Python 学习笔记-第6讲:函数

本文详细介绍了Python函数的基础概念,包括函数的定义、参数类型、返回值处理及作用域规则等内容。

补充:冒泡算法示意图

[2,1,4,8,3,5,11,6] 循环次数
[1,2,4,8,3,5,11,6]
[1,2,4,8,3,5,11,6]
[1,2,4,8,3,5,11,6]
[1,2,4,8,3,5,11,6]
[1,2,4,8,3,5,11,6]
[1,2,4,8,3,5,11,6]
[1,2,4,3,8,5,11,6] 7
[1,2,4,3,8,5,11,6]
[1,2,4,3,5,8,11,6]
[1,2,4,3,5,8,11,6]
[1,2,4,3,5,8,11,6]
[1,2,4,3,5,8,11,6]
[1,2,4,3,5,8,6,11]


[1,2,4,3,5,8,6,11]
.
. 6
.
[1,2,3,4,5,6,8,11]


[1,2,3,4,5,6,8,11] 5
4
3
2
1

1-7 构成外循环
内循环两两交换,循环范围从后往前依次递减


1. 函数定义

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。

    语法:

        def 函数名(参数列表):
             函数体
             return XXX

将实现某一项具体功能的一段代码从程序的逻辑结构中提取出来,单独放在一个以 def XXX(xxx): 开头的特定结构中,为它们取一个名称(即,函数名)替换 XXX,在原来的位置就可以使用 XXX(xxx) 来引用这段代码。这样可使程序代码结构变得更加简洁,如果其他位置也需要使用相同功能,直接引用该函数即可,从而实现代码重用,减少重复的代码。

    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 ()
  • 函数名只能包含字符串、下划线和数字且不能以数字开头。
  • 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。
  • 调用:就是 函数名() 要记得加上括号
# 自定义一个列表长度查询函数
def mylength(obj):
    length=0
    for i in obj:
        length+=1
    return length

list1=[1,2,3,4,5,6,7]
str='Hello World!'
print('{0} 的长度为 {1}。'.format(list1,mylength(list1)))
print('{0} 的长度为 {1}。'.format(str, mylength(str)))
输出:
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7] 的长度为 7。
Hello World! 的长度为 12。

跟 Python 内置函数 len() 的功能是一样的。也可以在for循环中执行遍历:

for i in range(mylength(str)):
    print(str[i])
输出:
H
e
l
l
o
 
W
o
r
l
d
!

2. 函数的返回值

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。

返回值有几种情况:分别是没有返回值、返回一个值、返回多个值

1) 没有返回值

        a. 函数中没有 return 语句: 不写return的情况下,会默认返回None

def add(a,b):
    print(a+b)
        b. 函数中有 return 语句,但后面没有返回参数,则会返回 None。与没有return语句的区别见下例。
def func(a,b):
    print(a+b)
    return
    print(a*b) # 这一句没有执行。

func(2,3)
输出:
5

2) 返回一个值

return和返回值之间要有空格,可以返回任意数据类型的值

3) 返回多个值

可以返回任意多个、任意数据类型的值。返回的多个值组成一个元组,返回值加上一对中括号,则返回一个列表

3. 函数的参数

1) 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

2) 参数类型

    a. 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。

    b. 默认参数

        必须写在后面,可以不指定参数名,但是顺序要保证,否则要指定参数名

    c. 可变参数(不定长参数): *args

        可变参数允许你传入0个或任意个参数,这些可变参数在函数调用时自动组装为一个tuple

        已经有一个list或者tuple,在list或tuple前面加一个*号,把list或tuple的元素变成可变参数传进去:

    d. 关键字参数: **kw

        关键字参数允许你传入0个或任意个含参数名的参数,这些关键字参数在函数内部自动组装为一个dict

注意kw获得的dict是extra的一份拷贝,对kw的改动不会影响到函数外的extra。

    e. 命名关键字参数

    f. 参数组合

        参数定义的顺序必须是:必选参数、默认参数、可变参数/命名关键字参数和关键字参数。

4. 命名空间和作用域

代码在运行伊始,创建的存储“变量名与值的关系”的空间叫做全局命名空间,在函数的运行中开辟的临时的空间叫做局部命名空间。

命名空间的本质:存放名字与值的绑定关系

命名空间一共分为三种:

  全局命名空间

  局部命名空间

  内置命名空间

*内置命名空间中存放了python解释器为我们提供的名字:input,print,str,list,tuple...它们都是我们熟悉的,拿过来就可以用的方法。

三种命名空间之间的加载与取值顺序:

加载顺序:内置命名空间(程序运行前加载)->全局命名空间(程序运行中:从上到下加载)->局部命名空间(程序运行中:调用时才加载)

取值:

  在局部调用:局部命名空间->全局命名空间->内置命名空间

       在全局调用:全局命名空间->内置命名空间

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。

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。

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

作用域(包括函数的作用域链):

小范围的可以用大范围的
但是大范围的不能用小范围的
范围从大到小(图)

在小范围内,如果要用一个变量,是当前这个小范围有的,就用自己的
如果在小范围内没有,就用上一级的,上一级没有就用上上一级的,以此类推。
如果都没有,报错

函数名的本质:

  就是一个变量,保存了函数所在的内存地址

闭包:

  内部函数包含对外部作用域而非全剧作用域名字的引用,该内部函数称为闭包函数


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