Python学习5

函数

调用函数

要调用一个函数，需要知道函数的名称和参数，比如求绝对值的函数abs，只有一个参数

a=abs(-122)
print(a)
122

调用函数的时候，如果传入的参数数量不对，会报TypeError的错误，并且Python会明确地告诉你：abs()有且仅有1个参数，但给出了两个：

a=abs(-122,2)
print(a)
TypeError: abs() takes exactly one argument (2 given)


而max函数max()可以接收任意多个参数，并返回最大的那个：

a=max(1,3,5,67)
print(a)
67

数据类型转换
Python内置的常用函数还包括数据类型转换函数，比如int()函数可以把其他数据类型转换为整数：

a=int(12.33)
print(a)
12


定义函数

在Python中，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
任何传入参数必须放在圆括号中间，关于这个参数的规矩嘛：
 1、在调用函数时，对函数进行参数传递必须与函数声明时的参数列表对应。
 2、函数声明时可以声明默认参数，在函数调用时如果没有对默认参数进行传值，这默认参数使用预设值，默认参数要放在参数列表最右侧
 3、函数外传参的参数数据类型须一一对应（有些可以强转，碧如float转int） 
 4、参数类型多种多样，并不局限于常见的int、float、str等参数类型，也可以传类对象等 函数内容以冒号起始，并且缩进。 
return [表达式] 结束函数，选择性地返回一个值给调用方。不带表达式的return相当于返回 None。 

以自定义一个abs函数为例：

def my_abs(a):
    if a >=0:
        return a
    else:
        return -a
print(my_abs(-56))
56


例：

def animal(animal1,animal2):
    print('Look,there is a ' +animal1)
    print('Look,here is a ' +animal2)
animal('tiger','lion')
def action(action1,action2):
    print('He is ' +action1)
    print('She is ' +action2)
action('swimming','sleeping')

Look,there is a tiger
Look,here is a lion
He is swimming
She is sleeping

空函数

如果想定义一个什么事也不做的空函数，可以用pass语句：

def nop():
    pass

pass语句什么都不做，那有什么用？实际上pass可以用来作为占位符，比如现在还没想好怎么写函数的代码，就可以先放一个pass，让代码能运行起来


参数检查

当传入了不恰当的参数时，内置函数abs会检查出参数错误，而我们定义的my_abs没有参数检查，会导致if语句出错，出错信息和abs不一样。所以，这个函数定义不够完善。

让我们修改一下my_abs的定义，对参数类型做检查，只允许整数和浮点数类型的参数。数据类型检查可以用内置函数isinstance()实现：

def my_abs(a):

if not isinstance(a,(float,int)):
    raise TypeError('类型错误')

    if a >=0:
        return a
    else:
        return -a
print(my_abs('a'))

File "D:/python/project/text.py", line 204, in my_abs
raise TypeError('类型错误')
TypeError: 类型错误

返回多个值

import math

def move(x, y, step, angle=0):
    nx = x + step * math.cos(angle)
    ny = y - step * math.sin(angle)
    return nx, ny
x, y = move(100, 100, 60, math.pi / 6)

print(x,y)

151.96152422706632 70.0


原来返回值是一个tuple！但是，在语法上，返回一个tuple可以省略括号，而多个变量可以同时接收一个tuple，按位置赋给对应的值，
所以，Python的函数返回多值其实就是返回一个tuple，但写起来更方便。

例子：

请定义一个函数quadratic(a, b, c)，接收3个参数，返回一元二次方程 ax^2+bx+c=0ax2+bx+c=0 的两个解。

# import math
# def quadratic(a,b,c):
#     return (-b+math.sqrt(b**2-4*a*c))/(2*a),(-b-math.sqrt(b**2-4*a*c))/(2*a)
# print(quadratic(1,3,-4)) 

函数的参数

位置参数

我们先写一个计算x2的函数：

def power(x):
    return x * x

对于power(x)函数，参数x就是一个位置参数。

当我们调用power函数时，必须传入有且仅有的一个参数x：

>>> power(5)
25
>>> power(15)
225

现在，如果我们要计算x3怎么办？可以再定义一个power3函数，但是如果要计算x4、x5……怎么办？我们不可能定义无限多个函数。

可以把power(x)修改为power(x, n)，用来计算xn 

def power(x, n):
    s = 1
    while n > 0:
        n = n - 1
        s = s * x
    return s

对于这个修改后的power(x, n)函数，可以计算任意n次方：

>>> power(5, 2)
25
>>> power(5, 3)
125

修改后的power(x, n)函数有两个参数：x和n，这两个参数都是位置参数，调用函数时，传入的两个值按照位置顺序依次赋给参数x和n

默认参数

由于我们经常使用x2，所以我们可以把n的默认值设置为2

def power(x, n=2):
    s = 1
    while n > 0:
        n = n - 1
        s = s * x
    return s

这样，当我们调用power(5)时，相当于调用power(5, 2)：

>>> power(5)
25
>>> power(5, 2)
25



设置默认参数时，需要注意一下两点：

一是必选参数在前，默认参数在后，否则Python的解释器会报错
二是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。


默认函数如使用不当，也会掉坑里：

先定义一个函数，传入一个list，添加一个END再返回：

def add_end(L=[]):
    L.append('END')
    return L

当你正常调用时，结果似乎不错：

>>> add_end([1, 2, 3])
[1, 2, 3, 'END']
>>> add_end(['x', 'y', 'z'])
['x', 'y', 'z', 'END']

当你使用默认参数调用时，一开始结果也是对的：

>>> add_end()
['END']

但是，再次调用add_end()时，结果就不对了：

>>> add_end()
['END', 'END']
>>> add_end()
['END', 'END', 'END']

原因解释如下：

Python函数在定义的时候，默认参数L的值就被计算出来了，即[]，因为默认参数L也是一个变量，它指向对象[]，每次调用该函数，

如果改变了L的内容，则下次调用时，默认参数的内容就变了，不再是函数定义时的[]了。

*     定义默认参数需要注意一点：默认参数必须指向不变对象！！！

要修改上面的例子，我们可以用None这个不变对象来实现：

def add_end(L=None):
    if L is None:
        L = []
    L.append('END')
    return L

现在，无论调用多少次，都不会有问题：

>>> add_end()
['END']
>>> add_end()
['END']



可变参数，关键词参数，命名关键字参数 见：
https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1016959663602400/1017261630425888

 

参数组合

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。

但是请注意，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。

例题：

以下函数允许计算两个数的乘积，请稍加改造，变成可接收一个或多个数并计算乘积：

# def demo(*num):
#     if len(num)==0:
#         return 'error'
#     n=1
#     for i in num:
#         n=n*i
#     return n
# print(demo(2,5,4,16,45))

28800

 递归函数

在函数内部，可以调用其他函数。如果一个函数在内部调用自身本身，这个函数就是递归函数。

举个例子，我们来计算阶乘n! = 1 x 2 x 3 x ... x n，用函数fact(n)表示，可以看出：

fact(n)=n!=1 imes2 imes3 imescdotcdotcdot imes(n-1) imes n=(n-1)! imes n=fact(n-1) imes nfact(n)=n!=1×2×3×⋅⋅⋅×(n−1)×n=(n−1)!×n=fact(n−1)×n

所以，fact(n)可以表示为n x fact(n-1)，只有n=1时需要特殊处理。

于是，fact(n)用递归的方式写出来就是：

def fact(n):
    if n==1:
        return 1
    return n * fact(n-1)
print(fact(5))

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。

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。