第九章：Python中的函数
一、函数的创建与调用
1.1 什么是函数
- 函数就是执行特定任务和特定功能的一段代码
1.2 为什么需要函数
- 复用代码
- 隐藏实现细节
- 提高程序的可维护性
- 提高程序的可读性，易于调试
1.3 函数的创建
def 函数名([输入参数])：
函数体
[return xxx]
1.4 函数的调用
函数名([实际参数])
代码演示
def calc(a, b):
c = a + b
return c
result = calc(10, 20)
print(result)
二、函数的参数传递
形参的位置是在函数的定义处
实参的位置是在函数的调用处
形参和实参的名字可以不相同
2.1 位置实参
- 根据形参对应的位置进行参数传递
- 图示
2.2 关键字实参
- 根据形参名称进行实参传递
- 图示
代码演示
def calc(a, b): # a,b 为形参，形参的位置是在函数的定义处
c = a + b
return c
result = calc(10, 20) # 10,20 为实参，实参的位置在函数的调用处
print(result)
result2 = calc(b=10, a=20) # 关键字参数，=左侧的变量名称为关键字参数
print(result2)
2.3 参数传递的内存分析图
在函数调用过程中，进行参数的传递
如果是不可变对象，在函数体的修改不会影响实参的值 如：arg1的修改为100，不会影响n1的值
如果是可变对象，在函数体内的修改会影响实参的值 如：arg2的修改 append(10),会影响到n2的值
代码演示
def fun(arg1, arg2):
print('arg1:', arg1)
print('arg2:', arg2)
arg1 = 100
arg2.append(10)
print('arg1:', arg1)
print('arg2:', arg2)
n1 = 11
n2 = [22, 33, 44]
print('函数输入前：-----------')
print('n1:', n1)
print('n2:', n2)
fun(n1, n2) # 位置传参，arg1，arg2为函数定义处的形参，n1,n2为函数调用处的实参
print('函数输入后：-----------')
print('n1:', n1)
print('n2:', n2)
三、函数的返回值
函数在定义时，是否需要返回值，视情况而定
- 函数的返回值
- 如果函数没有返回值【函数执行完成之后，不需要给调用处提供数据】 return 可以省略不写
- 如果函数的返回值，只有1个，直接返回类型
- 如果函数的返回值，是有多个，返回的结果为 元祖
四、函数的参数定义
4.1 函数定义默认值参数
- 函数定义时，给形参设置默认值，只有与默认值不符的时候才需要传递实参
代码演示
def fun(a, b=10): # b为默认值参数
print(a, b)
# 函数的调用
fun(100) # a=100,b=10, b采用默认值
fun(20, 30) # a=20,b=30 b默认值不符的时候才需要传递实参
4.2 个数可变的位置参数
- 定义函数时，可能无法事先确定传递的位置参数个数时，可使用可变的位置参数
- 个数可变的位置参数只能定义一个
- 使用
*定义个数可变的位置形参 - 结果为一个元祖
代码演示
def fun(*args): # 函数定义时，可变的位置参数
print(args)
# 传递1个参数
fun(10)
# 传递2个参数
fun(20, 20)
# 传递3个参数
fun(20, 20, 20)
4.3 个数可变的关键字参数
- 定义函数时，可能无法事先确定传递的关键字参数个数时，可使用可变的关键字参数
- 个数可变的关键字参数只能定义一个
- 使用
**定义个数可变的关键字形参 - 结果为一个字典
- 在一个函数的定义过程当中，既有个数可变的关键字形参，也有个数可变的位置形参；要求
个数可变的关键字形参放在个数可变的位置形参之前。即def fun3(*args, **kwargs):
代码演示
def fun1(**args):
print(args)
# 传递1个参数
fun1(a=10)
# 传递3个参数
fun1(a=20, b=3, c=40)
4.4 总结
| 序号 | 参数的类型 | 函数的定义 | 函数的调用 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 位置实参 | √ | ||
| 将序列中的每个元素都转换为位置实参 | √ | 使用 * | ||
| 2 | 关键字实参 | √ | ||
| 将字典中的每个键值对都转换成关键字实参 | √ | 使用 ** | ||
| 3 | 默认值形参 | √ | ||
| 4 | 关键字形参 | √ | 使用 * | |
| 5 | 个数可变的位置形参 | √ | 使用 * | |
| 6 | 个数可变的关键字形参 | √ | 使用 ** |
代码演示
def fun(a, b, c): # a,b,c在函数的定义处，所以是形参
print('a=', a)
print('b=', b)
print('c=', c)
# 函数的调用
fun(10, 20, 30) # 函数调用时的参数传递，成为位置传参，实参
lst = [11, 22, 33]
# fun(lst) # 报错
fun(*lst) # 在函数调用时，将列表中的每个元素都转换成位置实参传入
fun(a=100, b=200, c=300) # 函数的调用，关键字实参
dic = {
'a': 111, 'b': 222, 'c': 333}
fun(**dic) # 在函数调用时，将子弹中的键值对都转换成位置实参传入
五、函数的作用域
作用域
- 程序代码能访问该变量的区域
- 根据变量的有效范围可分为
- 局部变量
- 在函数内定义并使用的变量，只在函数内部有效
- 局部变量使用
global声明，这个声明就会成全局变量
- 全局变量
- 函数体外定义的变量，可作用于函数内外
- 局部变量
代码演示
def fun(a, b):
c = a + b # c,就称为局部变量，因为c在是函数体内进行定义的变量,a,b为函数的形参，作用范围也是函数内部，相当于局部变量
print(c)
# print(c) ,因为a,c超出了起作用的范围（超出了作用域）
# print(a)
name = 'eden' # name的作用范围为函数内部和外部都可以使用 -->称为全局变量
print(name)
def fun2():
print(name)
# 调用函数
fun2()
def fun3():
global age # 函数内部定义的变量，局部变量，局部变量使用global声明，这个变量实际上就变成了全局变量
age = 20
print(age)
fun3()
print(age)
六、递归函数
- 什么是递归函数
- 如果在一个函数的函数体内调用了该函数本身，这个函数就成为递归函数
- 递归的组成部分
- 递归调用与递归终止条件
- 递归的调用过程
- 每递归调用一次函数，都会在栈内存分配一个栈帧
- 每执行一次函数，都会释放相应的空间
- 递归的优缺点
- 优点：占用内存多，效率低下
- 缺点：思路和代码简单
6.1 使用递归来计算阶乘
图示
代码演示
def fac(n): # n为要计算阶乘的数
if n == 1:
return 1
else:
return n * fac(n - 1)
print(fac(6))
6.2 斐波那契数列
1 1 2 3 5 8 13
第1、2项的数为1
第n项的数为（n-1）的值+（n-2）的值
def fib(n):
if n == 1:
return 1
elif n == 2:
return 2
else:
return fib(n - 1) + fib(n - 2)
# 裴波那契数列的第6位上的数
print(fib(6))
# 输出数列的前6为上的数
for i in range(1, 7):
print(fib(i))
# 输出数列的前6为上的数,并存放在一个列表值
list = []
for i in range(1, 7):
list.append(fib(i))
print(list)