python初学-函数（廖雪峰）

一、函数简介

1. 调用一个函数，需要知道函数的名称和参数（官方文档：http://docs.python.org/3/library/functions.html#abs）
2. 定义一个函数要使用def语句，依次写出函数名、括号、括号中的参数和冒号:，然后，在缩进块中编写函数体，函数的返回值用return语句返回
3. 空函数：用pass语句：用来作为占位符，让代码能运行起来

二、函数参数

1. 把参数的名字和位置确定下来，函数的接口定义就完成了。对于函数的调用者来说，只需要知道如何传递正确的参数，以及函数将返回什么样的值就够了，函数内部的复杂逻辑被封装起来，调用者无需了解
2. 位置参数：传入的值按照位置顺序依次赋给参数
3. 默认参数：必选参数在前，默认参数在后；当函数有多个参数时，把变化大的参数放前面，变化小的参数放后面。变化小的参数就可以作为默认参数（默认参数可以通过传参替换）
   1）默认参数降低了函数调用的难度，而一旦需要更复杂的调用时，又可以传递更多的参数来实现
   2）按顺序提供默认参数
   3）通过参数名传递指定的默认参数
   4）默认参数要牢记一点：默认参数必须指向不变对象！
4. 可变参数：传入的参数个数是不确定的（任意个包括0）：定义可变参数和定义一个list或tuple参数相比，仅仅在参数前面加了一个*
1）可以将list或tuple作为参数传入，传入是前面加*即可
5. 关键字参数：允许你传入0个或任意个含参数名的参数，这些关键字参数在函数内部自动组装为一个dict
6. 命名关键字参数：
   1）作用：限制关键字参数的名字
   2）命名关键字参数需要一个特殊分隔符*，*后面的参数被视为命名关键字参数
   3）如果函数定义中已经有了一个可变参数，后面跟着的命名关键字参数就不再需要一个特殊分隔符*了（注意：使用命名关键字参数时，要特别注意，如果没有可变参数，就必须加一个*作为特殊分隔符）
   4）命名关键字参数必须传入参数名，如果没有传入参数名，调用将报错
   5）命名关键字参数可以有缺省值
7. 参数组合
   1）在Python中定义函数，可以用必选参数、默认参数、可变参数、关键字参数和命名关键字参数，这5种参数都可以组合使用
   2）参数定义的顺序必须是：必选参数、默认参数、可变参数、命名关键字参数和关键字参数（即：容易变动的往后放）

 示例：

1、关键字参数：
def person(name, age, **kw):
    print('name:', name, 'age:', age, 'other:', kw)

2、命名关键字参数：
def person(name, age, *, city, job):
    print(name, age, city, job)

3、参数组合

def f1(a, b, c=0, *args, **kw):
    print('a =', a, 'b =', b, 'c =', c, 'args =', args, 'kw =', kw)

def f2(a, b, c=0, *, d, **kw):
    print('a =', a, 'b =', b, 'c =', c, 'd =', d, 'kw =', kw)

三、递归函数

1. 一个函数在内部调用自身本身，这个函数就是递归函数
2. 递归函数的优点是定义简单，逻辑清晰。理论上，所有的递归函数都可以写成循环的方式，但循环的逻辑不如递归清晰。
3. 使用递归函数需要注意防止栈溢出。在计算机中，函数调用是通过栈（stack）这种数据结构实现的，每当进入一个函数调用，栈就会加一层栈帧，每当函数返回，栈就会减一层栈帧。由于栈的大小不是无限的，所以，递归调用的次数过多，会导致栈溢出。
4. 尾递归是指，在函数返回的时候，调用自身本身，并且，return语句不能包含表达式。这样，编译器或者解释器就可以把尾递归做优化，使递归本身无论调用多少次，都只占用一个栈帧，不会出现栈溢出的情况
   （解决递归调用栈溢出的方法是通过尾递归优化，事实上尾递归和循环的效果是一样的，所以，把循环看成是一种特殊的尾递归函数也是可以的）
5. 注意：大多数编程语言没有针对尾递归做优化，Python解释器也没有做优化，所以，即使把函数改成尾递归方式，也会导致栈溢出

三、总结

1. 默认参数一定要用不可变对象，如果是可变对象，程序运行时会有逻辑错误！
2. 要注意定义可变参数和关键字参数的语法：
   1）*args是可变参数，args接收的是一个tuple；
   2）**kw是关键字参数，kw接收的是一个dict
   3）可变参数既可以直接传入：func(1, 2, 3)，又可以先组装list或tuple，再通过*args传入：func(*(1, 2, 3))；
   4）关键字参数既可以直接传入：func(a=1, b=2)，又可以先组装dict，再通过**kw传入：func(**{'a': 1, 'b': 2})
   5）使用*args和**kw是Python的习惯写法，当然也可以用其他参数名，但最好使用习惯用法
3. 命名的关键字参数是为了限制调用者可以传入的参数名，同时可以提供默认值。
4. 定义命名的关键字参数在没有可变参数的情况下不要忘了写分隔符*，否则定义的将是位置参数。
5. 使用递归函数的优点是逻辑简单清晰，缺点是过深的调用会导致栈溢出
6. 针对尾递归优化的语言可以通过尾递归防止栈溢出。尾递归事实上和循环是等价的，没有循环语句的编程语言只能通过尾递归实现循环。
7. Python标准的解释器没有针对尾递归做优化，任何递归函数都存在栈溢出的问题。

补充：

1. 为什么要设计str、None这样的不变对象呢？因为不变对象一旦创建，对象内部的数据就不能修改，这样就减少了由于修改数据导致的错误
2. 由于对象不变，多任务环境下同时读取对象不需要加锁，同时读一点问题都没有。我们在编写程序时，如果可以设计一个不变对象，那就尽量设计成不变对象