python015 Python3 函數
Python3 函數
函數是組織好的,可重復使用的,用來實現單一,或相關聯功能的代碼段。
函數能提高應用的模塊性,和代碼的重復利用率。你已經知道Python提供了許多內建函數,比如print()。但你也可以自己創建函數,這被叫做用戶自定義函數。
定義一個函數
你可以定義一個由自己想要功能的函數,以下是簡單的規則:
函數代碼塊以 def 關鍵詞開頭,後接函數標識符名稱和圓括號 ()。
任何傳入參數和自變量必須放在圓括號中間,圓括號之間可以用於定義參數。
函數的第一行語句可以選擇性地使用文檔字符串—用於存放函數說明。
函數內容以冒號起始,並且縮進。
return [表達式] 結束函數,選擇性地返回一個值給調用方。不帶表達式的return相當於返回 None。
語法
Python 定義函數使用 def 關鍵字,一般格式如下:
def 函數名(參數列表): 函數體
默認情況下,參數值和參數名稱是按函數聲明中定義的的順序匹配起來的。
實例
讓我們使用函數來輸出"Hello World!":
>>> def hello() : print("Hello World!") >>> hello() Hello World! >>>
更復雜點的應用,函數中帶上參數變量:
#!/usr/bin/python3 # 計算面積函數 def area(width, height): return width * height def print_welcome(name): print("Welcome", name) print_welcome("Runoob") w = 4 h = 5 print("width =", w, " height =", h, " area =", area(w, h))
以上實例輸出結果:
Welcome Runoob width = 4 height = 5 area = 20
函數調用
定義一個函數:給了函數一個名稱,指定了函數裏包含的參數,和代碼塊結構。
這個函數的基本結構完成以後,你可以通過另一個函數調用執行,也可以直接從 Python 命令提示符執行。
如下實例調用了 printme() 函數:
#!/usr/bin/python3 # 定義函數 def printme( str ): "打印任何傳入的字符串" print (str); return; # 調用函數 printme("我要調用用戶自定義函數!"); printme("再次調用同一函數");
以上實例輸出結果:
我要調用用戶自定義函數! 再次調用同一函數
參數傳遞
在 python 中,類型屬於對象,變量是沒有類型的:
a=[1,2,3] a="QQ603374730"
以上代碼中,[1,2,3] 是 List 類型,"Runoob" 是 String 類型,而變量 a 是沒有類型,她僅僅是一個對象的引用(一個指針),可以是 List 類型對象,也可以指向 String 類型對象。
可更改(mutable)與不可更改(immutable)對象
在 python 中,strings, tuples, 和 numbers 是不可更改的對象,而 list,dict 等則是可以修改的對象。
不可變類型:變量賦值 a=5 後再賦值 a=10,這裏實際是新生成一個 int 值對象 10,再讓 a 指向它,而 5 被丟棄,不是改變a的值,相當於新生成了a。
可變類型:變量賦值 la=[1,2,3,4] 後再賦值 la[2]=5 則是將 list la 的第三個元素值更改,本身la沒有動,只是其內部的一部分值被修改了。
python 函數的參數傳遞:
- 不可變類型:類似 c++ 的值傳遞,如 整數、字符串、元組。如fun(a),傳遞的只是a的值,沒有影響a對象本身。比如在 fun(a)內部修改 a 的值,只是修改另一個復制的對象,不會影響 a 本身。
- 可變類型:類似 c++ 的引用傳遞,如 列表,字典。如 fun(la),則是將 la 真正的傳過去,修改後fun外部的la也會受影響
python 中一切都是對象,嚴格意義我們不能說值傳遞還是引用傳遞,我們應該說傳不可變對象和傳可變對象。
python 傳不可變對象實例
#!/usr/bin/python3 def ChangeInt( a ): a = 10 b = 2 ChangeInt(b) print( b ) # 結果是 2
實例中有 int 對象 2,指向它的變量是 b,在傳遞給 ChangeInt 函數時,按傳值的方式復制了變量 b,a 和 b 都指向了同一個 Int 對象,在 a=10 時,則新生成一個 int 值對象 10,並讓 a 指向它。
傳可變對象實例
可變對象在函數裏修改了參數,那麽在調用這個函數的函數裏,原始的參數也被改變了。例如:
#!/usr/bin/python3 # 可寫函數說明 def changeme( mylist ): "修改傳入的列表" mylist.append([1,2,3,4]); print ("函數內取值: ", mylist) return # 調用changeme函數 mylist = [10,20,30]; changeme( mylist ); print ("函數外取值: ", mylist)
傳入函數的和在末尾添加新內容的對象用的是同一個引用。故輸出結果如下:
函數內取值: [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]] 函數外取值: [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]
參數
以下是調用函數時可使用的正式參數類型:
- 必需參數
- 關鍵字參數
- 默認參數
- 不定長參數
必需參數
必需參數須以正確的順序傳入函數。調用時的數量必須和聲明時的一樣。
調用printme()函數,你必須傳入一個參數,不然會出現語法錯誤:
#!/usr/bin/python3 #可寫函數說明 def printme( str ): "打印任何傳入的字符串" print (str); return; #調用printme函數 printme();
以上實例輸出結果:
Traceback (most recent call last): File "test.py", line 10, in <module> printme(); TypeError: printme() missing 1 required positional argument: ‘str‘
關鍵字參數
關鍵字參數和函數調用關系緊密,函數調用使用關鍵字參數來確定傳入的參數值。
使用關鍵字參數允許函數調用時參數的順序與聲明時不一致,因為 Python 解釋器能夠用參數名匹配參數值。
以下實例在函數 printme() 調用時使用參數名:
#!/usr/bin/python3 #可寫函數說明 def printme( str ): "打印任何傳入的字符串" print (str); return; #調用printme函數 printme( str = "QQ9603374730");
以上實例輸出結果:
QQ9603374730
以下實例中演示了函數參數的使用不需要使用指定順序:
#!/usr/bin/python3 #可寫函數說明 def printinfo( name, age ): "打印任何傳入的字符串" print ("名字: ", name); print ("年齡: ", age); return; #調用printinfo函數 printinfo( age=50, name="QQ603374730" );
以上實例輸出結果:
名字: QQ603374730 年齡: 50
默認參數
調用函數時,如果沒有傳遞參數,則會使用默認參數。以下實例中如果沒有傳入 age 參數,則使用默認值:
#!/usr/bin/python3 #可寫函數說明 def printinfo( name, age = 35 ): "打印任何傳入的字符串" print ("名字: ", name); print ("年齡: ", age); return; #調用printinfo函數 printinfo( age=50, name="QQ603374730" ); print ("------------------------") printinfo( name="QQ603374730" );
以上實例輸出結果:
名字: QQ603374730 年齡: 50 ------------------------ 名字: QQ603374730 年齡: 35
不定長參數
你可能需要一個函數能處理比當初聲明時更多的參數。這些參數叫做不定長參數,和上述2種參數不同,聲明時不會命名。基本語法如下:
def functionname([formal_args,] *var_args_tuple ): "函數_文檔字符串" function_suite return [expression]
加了星號(*)的變量名會存放所有未命名的變量參數。如果在函數調用時沒有指定參數,它就是一個空元組。我們也可以不向函數傳遞未命名的變量。如下實例:
#!/usr/bin/python3 # 可寫函數說明 def printinfo( arg1, *vartuple ): "打印任何傳入的參數" print ("輸出: ") print (arg1) for var in vartuple: print (var) return; # 調用printinfo 函數 printinfo( 10 ); printinfo( 70, 60, 50 );
以上實例輸出結果:
輸出: 10 輸出: 70 60 50
匿名函數
python 使用 lambda 來創建匿名函數。
所謂匿名,意即不再使用 def 語句這樣標準的形式定義一個函數。
- lambda 只是一個表達式,函數體比 def 簡單很多。
- lambda的主體是一個表達式,而不是一個代碼塊。僅僅能在lambda表達式中封裝有限的邏輯進去。
- lambda 函數擁有自己的命名空間,且不能訪問自有參數列表之外或全局命名空間裏的參數。
- 雖然lambda函數看起來只能寫一行,卻不等同於C或C++的內聯函數,後者的目的是調用小函數時不占用棧內存從而增加運行效率。
語法
lambda 函數的語法只包含一個語句,如下:
lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression
如下實例:
#!/usr/bin/python3 # 可寫函數說明 sum = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2; # 調用sum函數 print ("相加後的值為 : ", sum( 10, 20 )) print ("相加後的值為 : ", sum( 20, 20 ))
以上實例輸出結果:
相加後的值為 : 30 相加後的值為 : 40
return語句
return [表達式] 語句用於退出函數,選擇性地向調用方返回一個表達式。不帶參數值的return語句返回None。之前的例子都沒有示範如何返回數值,以下實例演示了 return 語句的用法:
#!/usr/bin/python3 # 可寫函數說明 def sum( arg1, arg2 ): # 返回2個參數的和." total = arg1 + arg2 print ("函數內 : ", total) return total; # 調用sum函數 total = sum( 10, 20 ); print ("函數外 : ", total)
以上實例輸出結果:
函數內 : 30 函數外 : 30
變量作用域
Python 中,程序的變量並不是在哪個位置都可以訪問的,訪問權限決定於這個變量是在哪裏賦值的。
變量的作用域決定了在哪一部分程序可以訪問哪個特定的變量名稱。Python的作用域一共有4中,分別是:
- L (Local) 局部作用域
- E (Enclosing) 閉包函數外的函數中
- G (Global) 全局作用域
- B (Built-in) 內建作用域
以 L –> E –> G –>B 的規則查找,即:在局部找不到,便會去局部外的局部找(例如閉包),再找不到就會去全局找,再者去內建中找。
x = int(2.9) # 內建作用域 g_count = 0 # 全局作用域 def outer(): o_count = 1 # 閉包函數外的函數中 def inner(): i_count = 2 # 局部作用域
Python 中只有模塊(module),類(class)以及函數(def、lambda)才會引入新的作用域,其它的代碼塊(如 if/elif/else/、try/except、for/while等)是不會引入新的作用域的,也就是說這這些語句內定義的變量,外部也可以訪問,如下代碼:
>>> if True: ... msg = ‘I am from Runoob‘ ... >>> msg ‘I am from Runoob‘ >>>
實例中 msg 變量定義在 if 語句塊中,但外部還是可以訪問的。
如果將 msg 定義在函數中,則它就是局部變量,外部不能訪問:
>>> def test(): ... msg_inner = ‘I am from Runoob‘ ... >>> msg_inner Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> NameError: name ‘msg_inner‘ is not defined >>>
從報錯的信息上看,說明了 msg_inner 未定義,無法使用,因為它是局部變量,只有在函數內可以使用。
全局變量和局部變量
定義在函數內部的變量擁有一個局部作用域,定義在函數外的擁有全局作用域。
局部變量只能在其被聲明的函數內部訪問,而全局變量可以在整個程序範圍內訪問。調用函數時,所有在函數內聲明的變量名稱都將被加入到作用域中。如下實例:
#!/usr/bin/python3 total = 0; # 這是一個全局變量 # 可寫函數說明 def sum( arg1, arg2 ): #返回2個參數的和." total = arg1 + arg2; # total在這裏是局部變量. print ("函數內是局部變量 : ", total) return total; #調用sum函數 sum( 10, 20 ); print ("函數外是全局變量 : ", total)
以上實例輸出結果:
函數內是局部變量 : 30 函數外是全局變量 : 0
global 和 nonlocal關鍵字
當內部作用域想修改外部作用域的變量時,就要用到global和nonlocal關鍵字了。
以下實例修改全局變量 num:
#!/usr/bin/python3 num = 1 def fun1(): global num # 需要使用 global 關鍵字聲明 print(num) num = 123 print(num) fun1()
以上實例輸出結果:
1 123
如果要修改嵌套作用域(enclosing 作用域,外層非全局作用域)中的變量則需要 nonlocal 關鍵字了,如下實例:
#!/usr/bin/python3 def outer(): num = 10 def inner(): nonlocal num # nonlocal關鍵字聲明 num = 100 print(num) inner() print(num) outer()
以上實例輸出結果:
100 100
另外有一種特殊情況,假設下面這段代碼被運行:
#!/usr/bin/python3 a = 10 def test(): a = a + 1 print(a) test()
以上程序執行,報錯信息如下:
Traceback (most recent call last): File "test.py", line 7, in <module> test() File "test.py", line 5, in test a = a + 1 UnboundLocalError: local variable ‘a‘ referenced before assignment
錯誤信息為局部作用域引用錯誤,因為 test 函數中的 a 使用的是局部,未定義,無法修改。
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