Python3 函数
函数是组织好的,可重复使用的,用来实现单一,或相关联功能的代码段。
函数能提高应用的模块性,和代码的重复利用率。你已经知道Python提供了许多内建函数,比如print()。但你也可以自己创建函数,这被叫做用户自定义函数。
定义一个函数
你可以定义一个由自己想要功能的函数,以下是简单的规则:
- 函数代码块以 def 关键词开头,后接函数标识符名称和圆括号 ()。
- 任何传入参数和自变量必须放在圆括号中间,圆括号之间可以用于定义参数。
- 函数的第一行语句可以选择性地使用文档字符串—用于存放函数说明。
- 函数内容以冒号起始,并且缩进。
- return [表达式] 结束函数,选择性地返回一个值给调用方。不带表达式的return相当于返回 None。
参数传递
在 python 中,类型属于对象,变量是没有类型的:
a=[1,2,3] a="Runoob"
以上代码中,[1,2,3] 是 List 类型,"Runoob" 是 String 类型,而变量 a 是没有类型,她仅仅是一个对象的引用(一个指针),可以是指向 List 类型对象,也可以是指向 String 类型对象。
可更改(mutable)与不可更改(immutable)对象
在 python 中,strings, tuples, 和 numbers 是不可更改的对象,而 list,dict 等则是可以修改的对象。
不可变类型:变量赋值 a=5 后再赋值 a=10,这里实际是新生成一个 int 值对象 10,再让 a 指向它,而 5 被丢弃,不是改变a的值,相当于新生成了a。
可变类型:变量赋值 la=[1,2,3,4] 后再赋值 la[2]=5 则是将 list la 的第三个元素值更改,本身la没有动,只是其内部的一部分值被修改了。
python 函数的参数传递:
不可变类型:类似 c++ 的值传递,如 整数、字符串、元组。如fun(a),传递的只是a的值,没有影响a对象本身。比如在 fun(a)内部修改 a 的值,只是修改另一个复制的对象,不会影响 a 本身。
可变类型:类似 c++ 的引用传递,如 列表,字典。如 fun(la),则是将 la 真正的传过去,修改后fun外部的la也会受影响
python 中一切都是对象,严格意义我们不能说值传递还是引用传递,我们应该说传不可变对象和传可变对象。
必需参数
必需参数须以正确的顺序传入函数。调用时的数量必须和声明时的一样。
调用printme()函数,你必须传入一个参数,不然会出现语法错误:
#!/usr/bin/python3 #可写函数说明 def printme( str ): "打印任何传入的字符串" print (str); return; #调用printme函数 printme();
以上实例输出结果:
Traceback (most recent call last): File "test.py", line 10, in <module> printme(); TypeError: printme() missing 1 required positional argument: 'str'
关键字参数
关键字参数和函数调用关系紧密,函数调用使用关键字参数来确定传入的参数值。
使用关键字参数允许函数调用时参数的顺序与声明时不一致,因为 Python 解释器能够用参数名匹配参数值。
以下实例在函数 printme() 调用时使用参数名:
#!/usr/bin/python3 #可写函数说明 def printme( str ): "打印任何传入的字符串" print (str); return; #调用printme函数 printme( str = "菜鸟教程");
以上实例输出结果:
菜鸟教程
以下实例中演示了函数参数的使用不需要使用指定顺序:
#!/usr/bin/python3 #可写函数说明 def printinfo( name, age ): "打印任何传入的字符串" print ("名字: ", name); print ("年龄: ", age); return; #调用printinfo函数 printinfo( age=50, name="runoob" );
以上实例输出结果:
名字: runoob 年龄: 50
默认参数
调用函数时,如果没有传递参数,则会使用默认参数。以下实例中如果没有传入 age 参数,则使用默认值:
#!/usr/bin/python3 #可写函数说明 def printinfo( name, age = 35 ): "打印任何传入的字符串" print ("名字: ", name); print ("年龄: ", age); return; #调用printinfo函数 printinfo( age=50, name="runoob" ); print ("------------------------") printinfo( name="runoob" );
以上实例输出结果:
名字: runoob 年龄: 50 ------------------------ 名字: runoob 年龄: 35
不定长参数
你可能需要一个函数能处理比当初声明时更多的参数。这些参数叫做不定长参数,和上述2种参数不同,声明时不会命名。基本语法如下:
def functionname([formal_args,] *var_args_tuple ): "函数_文档字符串" function_suite return [expression]
加了星号(*)的变量名会存放所有未命名的变量参数。如果在函数调用时没有指定参数,它就是一个空元组。我们也可以不向函数传递未命名的变量。如下实例:
#!/usr/bin/python3 # 可写函数说明 def printinfo( arg1, *vartuple ): "打印任何传入的参数" print ("输出: ") print (arg1) for var in vartuple: print (var) return; # 调用printinfo 函数 printinfo( 10 ); printinfo( 70, 60, 50 );
以上实例输出结果:
输出: 10 输出: 70 60 50
匿名函数
python 使用 lambda 来创建匿名函数。
所谓匿名,意即不再使用 def 语句这样标准的形式定义一个函数。
- lambda 只是一个表达式,函数体比 def 简单很多。
- lambda的主体是一个表达式,而不是一个代码块。仅仅能在lambda表达式中封装有限的逻辑进去。
- lambda 函数拥有自己的命名空间,且不能访问自己参数列表之外或全局命名空间里的参数。
- 虽然lambda函数看起来只能写一行,却不等同于C或C++的内联函数,后者的目的是调用小函数时不占用栈内存从而增加运行效率。
语法
lambda 函数的语法只包含一个语句,如下:
lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression
如下实例:
#!/usr/bin/python3 # 可写函数说明 sum = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2; # 调用sum函数 print ("相加后的值为 : ", sum( 10, 20 )) print ("相加后的值为 : ", sum( 20, 20 ))
以上实例输出结果:
相加后的值为 : 30 相加后的值为 : 40
return语句
return [表达式] 语句用于退出函数,选择性地向调用方返回一个表达式。不带参数值的return语句返回None。之前的例子都没有示范如何返回数值,以下实例演示了 return 语句的用法:
#!/usr/bin/python3 # 可写函数说明 def sum( arg1, arg2 ): # 返回2个参数的和." total = arg1 + arg2 print ("函数内 : ", total) return total; # 调用sum函数 total = sum( 10, 20 ); print ("函数外 : ", total)
以上实例输出结果:
函数内 : 30 函数外 : 30
变量作用域
Python 中,程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的,访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的。
变量的作用域决定了在哪一部分程序可以访问哪个特定的变量名称。Python的作用域一共有4种,分别是:
- L (Local) 局部作用域
- E (Enclosing) 闭包函数外的函数中
- G (Global) 全局作用域
- B (Built-in) 内建作用域
以 L –> E –> G –>B 的规则查找,即:在局部找不到,便会去局部外的局部找(例如闭包),再找不到就会去全局找,再者去内建中找。
x = int(2.9) # 内建作用域 g_count = 0 # 全局作用域 def outer(): o_count = 1 # 闭包函数外的函数中 def inner(): i_count = 2 # 局部作用域
Python 中只有模块(module),类(class)以及函数(def、lambda)才会引入新的作用域,其它的代码块(如 if/elif/else/、try/except、for/while等)是不会引入新的作用域的,也就是说这些语句内定义的变量,外部也可以访问,如下代码:
>>> if True: ... msg = 'I am from Runoob' ... >>> msg 'I am from Runoob' >>>
实例中 msg 变量定义在 if 语句块中,但外部还是可以访问的。
如果将 msg 定义在函数中,则它就是局部变量,外部不能访问:
>>> def test(): ... msg_inner = 'I am from Runoob' ... >>> msg_inner Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> NameError: name 'msg_inner' is not defined >>>
从报错的信息上看,说明了 msg_inner 未定义,无法使用,因为它是局部变量,只有在函数内可以使用。
全局变量和局部变量
定义在函数内部的变量拥有一个局部作用域,定义在函数外的拥有全局作用域。
局部变量只能在其被声明的函数内部访问,而全局变量可以在整个程序范围内访问。调用函数时,所有在函数内声明的变量名称都将被加入到作用域中。如下实例:
#!/usr/bin/python3 total = 0; # 这是一个全局变量 # 可写函数说明 def sum( arg1, arg2 ): #返回2个参数的和." total = arg1 + arg2; # total在这里是局部变量. print ("函数内是局部变量 : ", total) return total; #调用sum函数 sum( 10, 20 ); print ("函数外是全局变量 : ", total)
以上实例输出结果:
函数内是局部变量 : 30 函数外是全局变量 : 0
global 和 nonlocal关键字
当内部作用域想修改外部作用域的变量时,就要用到global和nonlocal关键字了。
以下实例修改全局变量 num:
#!/usr/bin/python3 num = 1 def fun1(): global num # 需要使用 global 关键字声明 print(num) num = 123 print(num) fun1()
以上实例输出结果:
1 123
如果要修改嵌套作用域(enclosing 作用域,外层非全局作用域)中的变量则需要 nonlocal 关键字了,如下实例:
#!/usr/bin/python3 def outer(): num = 10 def inner(): nonlocal num # nonlocal关键字声明 num = 100 print(num) inner() print(num) outer()
以上实例输出结果:
100 100
另外有一种特殊情况,假设下面这段代码被运行:
#!/usr/bin/python3 a = 10 def test(): a = a + 1 print(a) test()
以上程序执行,报错信息如下:
Traceback (most recent call last): File "test.py", line 7, in <module> test() File "test.py", line 5, in test a = a + 1 UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment
错误信息为局部作用域引用错误,因为 test 函数中的 a 使用的是局部,未定义,无法修改。