python函数
函数用于在程序中分离不同的任务;函数允许程序的控制在调用代码和函数代码之间切换
函数功能
（1）实现结构化程序设计。通过把程序分割为不同的功能模块，可以实现自顶向下的结构化设计
（2）减少程序的复杂度。简化程序的结构，提高程序的可阅读性
（3）实现代码的复用。一次定义多次调用，实现代码的可重用性
（4）提高代码的质量。实现分割后子任务的代码相对简单，易于开发、调试、修改和维护
（5）协作开发。大型项目分割成不同的子任务后，团队多人可以分工合作，同时进行协作开发
（6）实现特殊功能。递归函数可以实现许多复杂的算法
函数分类
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（1）内置函数。Python语言内置了若干常用的函数，例如abs()、len()等等，在程序中可以直接使用
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（2）标准库函数。Python语言安装程序同时会安装若干标准库，例如math、random等等。通过import语句，可以导入标准库，然后使用其中定义的函数
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（3）第三方库函数。Python社区提供了许多其他高质量的库，如Python图像库等等。下载安装这些库后，通过import语句，可以导入库，然后使用其中定义的函数
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（4）用户自定义函数。本章将详细讨论函数的定义和调用方法
函数声明与调用
语法：
def 函数名(参数1,参数2......):函数体
【例1】函数创建示例1：定义返回两个数平均值的函数
def my_average(number1, number2):return (number1+number2)/2
【例2】函数创建示例2：定义打印n个星号的无返回值的函数
def print_star(n):print(("*"*n).center(50)) #打印n个星号，两边填充空格，总宽度50
思考
Q：函数创建示例3：定义计算并返回第n阶调和数（1 + 1/2 + 1/3 + … + 1/n）的函数
R：参考答案：
def harmonic(n): #计算n阶调和数（1 + 1/2 + 1/3 + … + 1/n）total = 0.0for i in range(1, n+1):total += 1.0 / ireturn total
函数调用
语法：
函数名([实参列表])示例：基于思考题声明的函数进行调用
#因为有返回值，所以可以通过声明变量进行赋值或者直接print输出即可get_result=harmonic(10) #则表示的hi计算1+1/2+......+1/10print(get_result)
参数的传递
形式参数和实际参数
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声明函数时所声明的参数，即为形式参数，简称形参
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调用函数时，提供函数所需要的参数的值，即为实际参数，简称实参
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【例1】形式参数和实际参数示例（my_max1.py）
def my_max1(a, b): #此处声明的a,b则为形式参数if a > b: print(a, '>', b)elif a == b: print(a, '=', b)else: print(a, '<', b)my_max1(1, 2) #此时调用函数传入的1,2为实际参数x = 11; y = 8my_max1(x, y) #此处的x，y也为实际参数my_max1(1) #因为要求传入a,b两个位置参数，此时只传入一个参数则会报错，缺少一个参数b
传递不可变对象引用
如果函数体中修改对象的值，其结果实际上是创建了一个新的对象
【例1】传递不可变对象的引用示例（inc1.py）：错误的递增函数
i=100def inc(j,n):j += ninc(i,10)print(i)
i的初始值为100，当调用函数inc(i,10)后，在函数体内，执行了"i+=10"语句，在函数体内的i编程了110.但是，当函数调用完毕返回主程序，i的值仍然为100，因为整数i是不可变对象，而在Python语言中，一个函数不能改变一个不可变对象(例如：整数、浮点数、布尔值或字符串的值)的值(即函数无法产生副作用)
思考
Q：如何对传递不可变对象例题1实现正确的递增函数
R：参考结果：
i=100def inc(j,n):j += nreturn ji =inc(i,10)print(i)
传递可变对象引用
调用函数时，如果传递的是可变对象（例如：list对象）的引用，则函数体中可以直接修改对象的值
【例1】传递可变对象引用的函数示例1：定义一个可以交换给定列表中两个指定下标的元素值的函数
def exchange(a, i, j):temp = a[i]a[i] = a[j]a[j] = temp
可选参数
在声明函数时，如果希望函数的一些参数是可选的，可以在声明函数时为这些参数指定默认值调用该函数时，如果没有传入对应的实参值，则函数使用声明时指定的默认参数值
【例1】可选参数示例（my_sum1.py）：基于期中成绩和期末成绩，按照指定的权重计算总评成绩
def my_sum1(mid_score, end_score, mid_rate = 0.4): #期中成绩、期末成绩、期中成绩权重 #基于期中成绩、期末成绩和权重计算总评成绩score = mid_score * mid_rate + end_score * (1 - mid_rate)print(format(score, '.2f')) #输出总评成绩，保留2位小数my_sum1(88, 79) #期中成绩权重为默认的40%my_sum1(88, 79, 0.5) #期中成绩权重设置为50%
位置参数和命名参数
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函数调用时，实参默认按位置顺序传递形参。按位置传递的参数称之为位置参数
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函数调用时，也可以通过名称（关键字）指定传入的参数，例如：my_max1(a=1, b=2); my_max1(b=2, a=1)
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按名称指定传入的参数称为命名参数，也称之为关键字参数。使用关键字参数具有三个优点：参数按名称意义明确；传递的参数与顺序无关；如果有多个可选参数，则可以选择指定某个参数值
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在带星号的参数后面声明的参数强制为命名参数，如果这些参数没有默认值，且调用时必须使用命名参数赋值，则会引发错误
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如果不需要带星号的参数，只需要强制命名参数，则可以简单地使用一个星号
可变参数
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在声明函数时，通过带星的参数，如* param1，允许向函数传递可变数量的实参。调用函数时，从那一点后所有的参数被收集为一个元组
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在声明函数时，也可以通过带双星的参数，如** param2，允许向函数传递可变数量的实参。调用函数时，从那一点后所有的参数被收集为一个字典
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带星或双星的参数必须位于形参列表的最后位置
【例1】可变参数示例1（my_sumVarArgs1.py）。利用带星的参数计算各数字累加和
def my_sum3(a, b, *c): #各数字累加和total = a + bfor n in c:total = total + nreturn totalprint(my_sum3(1, 2)) #计算1+2print(my_sum3(1, 2, 3, 4, 5)) #计算1+2+3+4+5print(my_sum3(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)) #计算1+2+3+4+5+6+7
函数返回值
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return语句和函数返回值
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【例1】函数的返回值示例（my_max.py）。编写函数，利用return语句返回函数值，求若干数中的最大值
def my_max(a, b, *c): #求若干数中的最大值max_value = a #假设第一个数为最大值if max_value < b: #如果最大值小于b，则b为最大值max_value = bfor n in c: #循环迭代c中每个元素n，如果最大值小于n，则n为最大值if max_value < n:max_value = nreturn max_value #利用return语句返回最大值#测试代码print(my_max(1, 2)) #求(1, 2)中的最大值print(my_max(1, 7, 11, 2, 5)) #求(1, 7, 11, 2, 5)中的最大值
多条return语句
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return语句可以放置在函数中任何位置，当执行到第一个return语句时，程序返回到调用程序
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【例1】判断素数（prime.py）。先编制一个判断一个数是否为素数的函数，然后编写测试代码，判断并输出1~99中的素数
def is_prime(n):if n < 2: return False #如果n小于2，返回Falsei = 2while i*i <= n:#一旦n能够被2~ 中的任意整数整除，n就不是素数，返回Falseif n % i == 0: return Falsei += 1return True#测试代码for i in range(100): #判断并输出1~99中的素数，以空格分隔if is_prime(i):print(i, end=' ')
变量作用域
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全局变量、局部变量和类型成员变量
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全局变量：在一个源代码文件中，在函数和类定义之外声明的变量
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全局变量的作用域为其定义的模块，从定义的位置起，直到文件结束位置
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通过import语句导入模块，也可以通过全限定名称“模块名.变量名”访问。或者通过from…import语句导入模块中的变量并访问
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【例1】全局变量定义示例（global_variable.py）
TAX1 = 0.17 #税率常量17%TAX2 = 0.2 #税率常量20%TAX3 = 0.05 #税率常量5%PI = 3.14 #圆周率3.14
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【例2】全局变量、局部变量
num = 100 #全局变量def f():num = 105 #局部变量print(num) #输出局部变量的值#测试代码f();print(num)
全局语句global
在函数体中，可以引用全局变量，但如果函数内部的变量名是第一次出现且在赋值语句之前（变量赋值），则解释为定义局部变量
【例1】函数体错误引用全局变量的示例
m = 100n = 200def f():print(m+5) #引用全局变量mn += 10 #错误，n在赋值语句前面，解释为局部变量（不存在）#测试代码f()
非局部语句nonlocal
在函数体中，可以定义嵌套函数，在嵌套函数中，如果要为定义在上级函数体的局部变量赋值，可以使用nonlocal语句，表明变量不是所在块的局部变量，而是在上级函数体中定义的局部变量。nonlocal语句可以指定多个非局部变量。例如nonlocal x, y, z
【例1】非局部语句nonlocal示例
def outer_func():tax_rate = 0.17 #上级函数体中的局部变量print('outer func tax rate =', tax_rate) #输出上级函数体中局部变量的值def innner_func():nonlocal tax_rate #不是所在块的局部变量，而是在上级函数体中定义的局部变量tax_rate = 0.05 #上级函数体中的局部变量重新赋值print('inner func tax rate =', tax_rate) #输出上级函数体中局部变量的值 innner_func() #调用函数print('outer func tax rate =', tax_rate) #输出上级函数体中局部变量的值（已更改）\
递归函数
自调用函数，在函数体内部直接或间接地自己调用自己，即函数的嵌套调用是函数本身
【例1】使用递归函数实现阶乘
def factorial(n):if n == 1: return 1return n * factorial(n - 1)#测试代码for i in range(1,10): #输出1~9的阶乘print(i,'! =', factorial(i))
递归函数的原理
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每个递归函数必须包括如下两个主要部分。
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（1）终止条件。表示递归的结束条件，用于返回函数值，不再递归调用。例如，factorial()函数的结束条件为“n等于1”。
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（2）递归步骤。递归步骤把第n步的参数值的函数与第n-1步的参数值的函数关联。例如，对于factorial()，其递归步骤为“n * factorial(n-1)”
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例如，调和数的计算公式为：Hn = 1 + 1/2 + . . . + 1/n 故可以使用递归函数实现：
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（1）终止条件：Hn = 1 #当n==1时
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（2）递归步骤：Hn = Hn-1 + 1/n #当n>1时每次递归，n严格递减，故逐渐收敛于1。
思考
Q：使用递归函数计算最大公约数（gcd.py）
R：参考答案
number1=int(input("请输入一个数："))number2=int(input("请输入另一个数："))def gcd(p, q): #使用递归函数计算p和q的最大公约数if q == 0: return p #如果q=0，返回preturn gcd(q, p % q) #否则，递归调用gcd(q, p % q)#测试代码print(gcd(number1, number2)) #计算并输出p和q的最大公约数
课后练习
1.以下内容关于函数描述正确的是？
A、函数用于创建对象
B、函数可以让重新执行的更快
C、函数是一段代码用于执行特定的任务
D、以上说法都是正确的
2. x = True
def printLine(text):
print(text, ' Runoob')
printLine('Python')
以上代码输出结果为？
A、Python
B、Python Runoob
C、text Runoob
D、Runoob
3. 如果函数没有使用 return 语句，则函数返回的是？
A、0
B、None 对象
C、任意的整数
D、错误! 函数必须要有返回值。
4.def greetPerson(*name):
print('Hello', name)
greetPerson('Runoob', 'Google')
以上代码输出结果为？
A、Hello Runoob Hello Google
B、Hello ('Runoob', 'Google')
C、Hello Runoob
D、错误！函数只能接收一个参数。
5. 关于递归函数描述正确的是？
A、递归函数可以调用程序的使用函数。
B、递归函数用于调用函数的本身。
C、递归函数除了函数本身，可以调用程序的其他所有函数。
D、Python 中没有递归函数。
6. result = lambda x: x * x
print(result(5))
以上代码输出结果为？
A、lambda x: xx
B、10
C、25
D、55
7. def Foo(x):
if (x==1):
return 1
else:
return x+Foo(x-1)
print(Foo(4))
以上代码输出结果为？
A、10
B、24
C、7
D、1
8. 如果我们需要从 math 模块中输出 pi 常量，以下代码正确的是？
A、print(math.pi)
B、print(pi)
C、from math import pi print(pi)
D、from math import pi print(math.pi)
9. 以下哪个符号用于从包中导入模块？
A、.
B、*
C、->
D、,
10. numbers = [1, 3, 6]
newNumbers = tuple(map(lambda x: x , numbers))
print(newNumbers)
以上代码输出结果为？
A、[1, 3, 6]
B、(1, 3, 6)
C、[2, 6, 12]
D、(2, 6, 12)
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