Python中的函数2
8.4 参数与返回值
8.4.1 函数的返回值
函数也可以具有返回值，该返回值会返回给函数的调用端并且语法上使用return来实现。调用函数时，可以近似的认为是函数的返回值替换掉了函数的调用。
如果在函数内没有显式使用return返回值，则返回值为None。
示例：
def sum(a,b):
return a+b
c = sum(10,20)
print(c)
output:
30
8.4.2 返回多个值
在函数中执行到return语句时，函数就会终止执行，返回给函数的调用端，这就是说，return之后的语句不会再执行。因此，函数体中不能通过执行多个return返回多个值。
然而，函数返回多个值的需求却是普遍存在的，例如，我们要返回两个数的和，差，积，商（4个值），该如何实现呢？
实际上，我们可以通过将多个值放入元组（列表或字典）中，从而返回多个值。
示例：
def func(a,b):
result = []
result.append(a+b)
result.append(a-b)
result.append(a*b)
result.append(a/b)
return result
res = func(10,20)
print(res)
output:
[30, -10, 200, 0.5]
8.5 参数传递
可变类型参数传递与不可变类型参数传递。
8.6 命名空间与作用域
8.6.1 命名空间
命名空间，可以认为就是保存命名的一个容器，当我们定义变量，函数，类等结构时，相关的名称就保存在相应的命名空间中。
根据名称在当前模块（文件）中定义的位置，我们可以将名称分为两类：
- 局部名称：定义在函数内的名称（函数的参数，变量，嵌套函数等）。
- 全局名称：定义在函数、类外的名称（处于当前模块的顶级）。
全局（局部）变量，顶层函数，嵌套函数。
命名空间可以分为如下几类：
- 内建命名空间：保存内建的名称。例如，print，sum等内建函数。内建命名空间在Python解释器启动时就会创建，直到程序运行结束。
- 全局命名空间：保存当前模块（文件）中出现在顶层位置的名称。例如：全局变量，顶层函数等。全局命名空间与模块相关，在读取模块定义时创建，直到程序运行结束。
- 局部命名空间：保存局部名称。例如，局部变量，函数参数，嵌套函数等。局部命名空间在函数执行时创建，在函数执行结束后销毁。
由此可知，我们定义的变量，函数等，其名称处于哪个命名空间，完全是由其定义的位置决定的，对于变量，定义的位置就是变量第一次赋值的位置。对于函数，定义的位置就是def出现的时刻。
说明：
- 要访问某个名称，必须要在该名称定义后才能访问。
8.6.2 作用域
作用域，就是命名空间的有效区域。在命名空间的作用域内，我们可以直接访问命名空间中的名称。关于作用域，有如下说明：
- 内建命名空间，作用域为所有模块（文件）。即在任何模块（文件）中均可直接访问内建命名空间内的名称。
- 全局命名空间，作用域为当前模块（文件）。在当前模块（文件）中可直接访问全局命名空间内的名称，在其他模块（文件）中，需要先导入该模块，然后才能访问（模块导入的内容后面介绍）。
- 局部命名空间，作用域为当前函数，在函数内可访问局部命名空间内的名称，在函数外则无法访问。
8.6.3 LEGB原则
在访问名称时，会根据LEGB的顺序来搜索名称，即搜索顺序为L -> E -> G -> B。描述如下：
- L（Local）：本地作用域，即包含所访问名称的最小作用域（当前函数的局部命名空间）。
- E（Enclosing）外围作用域，当函数嵌套时会存在这种情况，即访问外层函数的作用域，如果没有找到，并且外层函数依然还有外层函数（函数多层嵌套），则会继续搜索更外层的函数，直到顶层函数位置（对应外层函数的局部命名空间）。
- G（Global）全局作用域，当前模块的作用域（全局命名空间）。
- B（Build-in）内建作用域，所有内建的名称（内建命名空间）。
对名称的访问分以下情况：
- 读取名称的值
- 为名称赋值
- 删除名称
这几种情况下效果是不同的。名称既可以是变量，也可以是函数。
读取名称的值：
当读取变量的值时，如果该变量在当前作用域没有发现，则会按照LEGB的方式依次进行查找，以先找到的为准。如果到最后也没有找到，则会产生NameError错误。
为名称赋值：
当为变量赋值时，行为有所不同，此时只会在程序执行处的最小作用域内寻找变量，如果变量存在，则修改该变量的绑定，如果该变量不存在，则不会再按照LEGB的顺序查找，而是在当前作用域的命名空间中，新建名称，并绑定所赋予的值。这也就是说，我们无法修改其他命名空间中名称的绑定。
nonlocal与global
但是，有时候我们确实期望对外部作用域的名称进行修改，例如，嵌套函数中修改外围函数中定义的名称，或者是修改全局名称。此时，前者，我们可以使用nonlocal，后者，我们可以使用global。
细节：nonlocal指定的名称不存在，会产生错误，而global指定的名称不存在则不会产生错误，但是该名称也不会自动创建，如果访问该名称，依然会产生错误。
vars，locals与globals函数：
locals
vars
globals
8.7 Lambda表达式
对于函数而言，函数名也是一个名称，该名称绑定函数对象。因此，我们也可以像变量那样，对函数名进行相应操作，这包括：
- 函数名可以赋值给一个变量。
- 函数名可以作为实际参数，传递给其他函数。
- 函数名可以作为另外一个函数的返回值。
不过，用于排序的函数过于简单，为了这么一个简单的功能，单独定义一个函数，总有些“杀鸡用牛刀”的意味，我们可以使用Lambda表达式来创建函数，能够实现同样的功能。
Lambda表达式的语法为：
lambda [参数]: 表达式
其中，参数是可选的，表达式的结果值，就是函数的返回值。lambda表达式的函数体仅能存在一条语句，故lambda表达式适用于功能简单的函数。也因为lambda表达式创建的函数没有名字，因此也称为匿名函数。
8.8. 递归
8.8.1 递归的含义
递归，就是一个函数直接或者间接调用自身的过程。
如果函数A在其函数体内直接调用其自身，则称为直接递归，如果函数A调用函数B，而函数B又调用了函数A（或者函数B再调用其他函数，而其他函数调用函数A），则称为间接递归。不过，函数如果无条件的调用自身，这是没有意义的，最终也会导致超过最大递归深度而产生错误。因此，我们必须能够找出，让递归终止的条件。
递归可以分为递推与回归。所谓递推，就是解决问题，逐层的进行推理，得出递归的终止点。而回归，则是利用刚才递推取得终止点的条件，再一层层返回，最终取得答案的过程。
8.8.2. 循环与递归
循环与递归具有一定的相似度，二者往往可以实现相同的效果。理论上，能够通过循环解决的问题，使用递归也能够实现。然而，二者还是有一定的差别的。从思想的角度讲，循环是重复性的执行一件相同或者相似的事情，进而得出结果。而递归则是将问题分解为更小的问题，直到该问题能够解决，然后再由最小问题的答案，逐步回归，从而解决更大的问题，最终解决整个问题的过程。
以求阶乘的程序为例，对于循环，则是对数据集中的每个数据，依次取出，重复性执行相同的累乘运算，最终得到阶乘的结果。而递归则是，将n的阶乘分解为更小数值的阶乘：
n! = n * (n – 1)!
这个过程会一直进行分解，直到分解成可以解决的问题（递推），即
1! = 1
然后，根据最小问题的答案，逐步解决更大问题（2，3，4的阶乘等），最终推导出最后的结果，即n的阶乘。
对于递归而言，其实现的是函数的逐层调用，而每调用一次函数，就会为函数分配额外的空间资源（自己调用自己也不例外），因此，从效率角度来说，递归不如循环高效。然而，对于一些复杂的问题（例如汉诺塔递归），递归可以更有效的将问题进行分解，以更容易理解的方式解决问题，从这个角度讲，递归优于循环。
8.8.3 汉诺塔
汉诺塔的规则。
8.8.4 递归的深度
递归的默认深度为1000。
sys.getrecursionlimit()
sys.setrecursionlimit()
该方法名多少有些误解，我们应该将其理解为最大函数调用限制，可能会更好一些。
8.9 函数描述
8.9.1 函数说明文档
我们可以为函数编写说明文档。所谓说明文档，就相当于是函数的使用说明书，在文档中可以用来说明函数的功能，参数，返回值类型以及相关注意事项，使用示例等。要为函数编写说明文档，可以在函数体的上方，使用字符串进行标记。按照惯例，作为说明文档的字符串使用三个双引号界定，并且第一行为函数的一个简要说明，接下来是一个空行，然后是函数的具体说明。
def fun():
"""这里是函数的简要说明。
这是是函数的具体功能说明。（注意存在一个空行）
"""
# 函数语句
也许大家会有所疑问，这好像就是普通的注释啊。效果上很像，但实则不是。如果是注释内容，则解释器会忽略，但是，作为函数文档，我们可以通过函数的__doc__属性获取这些说明，方便我们进行查看。同时，我们使用help函数来获取帮助时，返回的就是函数的说明文档信息。这就能够让我们在不打开函数所在的文件时，也能够方便的获取函数的帮助信息，如果是注释，则必须要定位到相应的函数，才能查看。
8.9.2 函数注解
在Python中，因为变量是没有类型的，因此对于函数来说，我们无法像C或Java语言那样，只要观看函数的定义，就可以轻松的确定函数的参数与返回值类型。为了弥补这种不足，使代码更具有可读性与易用性，我们可以使用函数注解来进行标注，显式指定函数参数或返回值的类型。
def add(a: int, b: int=3) ->int:
参数的说明是在参数后面加上一个：然后给出参数的类型。根据惯例，：与其后的类型使用一个空格分隔。返回值说明是在参数列表的)后，使用->指出。
我们可以使用函数对象的__annotations__属性获取函数的注解信息。该属性是一个字典类型。