python中的函数、变量和递归函数

一、函数的定义

        初中数学函数定义：一般的，在一个变化过程中，如果有两个变量x和y，并且对于x的每一个确定的值，y都有唯一确定的值与其对应，那么我们就把x称为自变量，把y称为因变量，y是x的函数。自变量x的取值范围叫做这个函数的定义域

例如y=2*x

python中函数定义：函数是逻辑结构化和过程化的一种编程方法。

python中函数定义方法：
 
def test(x):
    "The function definitions"
    x+=1
    return x
     
def:定义函数的关键字
test：函数名
（）：内可定义形参
"":文档描述（非必要，但是强烈建议为你的函数添加描述信息）
x+=1：泛指代码块或程序处理逻辑
return：定义返回值


调用运行：可以带参数也可以不带，根据定义时括号内是否有参数来决定
函数名()

例：

#定义函数
def test(x):
    y = 2 * x + 1
    return y

#调用函数
print(test)
test(3)         ##调用函数但是return的值没有接收，返回的是test函数的内存地址
a = test(2)     ##使用变量a接收函数的返回值
print(a)

输出：

注意：当函数出现重名时，调用时后边的函数会覆盖掉之前的函数，因为python语言从上到下依次解释执行

           return 不能出现多个，代码执行时碰到第一个return就会结束

例：

#定义函数
def test(x):
    y = 2 * x + 1
    return y

def test( ):
    x = 2
    y = x + 1
    return y

#调用函数
a = test()     
#b = test(2)    ##会报错
print(a)

二、为什么要有函数

通过下面实现同一功能的两块代码对比，就可以看出在某些合适的生产场景下使用函数的好处：

代码1：
 while True：
      if cpu利用率 > 90%:
          #发送邮件提醒
          连接邮箱服务器
          发送邮件
          关闭连接
       
      if 硬盘使用空间 > 90%:
          #发送邮件提醒
          连接邮箱服务器
          发送邮件
          关闭连接
      
      if 内存占用 > 80%:
          #发送邮件提醒
          连接邮箱服务器
          发送邮件
          关闭连接

代码2：
def 发送邮件(内容)
    #发送邮件提醒
    连接邮箱服务器
    发送邮件
    关闭连接
     
while True：
     
    if cpu利用率 > 90%:
        发送邮件('CPU报警')
     
    if 硬盘使用空间 > 90%:
        发送邮件('硬盘报警')
     
    if 内存占用 > 80%:
        发送邮件('内存报警')

 使用函数的好处：

1.代码重用（减少冗余，提高代码的有效性）

2.保持一致性，易维护

3.可扩展性

三、函数和过程

过程定义：过程就是简单特殊没有返回值的函数，即没有return，返回值为None

这么看来我们在讨论为何使用函数的的时候引入的函数，都没有返回值，没有返回值就是过程，没错，但是在python中有比较神奇的事情

# 无返回值，为过程
def test01():
    msg = 'hello The little green frog'
    print(msg)


# 有返回值，为函数
def test02():
    msg = 'hello WuDaLang'
    print(msg)
    return msg


t1 = test01()

t2 = test02()

print ('from test01 return is %s' %t1)    ##返回值为None
print ('from test02 return is %s' %t2)

输出：

总结：当一个函数/过程没有使用return显示的定义返回值时，python解释器会隐式的返回None，

所以在python中即便是过程也可以算作函数。

def test01():
    pass
def test02():
    return 0

def test03():
    return 0,10,'hello',['alex','lb'],{'WuDaLang':'lb'}

t1=test01()
t2=test02()
t3=test03()


print('from test01 return is [%s]: ' %type(t1),t1)
print('from test02 return is [%s]: ' %type(t2),t2)
print('from test03 return is [%s]: ' %type(t3),t3)    ##当返回值为多个时，会将这几个值组成一个元组返回

输出：

总结：

   返回值数=0:返回None

   返回值数=1:返回object

   返回值数>1:返回tuple

四、函数中的参数

1.形参变量只有在被调用时才分配内存单元，在调用结束时，即刻释放所分配的内存单元，也就是说形参不占用内存空间（变量亦是如此，不会占用内存空间，只有真正的数据类型才会占用内存空间）。因此，形参只在函数内部有效。函数调用结束返回主调用函数后则不能再使用该形参变量

2.实参可以是常量、变量、表达式、函数等，无论实参是何种类型的量，在进行函数调用时，它们都必须有确定的值，以便把这些值传送给形参。因此应预先用赋值，输入等办法使参数获得确定值

 

3.位置参数和关键字（标准调用：实参与形参位置一一对应；关键字调用：位置无需固定）

• 位置参数（必须一一对应）

def test(x,y,z):
    print(x)
    print(y)
    print(z)

test(1,2)   ##x=1,y=2,没有给z赋值，会报错

输出：

• 关键字参数（位置不用固定，但是个数不能少）

def test(x,y,z):
    print(x)
    print(y)
    print(z)

test(y=1,z=2,x=5)

输出：

• 位置参数与关键字参数的混合使用（位置参数必须在关键字参数的左边）

def test(x,y,z):
    print(x)
    print(y)
    print(z)

# test(3,y=5,8）   ##会报错
# test(3,5,8,y=4) ##也会报错，因为不可以重复赋值给某一形参
# test(3,8,y=5)   ##也会报错，执行时默认将3赋值给x，将8赋值给y
test(3,8,z=5)     ##正常执行

4.默认参数

 默认参数：在调用时如果不给它赋值则它等于默认值，默认值可以为任何类型的值

def handle(x,y=None):
    print(x,type(x))
    print(y)

handle('12ed')       ##不给默认参数赋值的时候，默认参数等于默认值
handle(2,'hello')

输出：

5.参数组

非固定长度的参数（后期可以扩展）：

    *      列表、元组

   **     字典

• 列表、元组

def test(x,*args):      ##*代表非固定长度的参数值
    print(x)
    print(args)
    # print(args[1])       ##输出为空元组

test(1,12,4,5,'ds')       ##将第一个实参传给第一个形参，后边所有的实参组合成元组传给第二个形参，该例子中实参可以为任意数据类型
test(1)                   ##不给第二个形参传值也可以，但需取掉函数中的print（args[1]),否则会报错
test(1,['1',23,2,2])
test(1,*['x',12,'q21'])  ##*表示将该列表中的元素遍历，第一种调用函数的方法类似，元组也是如此

输出：

• 字典

def test(x,**kwargs):
    print(x)
    print(kwargs)

test(1,y=2,z=3)    ##将第一个实参后的所有实参组合成一个字典赋值给第二个形参，注意只能使用key=value的形式赋值

#三个混合使用时，只能使用下面的顺序
# def test1(x,*args,**kwargs):

 五、局部变量与全局变量

    在子程序中定义的变量称为局部变量，在程序的一开始定义的变量称为全局变量。

    全局变量作用域是整个程序，局部变量作用域是定义该变量的子程序。

    当全局变量与局部变量同名时：

    在定义局部变量的子程序内，局部变量起作用；在其它地方全局变量起作用。

name = 'lee'    ##全局变量：顶格写，全局生效

##局部变量：在子程序中定义的变量，在该子程序之外的部分不生效，例如def自定义函数中
def  change_name():
    first_name = 'hello'
    # print('my name:',name)    ##全局变量在子程序中也生效,但是当在子函数中如果对该变量重新赋值时，调用该变量的代码块只能出现在其后，否则会报错
    print(first_name)
    name = 'mike'
    print(name)

change_name()   ##调用函数时，如果使用了变量，执行时会默认先在函数内层（即局部变量）找，如果没有再在外部（即全局变量）找

print(name)     ##局部变量无效，只有全局变量生效

 输出：

name = 'lee'    ##全局变量：顶格写，全局生效

##局部变量：在子程序中定义的变量，在该子程序之外的部分不生效，例如def自定义函数中
def  change_name():
    global name      ##将全局变量引入函数内部，在函数内如果重新定义变量的话就是改变的全局变量，注意如果使用global并且重新对变量赋值，则在函数内global之前不能调用全局变量
    name = 'mike' 
    print(name)

change_name()
print(name)  ##局部变量无效，只有全局变量生效

注意：如果函数中没有对变量重新赋值（即指定与全局变量名称相同的局部变量），但局部变量是可变对象（如列表等），可以在函数中直接使用该可变对象的内置方法（如列表的.append方法）

输出：