Python基础之函数

一．函数知识体系

1 什么是函数？

2 为什么要用函数？

3 函数的分类：内置函数与自定义函数

4 如何自定义函数

  语法

  定义有参数函数，及有参函数的应用场景

  定义无参数函数，及无参函数的应用场景

  定义空函数，及空函数的应用场景

 

5 调用函数

    如何调用函数

    函数的返回值

    函数参数的应用：形参和实参，位置参数，关键字参数，默认参数，*args，**kwargs

 

6 高阶函数（函数对象）

7 函数嵌套

8 作用域与名称空间

9 装饰器

10 迭代器与生成器及协程函数

11 三元运算，列表解析、生成器表达式

12 函数的递归调用

13 内置函数

14 面向过程编程与函数式编程

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

二．函数基础

1.  为什么要用函数？

（1）.不用函数的情况

#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）.使用函数的情况后

1.代码结构清晰，可读性性好

2.维护方便，减少代码的冗余，提高编程效率

 

 

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.  函数的分类

 

#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。

 

 

三．定义函数

1.  语法：

#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

 

示例：

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)

2.  函数的使用规则：先定义，再调用

注意：函数调用的时候要去定义的地方去找相应的变量，不会再调用的附近找变量

示例：以下两种情况需要注意：

一：

 

 

结果：

 

 

二：

 

  

结果：

 

 

以上两种情况反映出，调用的时候要到定义的地方（函数定义的时候，作用域关系就已经确定好了）去寻找变量

 

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。

 

 

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

 

3.  函数在定义阶段都做了什么？

#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

4.定义函数的三种方式？

#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

 

 

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

空函数一般用来看设计结构，例如：

要用几个函数来实现功能：我们可以先把程序的设计结构先整理出来，在来写代码。

 

 

 

四．调用函数

1.  调用函数的基本语法

函数的调用：函数名加括号（如果有参数，要传入相关的参数）

（注意：必须要给每一个定义的参数都进行传值（即定义函数的是括号内的每一个值都需要传值））

1 先找到名字

2 根据名字调用代码

 

 

 

 

 

2.  函数的返回值

无return->None

return 1个值->返回1个值

return 逗号分隔多个值->元组（以元组形式返回）

当函数中出现return的时候，函数就会结束执行，并返回相应的函数值

（如果出现多个return，只会返回第一个的return值）

1.    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

2.    什么时候不需要返回值？

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

3.  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

1.形参和实参

#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

站在函数定义的角度来看：就是形参。

站在函数调用的角度来看：就是实参。

2.具体的使用：

#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

默认参数陷阱问题：

 

 

#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

示例：

===========*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}