Python基础知识之函数（一）

函数（必须先定义后使用）

函数就是将一段具有独立功能的代码块整合在一起并命名，在需要的位置调用这个名称即可完成对应的需求。可以更高效的实现代码重用。

（1）定义函数（参数可为空）

def  函数名(参数) :
代码1
代码2
代码3

（2）调用函数（参数可为空）

函数名(参数) 

（3）注意事项

在使用函数时候的流程时，在调用函数的时候会返回函数定义处，再次执行。

（4）函数返回值

函数返回一个值供接收，利用 return 数据 进行操作。

• return 用于退出函数，return 下方的操作不再执行。

• return 数据1,数据2,数据3 # 若返回多个数据，数据类型没有定义则接收后是一个元组（返回多个值）

• return {"":"","":"" } 返回一个字典类型的数据

• return [数据一，数据二，数据三 ] 返回一个列表类型的数据

（5）函数的说明文档

定义：(只有在函数的书写代码时的第一行写说明文档才可以) 具有参数的时候，可以利用回车来给参描述

def  函数名 ：
""" 说明文档位置  """
代码
........

查看：利用help(函数名)函数进行查看函数的说明文档

2、变量作用域

1、局部变量（生效范围在某一个函数体内部）

作用：在函数体内部，临时保存数据，即当函数调用完毕，则销毁该变量。

2、全局变量（函数体、外都可以生效的变量）

• 定义在函数外，所以函数都可以使用。

• 如果想要在某个函数中修改全局变量时，需要在函数修改那个全局变量语句前，先用 global 全局变量名 声明一下

a=100
def printaelse():
    global a
    a=200
    print(a)

3、函数参数

函数的参数不用定义参数的类型，直接利用定义的变量进行传输。函数接收的叫做形参，传入的数据叫做实参。

1、位置参数（传递和定义参数的顺序及个数必须一致）

例如：

• 定义：add_num ( a , b )
• 使用：add_num (“Tom” , 22 )

2、关键字参数 (清除了函数参数的顺序问题)

函数调用，通过“键=值”的形式加以指定。

注意：如果有位置参数时，关键字参数必须在位置参数的后面，但是关键字参数的顺序并没有要求。
例如：

• 定义：add_num ( a , b )
• 使用：add_num (“Tom” , b = 22)

3、缺省参数

用于定义函数，为参数提供默认值，调用函数时可以不传该默认参数的值。

注意：如果有缺省参数是，缺省参数必须在位置参数的后面，如果为缺省参数传值则修改默认参数值，否则使用默认参数值。
例如：

• 定义：add_num ( a , b = 20 )
• 使用：add_num (“Tom”) 或者 add_num (“Tom” , 18 )

4、不定长参数

用于不确定调用的时候会传递多少参数（不传参也可以）的情况下，可用包裹（packing）位置参数，或者用包裹关键字参数，来进行参数传递

（1）不定长参数之位置参数

例如：

• 定义：add_num ( * arg )
• 使用：add_num (“Tom”) 或者 add_num (“Tom” , 18 )

注意：arg接收函数调用时传递的所有参数，是一个元组类型。

（2）不定长参数之关键字参数

例如：

• 定义：add_num ( * * arg )
• 使用：add_num (name= “Tom”) 或者 add_num (name= “Tom” , age=18 )

注意：arg接收函数调用时传递的所有参数，是一个字典类型。

4、拆包

1、元组拆包

若利用return返回多个值的时候，默认会返回一个元组类型。或者不定长参数之位置参数接收的参数也是一个元组。如果将元组拆包呢：
定义函数：

def return_data():
return 100,200     

接收时：（返回几个数据就用几个数据接收，就可以将元组拆包成单独的数据）

a , b = return_data()   # a为100，b为200

2、字典拆包（取出的是字典中的key值）

dict1 = {
    
     "name" : "Tom" , "age" : 18 }   
a,b=dict1  # 此时 a=name,b=age
dcit1[a]  # 数据为Tom     
dict2[b]  # 数据为18

3、交换变量（不借助第三个变量的简便方式）

a , b = 1 , 2     a , b = b , a

5、引用（Python中，值是靠引用来传递）

我们可以用id()来判断两个变量是否是同一个值的引用，可以理解为那块地址的地址标识

1、可变类型与不可变类型：

可变类型：

列表 字典 集合

当数据修改时，修改的是原本的数据。

不可变类型：

整型 浮点型 字符串 元组

当数据修改时，修改的不是原本的数据，而变为了一个新的数据。

2、引用当做实参进行传值：

如果传值时，不可变类型当做实参进行传值的时候，当形参改变时，实参不会随之改变，这样的话，就相当于是单方面传值。

函数进阶

目标

• 函数参数和返回值的作用
• 函数的返回值 进阶
• 函数的参数 进阶
• 递归函数

01. 函数参数和返回值的作用

函数根据 有没有参数 以及 有没有返回值，可以 相互组合，一共有 4 种 组合形式

• 无参数，无返回值
• 无参数，有返回值
• 有参数，无返回值
• 有参数，有返回值
  
  定义函数时，是否接收参数，或者是否返回结果，是根据 实际的功能需求 来决定的！

1、如果函数 内部处理的数据不确定，就可以将外界的数据以参数传递到函数内部

2、如果希望一个函数 执行完成后，向外界汇报执行结果，就可以增加函数的返回值

1.1 无参数，无返回值

此类函数，不接收参数，也没有返回值，应用场景如下：

• 只是单纯地做一件事情，例如 显示菜单
• 在函数内部 针对全局变量进行操作，例如：新建名片，最终结果 记录在全局变量 中

注意：

• 如果全局变量的数据类型是一个 可变类型，在函数内部可以使用 方法 修改全局变量的内容 —— 变量的引用不会改变

• 在函数内部，使用赋值语句 才会 修改变量的引用

1.2 无参数，有返回值

此类函数，不接收参数，但是有返回值，应用场景如下：

• 采集数据，例如 温度计，返回结果就是当前的温度，而不需要传递任何的参数

1.3 有参数，无返回值

此类函数，接收参数，没有返回值，应用场景如下：

• 函数内部的代码保持不变，针对 不同的参数 处理 不同的数据
• 例如 名片管理系统 针对 找到的名片 做 修改、删除 操作

1.4 有参数，有返回值

此类函数，接收参数，同时有返回值，应用场景如下：

• 函数内部的代码保持不变，针对 不同的参数 处理 不同的数据，并且 返回期望的处理结果
• 例如 名片管理系统 使用 字典默认值 和 提示信息 提示用户输入内容
  如果输入，返回输入内容
  如果没有输入，返回字典默认值

02. 函数的返回值 进阶

• 在程序开发中，有时候，会希望 一个函数执行结束后，告诉调用者一个结果，以便调用者针对具体的结果做后续的处理
• 返回值 是函数 完成工作后，最后 给调用者的 一个结果
• 在函数中使用 return 关键字可以返回结果

问题：一个函数执行后能否返回多个结果？
示例 —— 温度和湿度测量
假设要开发一个函数能够同时返回当前的温度和湿度
先完成返回温度的功能如下：

def measure():
   """返回当前的温度"""
   
   print("开始测量...")
   temp = 39
   print("测量结束...")
   
   return temp
​
result = measure()
print(result)

在利用 元组 在返回温度的同时，也能够返回 湿度

改造如下：

def measure():
   """返回当前的温度"""
​
   print("开始测量...")
   temp = 39
   wetness = 10
   print("测量结束...")
​
   return (temp, wetness)

提示：如果一个函数返回的是元组，括号可以省略

技巧

在 Python 中，可以 将一个元组 使用 赋值语句 同时赋值给 多个变量

注意：变量的数量需要和元组中的元素数量保持一致

result = temp, wetness = measure()

面试题 —— 交换两个数字
题目要求
有两个整数变量 a = 6, b = 100
不使用其他变量，交换两个变量的值
解法 1 —— 使用其他变量

c = b
b = a
a = c

解法 2 —— 不使用临时变量

a = a + b
b = a - b
a = a - b

解法 3 —— Python 专有，利用元组

a, b = b, a

03. 函数的参数 进阶

3.1. 不可变和可变的参数

问题 1：在函数内部，针对参数使用 赋值语句，会不会影响调用函数时传递的 实参变量？ —— 不会！

• 无论传递的参数是 可变 还是 不可变
• 只要 针对参数 使用 赋值语句，会在 函数内部 修改 局部变量的引用，不会影响到 外部变量的引用

def demo(num, num_list):
​
   print("函数内部")
​
   # 赋值语句
   num = 200
   num_list = [1, 2, 3]
​
   print(num)
   print(num_list)
​
   print("函数代码完成")
​
​
gl_num = 99
gl_list = [4, 5, 6]
demo(gl_num, gl_list)
print(gl_num)
print(gl_list)

问题 2：如果传递的参数是 可变类型，在函数内部，使用 方法 修改了数据的内容，同样会影响到外部的数据

def mutable(num_list):
​
   # num_list = [1, 2, 3]
   num_list.extend([1, 2, 3])
   
   print(num_list)
​
gl_list = [6, 7, 8]
mutable(gl_list)
print(gl_list)

面试题 —— +=

在 python 中，列表变量调用 += 本质上是在执行列表变量的 extend 方法，不会修改变量的引用

def demo(num, num_list):
​
   print("函数内部代码")
​
   # num = num + num
   num += num
   # num_list.extend(num_list) 由于是调用方法，所以不会修改变量的引用
   # 函数执行结束后，外部数据同样会发生变化
   num_list += num_list
​
   print(num)
   print(num_list)
   print("函数代码完成")
​
​
gl_num = 9
gl_list = [1, 2, 3]
demo(gl_num, gl_list)
print(gl_num)
print(gl_list)
print(num)

3.2 缺省参数

• 定义函数时，可以给 某个参数 指定一个默认值，具有默认值的参数就叫做 缺省参数
• 调用函数时，如果没有传入 缺省参数 的值，则在函数内部使用定义函数时指定的 参数默认值
• 函数的缺省参数，将常见的值设置为参数的缺省值，从而 简化函数的调用
  例如：对列表排序的方法

gl_num_list = [6, 3, 9]​
# 默认就是升序排序，因为这种应用需求更多
gl_num_list.sort()
print(gl_num_list)

# 只有当需要降序排序时，才需要传递 `reverse` 参数
gl_num_list.sort(reverse=True)
print(gl_num_list)

指定函数的缺省参数

• 在参数后使用赋值语句，可以指定参数的缺省值

def print_info(name, gender=True):
​
   gender_text = "男生"
   if not gender:
       gender_text = "女生"
​
   print("%s 是 %s" % (name, gender_text))

提示

1、缺省参数，需要使用 最常见的值 作为默认值！

2、如果一个参数的值 不能确定，则不应该设置默认值，具体的数值在调用函数时，由外界传递！

缺省参数的注意事项

1) 缺省参数的定义位置

• 必须保证 带有默认值的缺省参数 在参数列表末尾
• 所以，以下定义是错误的！

def print_info(name, gender=True, title):

2) 调用带有多个缺省参数的函数

• 在 调用函数时，如果有 多个缺省参数，需要指定参数名，这样解释器才能够知道参数的对应关系！

def print_info(name, title="", gender=True):
   """
​
  :param title: 职位
  :param name: 班上同学的姓名
  :param gender: True 男生 False 女生
  """
​
   gender_text = "男生"
​
   if not gender:
       gender_text = "女生"
​
   print("%s%s 是 %s" % (title, name, gender_text))
​
​
# 提示：在指定缺省参数的默认值时，应该使用最常见的值作为默认值！
print_info("小明")
print_info("老王", title="班长")
print_info("小美", gender=False)

3.3 多值参数（知道）

定义支持多值参数的函数

• 有时可能需要 一个函数 能够处理的参数 个数 是不确定的，这个时候，就可以使用 多值参数
• python 中有 两种 多值参数：
  参数名前增加 一个 * 可以接收 元组
  参数名前增加 两个 * 可以接收 字典
• 一般在给多值参数命名时，习惯使用以下两个名字
  *args —— 存放 元组 参数，前面有一个 *
  **kwargs —— 存放 字典 参数，前面有两个 *
  args 是 arguments 的缩写，有变量的含义
  kw 是 keyword 的缩写，kwargs 可以记忆 键值对参数

def demo(num, *args, **kwargs):
​
   print(num)
   print(args)
   print(kwargs)
​
​
demo(1, 2, 3, 4, 5, name="小明", age=18, gender=True)

​
提示：多值参数 的应用会经常出现在网络上一些大牛开发的框架中，知道多值参数，有利于我们能够读懂大牛的代码

多值参数案例 —— 计算任意多个数字的和

需求
定义一个函数 sum_numbers，可以接收的 任意多个整数
功能要求：将传递的 所有数字累加 并且返回累加结果

def sum_numbers(*args):
​
   num = 0
   # 遍历 args 元组顺序求和
   for n in args:
       num += n
​
   return num
​
print(sum_numbers(1, 2, 3))

元组和字典的拆包（知道）

在调用带有多值参数的函数时，如果希望：

• 将一个 元组变量，直接传递给 args
• 将一个 字典变量，直接传递给 kwargs

就可以使用 拆包，简化参数的传递，拆包 的方式是：

• 在 元组变量前，增加 一个 *
• 在 字典变量前，增加 两个 *

def demo(*args, **kwargs):
​
   print(args)
   print(kwargs)
# 需要将一个元组变量/字典变量传递给函数对应的参数
gl_nums = (1, 2, 3)
gl_xiaoming = {
    
    "name": "小明", "age": 18}
​
# 会把 num_tuple 和 xiaoming 作为元组传递个 args
# demo(gl_nums, gl_xiaoming)
demo(*gl_nums, **gl_xiaoming)

04. 函数的递归

函数调用自身的 编程技巧 称为递归

4.1 递归函数的特点

特点

• 一个函数 内部 调用自己
• 函数内部可以调用其他函数，当然在函数内部也可以调用自己

代码特点

• 函数内部的 代码 是相同的，只是针对 参数 不同，处理的结果不同
• 当 参数满足一个条件 时，函数不再执行
  这个非常重要，通常被称为递归的出口，否则 会出现死循环！

示例代码

def sum_numbers(num):

    print(num)
    
    # 递归的出口很重要，否则会出现死循环
    if num == 1:
        return

    sum_numbers(num - 1)
    
sum_numbers(3)

4.2 递归案例 —— 计算数字累加

需求

定义一个函数 sum_numbers

能够接收一个 num 的整数参数

计算 1 + 2 + … num 的结果

def sum_numbers(num):

    if num == 1:
        return 1
    
    # 假设 sum_numbers 能够完成 num - 1 的累加
    temp = sum_numbers(num - 1)

    # 函数内部的核心算法就是 两个数字的相加
    return num + temp

print(sum_numbers(2))

提示：递归是一个 编程技巧，初次接触递归会感觉有些吃力！在处理 不确定的循环条件时，格外的有用，例如：遍历整个文件目录的结构