Python--函数

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一、函数概念

函数是实现模块化编制必不可少的，函数可以把相对独立的某个功能抽象出来，使之成为一个独立的实体。

二、函数定义

语法：

def function_name(arg1, arg2):
	function_body
	
	return value

函数名（function_name）：和Python中其它的标识符命名规则相同，有效的函数名由字母、数字和下划线组成，并且不能以数字开头，函数名应该能够反映函数所执行的任务；
函数名大小写敏感，自动字母相同但是大小写不同的函数视为两个不同的函数；
函数参数（arg1, arg2）：调用一个函数时可以传递的参数，参数可以是一个或多个，也可以没有；
函数内容（function_body）：任何有效的代码都可以出现在函数内部，函数内容相对于定义函数的def行需要缩进四个空格；
函数返回值（return value）：函数执行完成后返回的值，也可以不返回任何内容，不返回内容可视为返回“None”；

三、函数参数

在创建函数时，可以设置参数，也可以不设置参数。对于设置参数的函数，当调用函数时需要向函数传递参数，被传入的参数称为实参，而函数定义时的参数为形参。

3.1、必须参数

必须参数：函数定义的参数在调用时必须传入，例如：

# 函数定义
def add(a,b):
	print("a+b= ",a+b)

# 函数调用
add(1,2)

少传入必须参数和多传入必须参数，解释器都会报错；
在调用的时候数量和顺序必须和定义函数时的参数保持一致；

3.2、关键字参数

关键字参数可以不按函数定义时的参数顺序来调用函数；
但是不能传入没有定义的参数；

# 函数定义
def hello(name, age):
	print("姓名：", name)
	print("年龄：", age)

# 按顺序传递参数
hello(name="王大力", age=18)

# 不按顺序传递参数
hello(age=18, name="王大力")

# 错误，传入未定义参数 sex
hello(name="小明", sex="Male")

3.3、默认参数

在定义函数时可以给参数添加默认值，如果调用函数时没有传入参数，函数就会使用默认值，并且不会像必须参数那样报错，例如：

# 定义函数
def default_value(name, age=18):
	print("我的名字是：", name)
	print("我今年：", age, "岁")

# 错误 默认参数必须放最后，且其后不能再跟必须参数
def default_value(age=18, name)
def default_value(name, age=18, sex)

# 调用函数
default_value("王大力")

# 输入
# 我的名字是：王大力
# 我今年：18岁

注意：默认参数必须定义在最后，而且在默认参数后又定义必须参数会报错

3.4、可变参数

在某些情况下，我们不能在定义函数的时候就确定参数的数量和内容，这时候就可以使用可变参数。

语法：

def function_name(*args, **kwargs):
	# *args 和 **kwargs 为可变参数
	# *args 参数获取到的是一个元组
	# **kwargs 参数获取到的是一个字典
	function_body

代码示例：

# 函数定义
def calculate_sum(*args, **kwargs):
	s = 0
	for i in args:
		s += i
	print("输入的数字之和是：", s)
	for k,v in kwargs.items():
		print(k, v)

# 函数调用方式1
calculate(1,2,3,4,5,姓名="小明")

# 函数调用方式2
l = [1,2,3,4]
d = {
	name:"小明",
	sex:"Male"
	}
calculate(*l, **d)

四、变量作用域

4.1、全局变量

在函数外赋值的变量就是全局变量，全局变量可以在整个程序范围内被访问，例如：

x = "Hello"

def foo():
	print(x)

foo()

如果存在同名的全局变量和局部变量，修改局部变量的值不会影响全局变量的值。如果想对函树数体外的变量进行修改，可以使用关键字global，例如：

x = "函数体外"

def foo():
	global x
	x = "函数体内"
	print(x)

foo()
print(x)


# 输出
# 函数体内
# 函数体内

4.2、局部变量

在函数内赋值的变量，不做特殊声明就是局部变量，局部变量只在当前函数内可以访问，在函数外无法访问，例如：

# 函数定义
def foo():
	x="hello"
	print(x)

foo()
print(x)

# 输出
# hello
# NameError: name 'x' is not defined

五、函数返回值

如果想要获取函数中的局部变量，可使用关键字return返回，例如：

def foo():
	x = "局部变量"
	return x

result = foo()
print(result)

如果不写return，或虽然写了return但是不返回值，两者都会获得“None”;
Python可以返回不止一个值，返回多个值时返回的是一个元组；

def foo():
	r1="第一个返回值"
	r2="第二个返回值"
	r3="第三个返回值"

	return r1,r2,r3

x = foo()
print(x)

x1,x2,x3=foo()
print(x1)
print(x2)
print(x3)

# 输出
# ("第一个返回值", "第二个返回值", "第三个返回值")
# "第一个返回值"
# "第二个返回值"
# "第三个返回值"

六、Lambda表达式

Lambda表达式也称作匿名函数，通常在需要一个函数、但又不想费神去命名它的时候，就可以使用匿名函数。

语法：

# 正常函数
def add(x, y):
	return x+y

# 匿名函数
lambda x,y : x+y

# 调用匿名函数
f = lambda x,y : x+y
z=f(1,2)
print(z)

以lambda开头，表明这是个lambda表达式；
:（冒号）将表达式一分为二，左边是参数，右边是返回值；

什么时候适合使用lambda表达式？
（1）、程序只执行一次，不需要定义函数名，使用lambda表达式方便定义，并且节省了内存中变量的定义；
（2）、在某些函数中必须以函数作为参数（回调函数），但是函数本身十分简单而且只在一处使用；

l1 = [1,2,3,4,5,6,7,8]
l2 = [item for item in filter(lambda x : x>5, l1)]
print(l2)

# 输出
# [6,7,8]

filter为Python的内置函数，用于过滤序列，即过滤掉不符合条件的元素。filter函数的第一个参数需要传入另一个函数，传入的函数用来作为筛选条件，满足条件的返回true，否则返回false。

七、文档字符串

在使用关键字def定义一个函数时，其后必须跟有函数名和包括形式参数的圆括号。从函数体的下一行开始，必须要缩进。
函数的第一行可以是字符串，这个字符串就是文档字符串，例如：

def add(x, y):
    """
    Functions
    ----------------
    返回函数x和y的两数之和
    
    Parameters
    ----------------
    第一个参数 x: int
    第二个参数 y: int
    
    Returns
    ----------------
    返回int: x+y
    
    """
    return x+y


print(add(1,2))
print(add.__doc__)

在这里插入图片描述
文档字符串可以使用__doc__（注意双下划线）获取，也可以使用help()，它所做的只是抓取函数的__doc__属性，然后整洁地展示给你。

八、函数注释

函数注释是一个可选功能，它允许在函数参数和返回值中添加任意的元数据。

语法：

def function_name(a: expression, b: expression)->expression:
	function_body
	
	return value

程序示例：

def compile(source: "something compilable",
			filename: "where the compilable thing comes from",
			mode: "is this a signal statement or a suite?")->bool:
	return ture

print(compile.__annotations__)