python函数基础知识整理

函数的定义

在程序中，函数就是具备某一功能的工具，事先将工具准备好就是函数的定义，遇到应用场景拿来就用就是函数的调用

为什么用函数

如果不使用函数，写程序时将会遇到这三个问题：

1. 程序冗长
2. 程序的扩展性差
3. 程序的可读性差

怎么用函数

先定义函数，后调用。

#定义函数
def 函数名(): #括号内填入参数,参数尽量不要超过三个
	""" 函数的功能的描述 """
    <代码>
    return 返回值

#调用函数
函数名() #括号内填入参数,参数尽量不要超过三个

函数在定义阶段只检测语法，不执行函数体代码.只有在调用阶段才会执行函数代码

定义函数的三种形式

定义函数时参数是函数体接收外部传值的一种媒介，其实就是一个变量名

有参函数

在函数定义阶段括号内有参数，称为有参函数。需要注意的是：定义时有参，意味着调用时也必须传入参数。

如果函数体代码逻辑需要依赖外部传入的值，必须得定义成有参函数。

无参函数

在函数阶段括号内没有参数，称为无参函数。需要注意的是：定义时无参，意味着调用时也无需传入参数。

如果函数体代码逻辑不需要依赖外部传入的值，必须得定义成无参函数。

空函数

当你只知道你需要实现某个功能，但不知道该如何用代码实现时，你可以暂时写个空函数，然后先实现其他的功能。

函数的返回值(return)

什么是返回值

函数内部代码经过一些列逻辑处理获得的结果。

为什么要有返回值

因为某些时候需要在程序中拿到函数的处理结果做进一步的处理，则需要函数必须要有返回值。

需要注意的是：

• return是一个函数结束的标志，函数内可以有多个return，只要执行到return，函数就会终止。
• return的返回值可以返回任意数据类型
• return的返回值无个数限制，即可以使用逗号隔开返回多个值
  • 0个：返回None
  • 1个：返回值是该值本身
  • 多个：返回值是元组

函数的调用

什么是函数调用

函数名(…)即调用函数，会执行函数体代码，直到碰到return或者执行完函数体内所有代码结束。

函数运行完毕所有代码，如果函数体不写return，则会返回None。

def foo():
    pass

print(foo())  # None

为什么要调用函数

为了使用函数的功能

函数调用的三种形式

def max_self(x,y):
    if x>y:
        return x
    else:
        return y
    
# 1.直接调用
max_self(1,2)
# 2.把调用的结果赋值给一个变量名
res = max_self(1,2)*12
# 3.把调用的结果当成一个参数继续传参
max_self(max_self(20000,30000),40000)

函数的参数

形参和实参

形参: 在函数定义阶段括号内定义的参数，称之为形式参数，简称形参，本质就是变量名。

实参: 在函数调用阶段括号内传入的参数，称之为实际参数，简称实参，本质就是变量的值。

位置参数

位置形参:

在函数定义阶段，按照从左到右的顺序依次定义的形参，称之为位置形参。

位置形参-特点：按照位置定义的形参，都必须被传值，多一个不行，少一个也不行。

位置实参:

在函数调用阶段，按照从左到右的顺序依次定义的实参，称之为位置实参。

位置实参-特点：按照位置为对应的形参依次传值。

关键字实参

在调用函数时，按照key=value的形式为指定的参数传值，称为关键字实参。

特点：可以打破位置的限制，但仍能为指定的形参赋值。

注意：

1. 可以混用位置实参和关键字实参，但是位置实参必须在关键字实参的左边。
2. 可以混用位置实参和关键字实参，但不能对一个形参重复赋值。

默认形参

在定义阶段，就已经被赋值。

特点：在定义阶段就已经被赋值，意味着在调用时可以不用为其赋值。传参就使用你传的值.

注意：

1. 位置形参必须放在默认形参的左边。
2. 默认形参的值只在定义阶段赋值一次，也就是说默认参数的值在函数定义阶段就已经固定了。

可变长参数

可变长形参之*

形参中的*会将溢出的位置实参全部接收，然后存储元组的形式，然后把元组赋值给*后的参数。需要注意的是：*后的参数名约定俗成为args。

def sum_self(*args):
    res = 0
    for num in args:
        res += num
    return res


res = sum_self(1, 2, 3, 4)
print(res)   #10

可变长实参之*

实参中的*，*会将*后参数的值循环取出，打散成位置实参。以后但凡碰到实参中带*的，它就是位置实参，应该马上打散成位置实参去看。

def func(x, y, z, *args):
    print(x, y, z, args)


func(1, *(1, 2), 3, 4) #1 1 2 (3, 4)

可变长形参之**

形参中的**会将溢出的关键字实参全部接收，然后存储字典的形式，然后把字典赋值给**后的参数。需要注意的是：**后的参数名约定俗成为kwargs。

def func(**kwargw):
    print(kwargw)


func(a=5) #{'a': 5}

可变长实参之**

实参中的**，**会将**后参数的值循环取出，打散成关键字实参。以后但凡碰到实参中带**的，它就是关键字实参，应该马上打散成关键字实参去看。

def func(x, y, z, **kwargs):
    print(x, y, z, kwargs)


func(1, 3, 4, **{'a': 1, 'b': 2}) #1 3 4 (a = 1, b = 2)

函数对象

函数名就类似于变量名,变量名能干的它基本都符合

函数对象的四大功能

引用

def func():
    print('123')

print(func)

f = func
print(f)

当做参数传给一个函数

def func():
    print('123')

def foo(n):
    n()

foo(func) # = func()

可以当做函数的返回值

def func():
    print('123')
print(func)
def foo(x):
    return x

res = foo(func)
print(res)
res()

可以当做容器类型的元素

def func():
    print('123')
print(func)

function_list = [func]
function_list[0]()

函数嵌套

函数嵌套的定义

函数内部定义的函数(函数套用函数)，无法在函数外部使用内部定义的函数。

函数嵌套的调用

def max2(x,y):
    if x >y:
        return x
    else:
        return y

def max4(a,b,c,d):
    res1 = max2(a,b)
    res2 = max2(res1,c)
    res3 = max2(res2,d)
    return res3

print(max4(1,2,3,4))

名称空间与作用域

什么是名称空间

名称空间（name spaces）：在内存中存放名字(变量名/函数名)的空间，而这个空间称为名称空间。

内置名称空间

存放Pyhton解释器自带的名字，如`int、float、len``

生命周期：在解释器启动时生效，在解释器关闭时失效

全局名称空间

除了内置和局部的名字之外，其余都存放在全局名称空间，如下面代码中的x、func、l、z

生命周期：在文件执行时生效，在文件执行结束后失效

局部名称空间

函数内定义的变量名/函数名都存放在局部名称空间

生命周期：在文件执行时函数调用期间时生效，在函数执行结束后失效

加载顺序

名称空间的加载顺序为：内置--》全局--》局部。

查询顺序

名称空间的查询顺序为：从当前的所在位置--》局部--》全局--》内置(只能往下不能往上,例如当前查询位置为全局,那下个查询是去内置中而不是去局部)

全局名称空间和局部名称空间中可能会存在名字相同的变量，但是这两个变量互不影响。

什么是作用域

域指的是区域，作用域即作用的区域。

全局作用域

全局有效，全局存活，包含内置名称空间和全局名称空间。

局部作用域

局部有小，临时存储，只包含局部名称空间。
global关键字: 修改全局作用域中的变量

x = 1


def f1():
    x = 2

    def f2():
        x = 3
    f2()


f1()
print(x)   # 1

x = 1


def f1():
    x = 2

    def f2():
        global x  # 修改全局
        x = 3
    f2()


f1()
print(x)   # 3

nonlocal关键字: 修改局部作用域中的变量

x = 1


def f1():
    x = 2

    def f2():
        x = 3

    f2()
    print(x)  # 2


f1()  

x = 1


def f1():
    x = 2

    def f2():
        nonlocal x
        x = 3

    f2()
    print(x)  # 3


f1()  

注意点

1. 在局部想要修改全局的可变类型，不需要任何声明，可以直接修改。
2. 在局部如果想要修改全局的不可变类型，需要借助global声明，声明为全局的变量，即可直接修改。