Python开发【第四篇】函数

函数的作用

函数可以让编程逻辑结构化以及模块化

无论是C、C++，Java还是Python，函数是必不可少的知识点，也是很重要的知识点，函数是完成一个功能的代码块，使用函数可以使逻辑结构变得更加清晰以及程序模块化设计

先来看看Python函数相关知识

def test(x):
    """我是用来描述这个函数的"""
    x += 1
    return x

# def : 定义函数的关键字
# test: 函数名
# (): 里面定义形参
# """ """: 用来描述这个函数的功能以及所传函数，返回值，
# x+= 1: 函数执行的代码块
# return :定义返回值

函数的的运行：函数名()  只有加上这个括号才是运行这个函数

函数运行的结束

　　当函数执行遇到return，后面所有的代码都是无效的，都不会执行

def test():
    print('我会打印')
    return
    print('我不会被打印')
test()
"""
我会打印
"""

函数参数：

1. 形参：只在函数内部有效
2. 实参：
3. 位置参数和关键字参数
4. 默认参数
5. 参数组

__author__ = "Tang"

# 形参:x y z
def test(x,y,z):
    print(x)
    print(y)
    print(z)
test(1,2,3) # 实参：1,2,3

# 位置参数 一一对应
def test(x,y,z):
    print(x)
    print(y)
    print(z)
test(1,2,3) #
# test(1,2) # 缺一不可 报错
# test(1,2,3,4) # 多一不可 报错

# 关键字参数
def test(x,y,z):
    print(x) # 2
    print(y) # 1
    print(z) # 3
test(y=1,x=2,z=3)

# 位置参数 & 关键字参数 混搭
# 位置参数一定要在关键字的左边
def test(x,y,z):
    print(x) # 2
    print(y) # 1
    print(z) # 3
# test(1,3,y=2) # 报错 位置参数必须一一对应
test(1,y=3,z=2)
# test(1,3,z=2,y=3) # 报错，传入参数比形参多 没有覆盖一说

# x,z 为默认参数
def test(x,y=1,z=3):
    print(x,y,z)
test(10) # 10 1 3默认参数不传 使用默认的
test(10,20,30) # 10 20 30 如果传了就覆盖


# 不定参数
# 参数组: * 列表 元组, **字典 键值对
# 第一种
def test(x,*args):
    print(x) # 1
    print(args) # (2, 3, 4, 5)
    print(*args) # 2 3 4 5 注意：这里没有换行
test(1,2,3,4,5)

# 第二种 *()
def test(x,*args):
    print(x) # 1
    print(args) # ((2, 3, 4, 5, 6)
    print(*args) # 2 3 4 5 6 注意：这里没有换行
test(1,2,3,*(4,5,6))

# 第三种 ()
def test(x,*args):
    print(x) # 1
    print(args) # ((2, 3, (4, 5, 6))
    print(*args) # 2 3 (4, 5, 6) 注意：这里没有换行
test(1,2,3,(4,5,6))

# 第四种 []
def test(x,*args):
    print(x) # 1
    print(args) # (2, 3, [4, 5, 6])
    print(*args) # 2 3 [4, 5, 6] 注意：这里没有换行
test(1,2,3,[4,5,6])

# 第五种 *[]
def test(x,*args):
    print(x) # 1
    print(args) # ((2, 3, 4, 5, 6)
    print(*args) # 2 3 4 5 6 注意：这里没有换行
test(1,2,3,*[4,5,6])

# **kwargs 字典 键值对
# 第一种
def test(x,**kwargs):
    print(x) # 1
    print(kwargs) # {'y': 2, 'z': 3}
    # print(**kwargs) # 报错
test(1,y=2,z=3)

# 第二种
def test(x,**kwargs):
    print(x) # 1
    print(kwargs) # {'y': 2, 'z': 3}
    # print(**kwargs) # 报错
# test(1,{"y":2,"z":3}) # 报错
test(1,**{"y":2,"z":3})

函数里面可以调用函数

__author__ = "Tang"

def test1():
    print('我是test1')
def test2():
    print('我是test2')
    test1()
test2()

"""
我是test2
我是test1
"""

全局变量与局部变量

1. 全局变量一般都是大写 ，在整个程序中都可以被访问
2. 局部变量，定义在代码块中，for循环，函数等

__author__ = "Tang"

name = "我是全局变量" #
def test():
    name = "我是局部变量"
    print(name) # 我是局部变量

test()
print(name) # 我是全局变量

以上例子可以看到，当局部变量和全局变量都为同一个变量名的时候，在代码块里面，首先先找代码块中的变量也就是局部变量，当代码块中找不到该变量，就找全局变量

name = "我是全局变量" #
def test():
    print(name) # 我是全局变量
test()
print(name) # 我是全局变量

在代码块中修改全局变量需要用到关键字 global

name = "我是全局变量" #
def test():
    global name
    name = "我是全局变量，我被修改啦"
    print(name) # 我是全局变量，我被修改啦
test()
print(name) # 我是全局变量，我被修改啦

请注意看我哦！

name = "我是全局变量" 
def test():
    global name
    print(name) # 我是全局变量
    name = "我是全局变量，我被修改啦"
    print(name) # 我是全局变量，我被修改啦
test()
print(name) # 我是全局变量，我被修改啦

总结：当找不到代码块中的变量，就会到上一级中找该变量。当看到global 关键字，就要想到要重修赋值全局变量。如果没有global关键字，只能读取全局变量，无法重新赋值全局变量的值。

下面请注意

当全局变量为可变数据类型的时候，可在代码块中对全局变量进行修改(增，删，改)，但是不能对全局变量进行重新赋值，赋值的只是局部变量，除非用global 关键字进行声明为全局变量，此时才是赋值给全局变量

# 第六种 列表添加
NAME = ["tang","lao"]
def test():
    NAME.append('er')
    print(NAME) # ['tang', 'lao', 'er']
test()
print(NAME) # ['tang', 'lao', 'er']

# 第七种 列表删除
NAME = ["tang","lao",'er']
def test():
    NAME.remove('er')
    print(NAME) # ['tang', 'lao']
test()
print(NAME) # ['tang', 'lao']

# 第八种 列表修改
NAME = ["tang","lao",'er']
def test():
    NAME[0] = "chen"
    print(NAME) # ['chen', 'lao', 'er']
test()
print(NAME) # ['chen', 'lao', 'er']

# 第九种 字典 修改
NAME = {"name":"tang","age":18}
def test():
    NAME["name"] = "chen"
    print(NAME) # {'name': 'chen', 'age': 18}
test()
print(NAME) # {'name': 'chen', 'age': 18}

# 第九种 字典 添加
NAME = {"name":"tang","age":18}
def test():
    NAME["hobby"] = "girl"
    print(NAME) # {'name': 'tang', 'age': 18, 'hobby': 'girl'}
test()
print(NAME) # {'name': 'tang', 'age': 18, 'hobby': 'girl'}

# 第九种 字典 删除
NAME = {"name":"tang","age":18}
def test():
    del NAME["name"]
    print(NAME) # {'age': 18}
test()
print(NAME) # {'age': 18}

# 没有global 赋值
NAME = {"name":"tang","age":18}
def test():
    NAME = {'a':1,'b':2}
    print(NAME) # {'a': 1, 'b': 2}
test()
print(NAME) # {'name': 'tang', 'age': 18}

# 有global 赋值
NAME = {"name":"tang","age":18}
def test():
    global NAME
    NAME = {'a':1,'b':2}
    print(NAME) # {'a': 1, 'b': 2}
test()
print(NAME) # {'a': 1, 'b': 2}

 一个错误的特例

__author__ = "Tang"

# 错误的例子     报错
# NAME = ['tang','lao','er']
# def test():
#     NAME = "chen"
#     global NAME
#     print(NAME)
# test()
# print(NAME)

# 改正
NAME = "tang"
def test():
    global NAME # 我是声明 我要在 NAME 其他操作的前面
    NAME = "chen"
    print(NAME) # chen
test()
print(NAME) # chen

总结：声明要在其他操作的前面，不然会报错。。。。。。

为了防止错误，全局变量大写，局部变量小写，可以防止编程出现没必要的错误

函数嵌套

__author__ = "Tang"

# 函数嵌套
NAME = "全局"
def yeye():
    name = "爷爷级别"
    print(name)
    def fu():
        name =  "父级别"
        print(name)
        def zi():
            name = "子级别"
            print(name)
            def sunzi():
                name = "孙子级别"
                print(name)
            sunzi()
        zi()
    fu()
yeye()
print(NAME)

"""
爷爷级别
父级别
子级别
孙子级别
全局
"""

再来一个，请仔细看

name = "A"

def test():
    name = "B"
    def test_test():
        global name
        name = "C"
    test_test()
    print(name) # B
print(name) #  A
test()
print(name) # C

关键字 nonlocal 声明上一级的变量

name = "A"

def test():
    name = "B"
    def test_test():
        nonlocal name # nonlocal,指定上一级变量
        name = "C"
    test_test()
    print(name) # C
print(name) #  A
test()
print(name) # A

nonlocal 只能使用于两级或多级函数嵌套，一级嵌套会导致程序报错，下面请看一个错误的示例

name = "A"
def test():
    nonlocal name # 报错
    name = "C"
    print(name)
print(name)
test()
print(name)

函数声明与调用的顺序

函数即变量，调用函数前需先声明

# 第一种情况
def foo():
    print("foo")
    bar()

def bar():
    print("bar")
foo()

下面看一个错误的例子

# 第二种情况 报错的例子
def foo():
    print("foo")
    bar()

foo()
def bar():
    print("bar")

 函数递归

1.  必须有一个明确的结束条件（if 判断）return结束
2. 每次进入更深一层递归时，问题规模相比上一次递归都应有所减少

 

__author__ = "Tang"

def calc(n):
    print(n)
    if int(n / 2) ==0:
        return n
    res = calc(int(n/2))
    print("****",res)
    return res
n = calc(10)
print(n)
"""
10
5
2
1
**** 1
**** 1
**** 1
1
"""

递归代码练习：一个快速排序的例子

# coding:utf-8
def quick_sort(alist, first, last):
    """快速排序"""
    if first >= last:
        return
    mid_value = alist[first]
    low = first
    high = last
    while low < high:
        # high 左移
        while low < high and alist[high] >= mid_value:
            high -= 1
        alist[low] = alist[high]

        while low < high and alist[low] < mid_value:
            low += 1
        alist[high] = alist[low]
    # 循环退出时，满足条件low==high
    alist[low] = mid_value

    # 对low左边的列表执行快速排序
    quick_sort(alist, first, low-1)

    # 对low右边的列表排序
    quick_sort(alist, low+1, last)


if __name__ == "__main__":
    li = [54, 26, 93, 17, 77, 31, 44, 55, 20]
    print(li)
    quick_sort(li, 0, len(li)-1)
    print(li)

斐波那契数列

__author__ = "Tang"

# 斐波那契数列
a = 0
b = 1
while b < 1000:
    print(b,end=" ")
    a,b = b, a+b
# 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987

# 生成前20项
lis =[]
for i in range(20):
    if i ==0 or i ==1:# 第1,2项 都为1
        lis.append(1)
    else:
        lis.append(lis[i-2]+lis[i-1])# 从第3项开始每项值为前两项值之和
print(lis) # [1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610, 987, 1597, 2584, 4181, 6765]

# 递归实现
li = []
def test(a, b):
    if a > 1000 or b > 1000:
        return
    li.append(a)
    li.append(b)
    a = a + b
    b = a + b
    test(a, b)
test(1, 1)
print(li) # [1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610, 987]

 函数作用域相关练习

__author__ = "Tang"

"""函数的作用域相关练习"""

"""
寻找变量的顺序：当前函数里面寻找，如果找不到就往上一层函数找，实在找不到就找全局变量
函数的调用：函数名+ () 函数名即变量，只要取得函数地址就可以
"""

# 第一种
def foo():
    print("我是foo")
    def bar():
        print("我是bar")
    bar()
foo()
# bar() # 报错 不可以直接调用 记住：要想执行里面的，就要先执行外面的，想象盒子里面包含盒子，外面的盒子不拿掉，里面的也拿不出来
"""
我是foo
我是bar
"""

# 第二种
def foo():
    print("我是foo")
    def bar():
        print("我是bar")
    return bar
test = foo()
test() # 可以调用 test拿到bar函数的地址
"""
我是foo
我是bar
"""

# 第三种
def test():
    print("我是test")
print(test()) # 没有没有返回值 默认为None
"""
我是test
None
"""

# 第四种
def test():
    print("我是test")
    return 10
print(test())
"""
我是test
10
"""

# 第五种
name = "tang"
def foo():
    name = "chen"
    def bar():
        name = "li"
        print(name)
    return bar
a = foo()
print(a)
a()
"""
<function foo.<locals>.bar at 0x02FE0B28>
li
"""

# 第六种
name = "tang"
def foo():
    name = "chen"
    def bar():
        print(name)
    return bar
a = foo()
print(a)
a()
"""
<function foo.<locals>.bar at 0x00830B70>
chen
"""

# 第七种
name = "tang"
def foo():
    name = "chen"
    def bar():
        print(name)
    return bar
foo()()
"""
chen
"""

匿名函数 lambda

lambda x : x+1 一个简单的匿名函数

__author__ = "Tang"


def test(x):
    return x + 1
res = test(10)
print(res) # 11

#  匿名函数实现上面函数
func = lambda x:x+1
print(func(10)) # 11

下面通过一些简单的例子来加深匿名函数的理解

# 第一个
name = "tang"
def change_name(x):
    return x +"_sb"
res = change_name(name)
print(res) # tang_sb

res = lambda x:name+"_sb"
print(res(name)) # tang_sb
print(res("tang")) # tang_sb

res = lambda x:x+"_sb"
print(res(name)) # tang_sb
print(res("tang")) # tang_sb


# 第二个 传多个参数
func = lambda x,y,z:x+y+z
print(func(1,2,3)) # 6

# 第三个
name1 = "tang"
name2 = "lao"
name3 = "er"
x = lambda name1,name2,name3:"".join([name1,name2,name3])
print(x(name1,name2,name3)) # tanglaoer