Python中的函数, 在开发程序时,很容易遇到一个情景:某些代码在整个项目中需要被用到很多次,为了提高编写的效率以及代码的重用,所以把具有独立功能的代码块组织为一个小模块,这就是函数的概念和作用。

函数的定义¶

1. 函数的格式¶

定义函数的命令如下:

In [13]:
def 函数名():    
    代码

代码如下:

In [14]:
# 定义一个函数,能够完成打印信息的功能    
def printInfo():    
    print('------------------------------------')     
    print('         人生苦短,我用Python' )    
    print('------------------------------------')
    
printInfo()
------------------------------------
         人生苦短,我用Python
------------------------------------

定义了函数之后,就相当于有了一个具有某些功能的代码,想要让这些代码能够执行,需要调用它。调用函数很简单,通过“函数名()”即可完成调用。

2. 函数的参数¶

先思考一个问题:现在需要定义一个函数,这个函数能够完成2个数的乘法运算,并且把结果打印出来,以下的代码可以实现吗?这样设计有什么缺陷吗?代码如下:

In [15]:
def mul2():    
    a = 7    
    b = 9    
    c = a*b    
    print (c)

以上代码可以完成两个数值的相乘,但只适用于特定的两个数值。如果要使该函数更通用,即能计算任意两个数的乘积,在定义函数的时候可以让函数接收要处理的数据,就解决了这个问题,这就是函数的参数。 定义带有参数的函数代码如下:

In [16]:
def mul2(a, b):     
    c = a*b    
    print (c)

调用上面函数的方法是调用函数名字,并且在括号里输入函数要处理的具体数据“(参数)”,代码如下:

In [17]:
def mul2(a, b):     
    c = a*b    
    print (c)
    
mul2(8,9) #调用带有参数的函数时,需要在小括号中传递数据  
72

另外,关于函数参数,有两个具体的概念“形参”和“实参”:

(1)定义时,小括号中的参数,用来接收参数用的,称为 “形参”。

(2)调用时,小括号中的参数,用来传递给函数用的,称为 “实参”。

其中,形参可以分别是缺省参数,不定长参数; 实参可以分为位置参数和关键字参数。

1)实参的位置参数¶

函数调用时,按形参的位置,从左往右,一一匹配传递参数。位置参数必须一一对应,缺一不可,代码如下:

In [18]:
def mul2(a, b):     
    c = a*b    
    print (c)
    
mul2(7.,9) #7,9这两个实参的传递方法是位置参数
63.0

2)实参的关键字参数¶

函数调用时,通过“形参=值”方式为函数形参传值,不用按照位置为函数形参传值,这种方式叫关键字参数,代码如下:

In [19]:
def mul2(a, b):     
    c = a*b    
    print (c)
mul2(9, b=7) #7,9这两个实参的传递方法是关键字参数,传入顺序可与形参定义顺序不同
63

注意:

(1)关键字参数必须在位置参数的右边,且对同一个形参不能重复传值。

(2)如果位置参数和关键字参数同时混合使用,那么顺序上必须先传位置参数,再传关键字参数。

3)形参的缺省参数¶

形参设定默认值,称为缺省参数,也叫默认参数,代码如下:

In [20]:
def mul2(a, b=1):     
    c = a*b    
    print (c)
mul2(7) 
mul2(7,9) #b为缺省参数,此时,调用函数时传入新的b,所以在函数计算时b等于9
7
63

注意:

(1)调用函数时,如果没有传入默认参数对应的实参,则使用默认值。

(2)默认参数必须在普通参数的后边。

4)形参的不定长参数¶

元组型不定长参数:形参变量名前面加上一个“*”,这个参数则为元组型不定长参数。元组型可变形参必须在形参列表的最后边,代码如下:

In [21]:
#第1章/hanshu.py
# *args 不定长参数,可以接收0~多个实参    
# 把实参的1,2,3, 包装成元组(1, 2, 3)再传递, 等价于args = (1, 2, 3)    
def func(*args):    
    # 函数内部使用,无需加*    
    print(args, type(args))    
# 函数调用    
func(1, 2, 3, 4) 
(1, 2, 3, 4) <class 'tuple'>

字典型不定长参数:定义参数时需要在形参名前添加“**”,则为字典型不定长参数。字典型可变形参必须在形参列表的最后边,代码如下:

In [22]:
#第1章/hanshu.py
# 把实参包装成 {'city': 'sz', 'age': 18}给kwargs传递    
# kwargs = {'city': 'sz', 'age': 18}    
def func(name, **kwargs):    
    # 同时存在形参name, name不会被包装到字典中    
    print(name)    
    print(kwargs)  # 函数内部使用,无需加*    
# 实参的写法: 变量=数据,变量=数据    
func(name='mike', city='sz', age=18)     
mike
{'city': 'sz', 'age': 18}

函数参数的关键要点总结:

(1)缺省参数需要在非缺省参数之后。

(2)关键字参数需要在位置参数之后。

(3)所有传递的关键字参数必须有对应参数,并且顺序不重要。

(4)参数只能赋值一次。

(5)缺省参数通常是可选的,可以不传递值。

3. 函数的返回值¶

返回值,就是程序中函数完成一件事情后,最后给调用者的结果。想要在函数中把结果返回给调用者,需要在函数中使用return关键字,代码如下:

In [23]:
def add2num(a, b):    
    return a+b 

注意,当一个函数返回了一个数据,如果想要用这个数据,那么就需要保存。 保存函数的返回值实例代码如下:

In [24]:
#第1章/hanshu.py
#定义函数    
def add2num(a, b):    
    return a+b    
#调用函数,顺便保存函数的返回值    
result = add2num(72,17)    
#因为result已经保存了add2num的返回值,所以在接下来的场景中,就可以使用了    
print (result) #结果等于89
89

在Python中,在关键字return后面将多个返回值用逗号隔开即可以返回多个值。

4. 引用和引用传参¶

在Python中,值是靠引用来传递的。可以用id()来判断两个变量是否为同一个值的引用。可以将id值理解为变量在计算机中的内存地址标示,代码如下:

In [25]:
#第1章/hanshu.py
a=1    
b=a    
print(id(a)) 
print(id(b)) 
a=2    
print(id(a))      
print(id(b)) 
1657366446320
1657366446320
1657366446352
1657366446320

上述代码的图例解释如图3-1所示。 image.png 可变数据类型列表的引用代码如下:

In [26]:
#第1章/hanshu.py
a=[1,2]    
b=a    
print(id(a))
print(id(b))    
a.append(3)    
print(a) 
print(id(a)) 
print(id(b))
1657473933696
1657473933696
[1, 2, 3]
1657473933696
1657473933696

上述代码的图例解释如图3-2所示。 image.png 因此,数据类型可变还是不可变的本质是:在改变数据具体的值时,其内存的地址索引是否改变;改变的话当前数据为不可变数据类型,不变的话则为可变数据类型。

Python中函数参数是引用传递(注意不是值传递)。因此,可变类型与不可变类型的变量分别作为函数参数时,产生的影响是不同的。具体来说,对于不可变类型,因变量不能修改,所以函数中的运算不会影响到变量自身;而对于可变类型来说,函数体中的运算有可能会更改传入的参数变量,代码如下:

In [27]:
#第1章/hanshu.py
a = (1,2,3)    
def add(arr):    
    arr += arr  
    
add(a)    
print(a)
(1, 2, 3)

此代码将输出 [1,2,3,1,2,3],而不是 [1,2,3]。

当传递一个列表(或其他可变对象)给函数时,实际上是传递了这个对象的引用。因此,函数内部对该对象的任何更改将影响函数外部的该对象。

在 add 函数内部,使用了“+=”运算符,这是一个就地修改的运算符。这意味着它会修改原始列表,而不是创建一个新的列表。因此,当执行arr += arr时,实际上是将arr列表的内容添加到自身,所以结果是 [1,2,3,1,2,3]。

In [ ]: