Python基础课程笔记--Day6

第13节课 函数基础

对于任何一个知识点,必须讨论的三个问题:

(1)它是啥

(2)为啥有它

(3)它能干哈

  • 注释:注解说明程序代码;帮助程序员提高代码的阅读性、可读性;单行、多行
  • 内置基本数据类型:就是程序中最基础的计算单元
  • 运算符:就是提供方式来计算数据单元
  • 关键字:程序中提供的具有特殊含义的单词,为了提供最基本的程序功能,定义数据类型、提供程序结构
  • 标识符:为程序当中自定义的一些数据进行命名(变量、函数、对象、类),方便调用\引用数据
  • 循环:处理重复执行代码,这些代码之间必须是有规律性的,降低代码量,减少代码冗余。
  • 内置函数\内置模块:int()、print()、input()…random time math ,就是Python中提前封装好的一些功能/工具,可以方便用户快速调用,实现程序逻辑,而不需要用户从新开始创建该功能,“避免重复造轮子”。但是,用归用,最为初学者,我们必须要懂得底层的逻辑。

1.函数定义与调用

函数也是用于处理重复性代码问题的,这些代码是具有独立功能性的,我们可以将这些类似的代码进行一次封装(函数),之后再想去实现同样的功能时,可以直接复用曾经写到的这个函数。

image-20250323194450271

在Python中如何定义函数,语法结构:

def 函数名(参数列表):
    函数体
    return 返回值

def sum(a, b):
    return a + b
  • def :定义函数的关键字
  • 函数名:自定义的函数名称,规则与标识符一致的;所有单词字母小写,单词之间用下划线分隔。
  • 参数列表:就是给函数传递的一些原始数据,函数根据这些数据去做具体的计算。参数可以不指定数据类型。
  • 函数体:就是上述说的具体的计算,今后在编写函数时,一定要注意缩进的问题
  • return:直译 返回,实际上表示结束函数(将函数进行弹栈操作),如果有返回值的话则将结果返回给函数的调用者,如果没有返回值的话return可以不写,但不代表不存在,它是隐藏的
  • 返回值:就是程序计算的结果,需要给调用者传递结果的话,就将结果写在return之后即可。

在C语言中:

int sum(int a, int b) {
    return a + b;
}
  • int:返回值类型 就是计算结果的数据类型
  • sum:函数名
  • int a, int b:参数列表,表示传递两个整数数字 -> 形式参数
  • return a + b:结束函数同时将计算的结果返回给调用者的

如果给Python函数指定数据类型的话:

今后在校招笔试题当中,编程题的Python代码,大部分都会指定参数和返回值类型

def sum(a:int, b:int) -> int:
    return a + b
  • a:int, b:int:指定形式参数的类型
  • -> int:指定返回值的类型
def sumA(a, b):
    return a + b

def sumB(a:int, b:int) -> int:
    return a + b

res = sumA(1,3)
print(res)
print(sumA(3.14, 5.34))
print(sumA("Hello", "Wolrd"))

res = sumB(1,3)
print(res)
print(sumB(3.14, 5.34))
print(sumB("Hello", "Wolrd"))

可以发现,上述代码中sumA和sumB的运行结果是一致的,sumB中指定参数类型和指定返回值类型实际上没有效果的,这么写的目的就是为了方便调用者了解函数的参数和返回值的情况,提供建议,方便调用使用,而不是强制要求类型,增加了函数代码的可读性

def kajsbhgdjhahsdjvgja(a, b, c):
    pass

def 根据三边计算三角形面积(a, b, c): 

NameError: name ‘is_prime’ is not defined

函数必须先定义后调用!!!

判断素数

# 关于函数返回值为布尔类型情况下,函数名的规范问题
# 以is开头 增加可读性
print(is_prime(13)) # NameError: name 'is_prime' is not defined
def is_prime(num):
    for i in range(2, num // 2 + 1):
        if num % i == 0:
            return False
    return True
print(is_prime(12))

在Python中实际上没有主函数的(程序的入口),Python的执行是从第一行代码开始逐行执行。如果非要写主函数的话,也可以这么操作:

  • 假main():依旧是我们自定义的函数,模拟模仿一下主函数的功能
def main():
    num1 = 12
    num2 = 13
    print(is_prime(num1)) # NameError 执行到此处时并没有发现is_prime的定义
    print(is_prime(num2))
main()
def is_prime(num):
    for i in range(2, num // 2 + 1):
        if num % i == 0:
            return False
    return True
# 以下代码不报错的原因在于:两个函数的定义都已经确定了,无非就是执行顺序的问题
def main():
    num1 = 12
    num2 = 13
    print(is_prime(num1))
    print(is_prime(num2))
def is_prime(num):
    for i in range(2, num // 2 + 1):
        if num % i == 0:
            return False
    return True
main()
  • 以模块的形式测试执行
def is_prime(num):
    for i in range(2, num // 2 + 1):
        if num % i == 0:
            return False
    return True

# 目前为止,简单认为是主函数
if __name__ == "__main__":
    num1 = 12
    num2 = 13
    print(is_prime(num1))
    print(is_prime(num2))

2.函数的返回值

一般有三种情况:

  • 无返回值:实际上是有返回值的 None
def printName(name):
    print(name)
    return

ret = printName("Hello")
print(type(ret))
  • 单返回值:不多说,看上面的例子

  • 多返回值:在C\Java中,如果需要多返回值的话,一般都是将数据封装在一个数组或类似的序列当中,把数组或类似的序列当成一个单返回值返回的。

# Java
public int[] getPoint() {
	# 获取一个坐标点 x, y
    # return x, y; # 错误的
    return new int[]{x, y};
}
# Python
def get_point():
    # 返回坐标点的x和y数据的话
    x = 10
    y = 12
    return x, y

x, y = get_point()
print(x, y)

# 接受变量的个数必须与返回的个数一致!
# ValueError: not enough values to unpack (expected 3, got 2)
x, y, z = get_point()
print(x, y, z)
def get_point():
 # 返回坐标点的x和y数据的话
 x = 10
 y = 12
 return x, y

ret = get_point()
print(ret)
print(type(ret))
# (10, 12)
# <class 'tuple'>

实际上多返回值的思路和C\Java当中的一样,都是是将多数据进行了封装,Python是以元组的方式进行多返回值封装的。

a, b, c = map(int,input("输入三个数字:").split(" "))
print(a,b,c)

ret = map(int,input("输入三个数字:").split(" "))
print(ret)
print(type(ret)) # 以map映射的方式返回的
# <map object at 0x0000017431ADA140>
# <class 'map'>

ret = eval(input("输入三个数字:"))
print(ret)
print(type(ret))
# (1, 2, 3)
# <class 'tuple'>

3.局部变量与全局变量

  • 全局变量:定义在函数外部的变量,作用域是整个程序文件,即就是在文件的任何函数内部都可以访问的。
  • 局部变量:定义在函数内部的变量,作用域是所属的函数,只能在函数内部调用,外面访问不到。
num = 10 # 全局变量 创建
def show():
    num = 20 # 局部变量 创建
    print(num) # 局部变量 输出20

show()
print(num) # 全局变量 输出10
####################################
num = 10
def show():
    num = 10 # 局部 创建
    # UnboundLocalError: cannot access local variable 'num' where it is not associated with a value
    # 程序认为num是局部变量 这里给局部变量进行了 += -> num = num + 10 前提需要num有定义或者值
    num += 10 # 局部 修改 但是局部没有初始化
    print(num)

show()
print(num)
####################################
num = 10
def show():
    global num # 声明该函数中的num是全局变量
    num = 20
    num += 20
    print(num) # 40

show()
print(num) # 40
####################################
numA = 10   # 全局 创建
def show():
    numA = 20 # 局部 创建
    numB = 30 # 局部 创建
    print(numA, numB) # 20 30
show()
# NameError: name 'numB' is not defined. Did you mean: 'numA'?
print(numA, numB) # numA全局 程序认为numB全局 但是没找到定义 所以报错
# 反推出 函数中的局部在外部访问不到
####################################
num1 = 10 # 全局 创建
num2 = 20 # 全局 创建
def show(num1, num2): # 形式参数 也是函数内部的局部变量 创建并赋值
    # 简单理解为 函数内部如果没有global声明,一律当做局部看待
    num1 = 30   # 局部 修改
    num2 = 40   # 局部 修改
    print(num1 + num2) # 70
    return

show(num1, num2) # 实际参数 调用了全局的num1和num2 将值 传递给 形式参数
print(num1 + num2) # 全局
####################################
num1 = 10 # 全局 创建
num2 = 20 # 全局 创建
def show(num1, num2): # 形式参数 也是函数内部的局部变量 创建并赋值
    # 全局变量和局部变量同时在函数中使用时 全局和局部不要重名!
    global num1 # SyntaxError: name 'num1' is parameter and global
    num1 = 30   
    num2 = 40   # 局部 修改
    print(num1 + num2) # 70
    return

show(num1, num2) # 实际参数 调用了全局的num1和num2 将值 传递给 形式参数
print(num1 + num2) # 全局

####################################
num = 10
def show():
    # 分不清局部和全局的话 重点突看 num 在函数中 有无定义 默认全局
    print(num) 
    # 一般不推荐使用 会造成变量二义性
show()

总结:

  • 函数内部要使用全局变量时,进行全局声明 global
  • 函数内部但凡没有 global,变量一律当局部处理
  • 全局变量和局部变量同时在函数中使用时,不能重名
  • 形式参数一律都是函数内部的局部变量
  • 实际参数仅仅是将**“址”**传递给了形式参数
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