联想说 Python 基础 10 - 函数

函数

目标：理解函数，掌握函数的定义和调用。

对于初学者来说，函数在各个语言都算是理解起来相对较难的知识点了，而且它还很重要，所以这部分一定要掌握好。

函数？

我们的内容主打的就是一个 联系，将编程里面的东西和以前学过的东西联系起来，方便理解知识点。

回想数学中的函数

那说到函数，你能联系到什么？或者 想到什么？

其实函数并不是在编程中第一次见，在数学中早就有见到过它。可能有的小伙伴已经忘记了，没关系，我们看一个简单的例子应该就能挖出你相关记忆：

假设有一个函数 f(x)，对于任何一个数 x，都可以通过以下公式计算出函数的值：

    f(x) = 2x + 1

这个函数的含义是，对于任何一个输入的数 x，函数会计算出 2x + 1 的值作为输出。例如，如果输入 x=3，则函数的值就为：

    f(3) = 2×3 + 1 = 7

同样地，如果输入 x=5，则函数的值为：

    f(5) = 2×5 + 1 = 11

函数在中小学数学中是非常重要的一个概念，它可以 描述一种输入和输出之间的相互关系。

Python 中的函数

Python 中的函数和数学中的函数其实还挺像的，它也可以输入一个数，然后经过某个公式计算出结果。

不过在写法上与数学还是有一定的区别，Python 中的函数是这样写的：

def f(x):
    return 2 * x + 1

对比数学中的函数，区别在于一个格式和两个关键字。

• def：表示定义（创建）一个函数

  def 是 define 的缩写，翻译成中文是 定义 的意思。

• return：翻译成中文意为 返回，在函数里的作用是结束函数并将 return 后面的值返回出去

  返回到哪（可以不看，后面再讲）？

  数学中不是这样写吗 f(x) = 2x + 1，现在给个具体的值 f(1) = 2x + 1，得到结果是 3。这个结果你怎么得到？或者怎么用？

  这部分是心算的，所以拿不到，要得到这个结果，我们可以定义一个变量接收：a = f(1)，此时 a 的值就是函数的结果了。

  因为数学代入具体的值就可以得到结果，所以不用管。但是在 Python 中，函数是可以不给你结果的，如果你要给结果，就需要用 return 表示把结果给出去。

  再问 - 不返回结果要函数有何用？

  你看看 f(1) 的格式和什么比较像？print("HelloWorld")

  现在，它还有用吗。

  好像，超前了 囧。不管了，能理解就理解，不能理解再看后面。

函数语法

函数的定义

前面为了与数学联系起来，我们写了一个与它功能一致的函数。接下来我们需要看普遍一些的函数了，首先看定义语法：

def 函数名称(参数名称1, 参数名称2......):
	pass
	return 返回值1，返回值2......

对照着上面的代码和这里的语法格式，我们可以知道几个数据的名词了：

1. 参数：函数名后面小括号里的 x

   参数可以有多个，多个之间用 “,” 隔开。

   参数对函数的意义非常大，它能让同一个函数产生不同的效果。

2. 返回值：return 后面的值

   不管表达式是什么样的，它最终会得到具体的值，返回值就是这个值；

   返回值也可以有多个，多个之间用 “,” 隔开。

函数的调用

函数在定义好后，就像你打造了一个工具，工具有了你不用它，它就一直在那不会自己行动。

所以函数在定义好后，你想要让其生效，还需要用它。为了方便和好听，我们以后都称其为 调用。

调用语法：

函数名称(参数1, 参数2......)

这调用方式就和数学中一样一样的，调用了函数就相当于启动了函数的开关，它就开始执行了。

在调用函数的时候，如果定义函数时有定义参数，那么在调用的时候也需要传递参数。

定义也叫参数，调用也叫参数，为了区分它们，于是给这哥俩取了别名

• 形参：定义函数时，小括号里面的参数叫形参，也叫形式参数
• 实参：调用函数时，小括号里面的参数叫实参，也叫实际参数

为什么叫形式参数？

因为它只起到形式作用，它本身并没有值，只有实参传递了值，它才有值。

为什么叫实际参数？

因为实参它是有具体的值的，在函数内部使用的就是这个值，是实际起到作用的参数。

返回值

当你调用的函数是需要它给出结果的时候（比如爆米花机器，给了玉米，出来爆米花），就需要使用 return 把结果返回出来，返回出来的这些东西就叫 返回值。

东西返回出来了，自然需要有东西把它们装起来，一般我们都是用变量来装，那么格式就会变成这样：

变量 = 函数名(参数...)

返回值的接收

返回值虽然简单，但是门道还不少，比如前面说它可以传递好几个返回值。怎么返回？像这样：

def getret():
       return 1, 2, 3

res = getret()
print(res)

当我们接收返回值的时候，得到的结果却是这样的：

(1, 2, 3)

这是一种特别的类型，后面再说。现在要说的是，我只需要其中的某一个或某几个返回值，该怎么接收？

如果碰到这样的需求，可以根据返回值返回的个数接收所有的值，不需要的值可以用 _ 接收。比如：

r1, _, r2 = getret()
print(r1)
print(r2)

有几个返回值不需要就用 _ 代替它就行。

其实这样接收后，_ 也是有值的，只是我们不用它，所以不用费脑子想名字。

见过的一些函数（内置）

看到这样的一些语法格式，总感觉非常熟悉，哪里见过呢？

print("转圈圈")

num1 = input("请输入你数字：")

这俩应该是比较熟悉的了吧，在很早之前就见过它们了。没错哈，以前说的 Python 给我们提供的一些功能，一般都是用函数来实现的（以后就叫它 内置函数 了）。这里的第一个明显就是存在参数，但是没有返回值的函数。第二个呢是既存在参数，也存在返回值。

除此之外还有 range、type 等等，在后面我们将学习更多的 Python 提供给我们使用的函数。

函数的运用

关于函数，大概也就这么多东西了，主要是你能理解这些东西都是干嘛的，你能把它用起来。

那，我们来用函数实现一个简单的计算器吧：

def calculator(num1, num2, operation):
    if operation == '+':
        return num1 + num2
    elif operation == '-':
        return num1 - num2
    elif operation == '*':
        return num1 * num2
    elif operation == '/':
        if num2 == 0:
            return "除数不能为 0 不知道啊！！"
        else:
            return num1 / num2
    else:
        return "这么高级的计算我哪会，下次不许用了 (¬д¬)"

result = calculator(3, 4, '*')
print(result)

这段代码定义了一个函数叫 calculator，它表示计算。这个函数需要三个参数，分别是 num1, num2, operation，表示两个计算的值和计算的方式。

在函数内部，使用 if 分支语句判断 operation 参数，来确定最终使用哪种方式计算，并使用 return 把计算的结果返回。

嗯，还有出现错误的判断，这里就不再一一说明了。

函数的骚操作

函数的骚操作就是函数的一些特殊用法，本身没有什么比较难理解的，所以这里主要演示并说明一下作用。

这里有必要说一下内置函数 print 了，之前我们只用了它的一小部分，它其实还能接收更多的参数来实现不同的功能。

比如：

print(1, 2, 3)
print(1, 2, 3, sep='-', end=' ')
print("再看效果")

上面代码运行的结果：

1 2 3
1-2-3 再看效果

前面说形参有几个，实参就要传几个，但是再看上面代码，个数随便改。

再来，调用 print 的时候，传递了 sep='-', end=' '，为什么之前不用传，传了有什么特别的？

默认参数

先来解决第二个问题（为什么？它简单）。

对比下面两个代码：

print(1, 2, 3)
print(4, 5, 6)
print(7, 8, 9)

# 结果
1 2 3
4 5 6
7 8 9

和

print(1, 2, 3)
print(4, 5, 6, sep='-', end=' ')
print(7, 8, 9)

# 结果
1 2 3
4-5-6 7 8 9

第一个的结果是我们预想中的， 而第二个则有两个变化：

1. 4 5 6 =》4-5-6
2. 456 换行 798 =》4-5-6 7 8 9 没换行

从参数和结果来看：

• sep 就是用来设置 print 前面参数之间的连接方式的，如果不给就是空格（默认）。
• end 一般表示结束，也就是换行那里的区别。就是说 print 输出的内容最后是接什么，默认是换行。

这样说来，我们什么都不给，也有值可以使用，这些值我们称为 默认值，而这些值在参数这里，则可以称为 默认参数。

自己怎么定义带有默认参数的函数？

只用在需要设置默认值的参数后面用赋值的方式进行赋值就行，当有参数过来，这些值就会被覆盖：

def set_attribute(name, age=0, sex='yao'):
    print("你的姓名是：", name)
    print("你的年龄是：", age)
    print("你的性别是：", sex)

需要注意，默认值必须从最后向前定义，也就是说不能 age 有默认值，sex 却没有默认值。

调用的时候有什么注意事项？

调用的时候，默认参数可以不传实参。但是如果有多个默认参数，你只想给其中某一个（不确定位置）参数传参时，需要指定形参名称传递，例如：

set_attribute("kitty", sex='girl')

此时 age 使用的默认值 0，sex 则使用的是 girl。

可变参数

再看第一个问题 - 为什么可以传递任意个数的参数？

这个一般也不怎么用，看看就行。

这是 Python 提供的一个特殊功能，所以需要用特殊的方式提供这个参数。这个参数的格式是：*参数名称。

试一试：

def set_attribute(*cs):
    print(cs)

set_attribute(1, 2, 3, 4, 5, 6)

我只定义了一个形参，却传递了 6 个实参，结果不报错。以后想要定义一个可以接收任意个数参数的形参时，就用 *参数名 的格式。

除了这种格式之外，还有另外一种格式也支持接收任意个数的实参：**参数名称。

试一试：

def set_attribute(**cs):
    print(cs)

set_attribute(name='alice', age=0, sex='yao')

使用这种方式定义的时候，需要注意实参要以 任意名字=值 的方式传递，否则接收不到（这里并不是变量赋值，但是你觉得这样好理解的话，也可以）。

这两种方式，在 Python 中都有推荐的参数名称，第一种推荐名称为 *args，第二种推荐名称为 **kwargs，这样做的目的是见名知意。

关于函数就这么多了，既然已经学习了函数，后面将会大肆的使用一些内置函数，所以要好好理解一下函数。