foo(*args): #foo(x,y,z) print(args) foo(1,2,3) #从实参的角度 #*args=*(1,2,3) def bar(x,y,z): print(x) print(y) print(z) bar(*(1,2,3)) #bar(1,2,3)
除了*args之外还有个**kwargs，我们来看一个例子，当按关键字传值的时候，多余的会传给kwargs，生成一个字典：
def foo(x,**kwargs): print(x) print(kwargs) foo(1,y=2,a=3,b=4) #输出结果 1 {'a': 3, 'b': 4, 'y': 2}
#从实参的角度 def foo(x,y,z=1): print(x) print(y) print(z) foo(**{'x':1,'y':2,'z':3}) #foo(x=1,y=2,z=3)
*args和**kwargs混合
def auth(name,passwd,sex='male'): print(name) print(passwd) print(sex) def foo(*args,**kwargs): # print("From the foo") auth(*args,**kwargs) foo("Frank","123") foo(name='claire',passwd='123',sex="female")
名称空间和作用域
名称空间
从字面的意思来看就是存放名字的空间，当我们定一个变量的这个，例如x=1，那么x就是名称，它会放到一个所谓的“空间”中，当我们调用它的名称的时候就可以获得其值。在python中有3种类型的名称空间。
1.内置名称空间
解释器一启动就有的，比如sum,print,max这些函数名都内置的名称
2.全局名称空间
在一个文件中，顶头写的就是定一个全局的名称，比如顶头定一个变量，列表或者字典，那么这些对象的名称就是全局名称
3.局部名称空间
在函数内部定义的对象的名称
x=1 def foo(): x=12 print(x) foo() print(x) #运行结果 12 1
根据结果我们可以知道，当在函数内部，打印一个变量的时候，她会现在局部名称空间里面去找有没有这个变量，如果有就打印其值，当我们在全局名称空间里面打印变量值的时候，它会在全局下面找，而不会去局部名称空间里面去找。
x=1 def foo(): print(x) foo() print(x) #输出结果 1 1
名称空间的查询
查询名称空间可以使用如下函数：
globals()：查看全局名称空间
locals()：查看局部名称空间
1.在全局作用域下查询
在全局作用域下查询，全局名称空间和局部名称空间是一样的
x=1 def my_function(): y=2 print(globals()) #查看全局名称空间 print(locals()) #查看局部名称空间 #运行结果 {'__name__': '__main__', '__doc__': None, 'x': 1, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x000001C6F17E6A58>, 'my_function': <function my_function at 0x000001C6F1CA0268>, '__spec__': None, '__file__': 'E:/py_fullstack/函数/名称空间和作用域.py', '__cached__': None, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>} {'__name__': '__main__', '__doc__': None, 'x': 1, '__package__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x000001C6F17E6A58>, 'my_function': <function my_function at 0x000001C6F1CA0268>, '__spec__': None, '__file__': 'E:/py_fullstack/函数/名称空间和作用域.py', '__cached__': None, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>} 2.在局部作用域内查询
2.在局部作用域内查询
在局部作用域内查询，即在函数内部查询，全局名称空间为函数外部的名称空间（内置名称空间和全局名称空间），而局部名称空间只有函数内部定义的名称（局部名称空间）
x=1 def my_function(): y=2 print(globals()) print(locals()) my_function() #运行结果 {'__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, 'x': 1, '__doc__': None, '__file__': 'E:/py_fullstack/函数/名称空间和作用域.py', '__name__': '__main__', '__package__': None, '__cached__': None, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x0000016AAF6F6A58>, '__spec__': None, 'my_function': <function my_function at 0x0000016AAFB20268>} {'y': 2}
函数的嵌套
1.函数的嵌套调用
函数可以被其他的函数放在函数体内调用，举例如下：
def my_max(x,y): return x if x >y else y print(my_max(10,100)) def my_max4(a,b,c,d): res1=my_max(a,b) res2=my_max(res1,c) res3=my_max(res2,d) return res3 print(my_max4(1,20,2,111)) #运行结果 100 111
def f1(): print("from the f1") def f2(): print("from the f2") def f3(): print("from the f3") f2() f1() #运行结果 from the f1 from the f2
函数对象
在Python中有句话是“一切皆对象”，函数也不例外，函数作为对象可以赋值给一个变量、可以作为元素添加到集合对象中，可以作为参数传递给其他的函数，也可以作为返回值，这一类特性就是“第一类对象”所有的：
def foo(): print("foo") print(foo) #运行结果 <function foo at 0x0000020717320048>
函数可以被赋值
def foo(): print('foo') # print(foo) f=foo print(f) f() #运行结果 <function foo at 0x000001D4C59F0048> foo
函数可以被当作参数传递
def foo(): print('foo') def bar(func): print(func) bar(foo) #运行结果 <function foo at 0x000002B425570048>
把函数当作容器类型的元素
def search(): print('===search') def add(): print('===add') def delete(): print('===delete') cmd_dic={ 'search':search, 'add':add, 'delete':delete, } def tell_message(): msg=""" search:查询 add：增加 delete:删除 """ print(msg) while True: tell_message() choice = input("Please input your choice:").strip() cmd_dic[choice]()
闭包函数
首先我们来看下面这个例子
x=100 def f1(): x=1 def f2(): print(x) return f2 f=f1() #返回f2的内存地址 print(f) f() #运行结果 <function f1.<locals>.f2 at 0x00000288E92401E0> 1
from urllib.request import urlopen def f1(url): def f2(): print(urlopen(url).read()) return f2 python=f1('http://www.python.org') #返回了函数f2的功能和对外部作用域定义的url==》python python()
