1 函数的定义
1.1 函数
使用函数可以参照Python的官方说明文档
常用的两个方法 abs和max, 分别表示取绝对值和最大值
常用的类型转换函数有
int()
float()
str()
bool()
其中bool()的使用范例如下
>>> bool(1)
True
>>> bool('')
False
1.2 函数的实质
函数的实质就是一个函数对象的引用, 所以完全可以把这个函数名给一个变量,相当于给这个函数取了一个别名
>>> a = abs # 变量a指向abs函数
>>> a(-1) # 所以也可以通过a调用abs函数
1
1.3 定义函数
定义方法:
def 函数名(参数列表):
函数体
return
def my_abs(x):
if x >= 0:
return x
else:
return -x
其中一定要注意, 函数体要写在缩进里面
当没有return语句的时候, 函数执行完毕之后也会返回结果, 不过该结果为None
return None就可以直接简写为 return
1.4 空函数
有的时候在函数体里并不需要执行什么操作的时候, 可以用pass来表示
def nop():
pass
1.5 类型检查
函数在执行方法体之前, 应该先检查一下传入的参数是否符合类型要求, 增加函数的健壮性
检查类型有一个方法 isinstance()
isinstance(检验的变量, (允许的类型, 允许的类型))
def my_abs(x):
if not isinstance(x, (int, float)):
raise TypeError('bad operand type')
if x >= 0:
return x
else:
return -x
如果变脸在类型列表中, 则返回True, 否则返回False
1.6 函数的返回值
函数的返回值可以是一个, 也可以是多个, 多个的时候实际上是tuple类型
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
>>> r = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
>>> print(r)
(151.96152422706632, 70.0)
2 函数的参数
2.1 位置参数
位置参数表示调用的时候通过定义的参数位置来传递参数
例如定义一个xn的函数
def power(x, n):
s = 1
while n > 0:
n = n - 1
s = s * x
return s
其中x, n都是位置函数
2.2 默认参数
默认参数就是, 该参数允许不传入参数值, 该值使用默认的值
例如上述的xn的函数常用的是x2的函数, 可以定义成
def power(x, n=2):
s = 1
while n > 0:
n = n - 1
s = s * x
return s
注意: 默认参数要放在必选参数之后
注意2:默认参数的默认值最好不要设为可变的
默认参数的默认值是在函数定义的时候创建的, 如果默认参数的值给定的是一个可变的变量, 则返回的结果会不正确.
例如
def add_end(L=[]):
L.append('END')
return L
>>> add_end()
['END']
>>> add_end()
['END', 'END']
>>> add_end()
['END', 'END', 'END']
上述的函数还可以通过修改函数定义来解决
解决的方法的核心思想是, 将默认的可变参数改为不可变参数, 需要用的可变参数放在函数体内
def add_end(L=None):
if L is None:
L = []
L.append('END')
return L
2.3 可变参数
在定义参数的时候在形参前面加上*就表示定义了可变参数
在调用的时候只需要将任意多少的参数放入参数列表就可以了, 相应的参数会被装配成tuple
如果调用的时候有一个list或者tuple, 此时可以在传入的时候前面加上*传入参数
例如
def calc(*numbers):
sum = 0
for n in numbers:
sum = sum + n * n
return sum
>>> calc(1, 2)
5
>>> calc()
0
>>> calc(1, 2, 3, 4, 5)
55
>>>nums = [1, 2, 3]
>>>calc(*nums)
14
2.4 关键字参数
关键参数是在调用时可以传入任意多的参数, 函数定义时用**表示
这些参数会被自动组装为一个dict
和可变参数类似, 当传入的本身就是一个dict时, 可以用加上**来传入
例如
def person(name, age, **kw):
print('name:', name, 'age:', age, 'other:', kw)
>>> person('Michael', 30)
name: Michael age: 30 other: {}
>>> person('Bob', 35, city='Beijing')
name: Bob age: 35 other: {'city': 'Beijing'}
>>> person('Adam', 45, gender='M', job='Engineer')
name: Adam age: 45 other: {'gender': 'M', 'job': 'Engineer'}
>>> extra = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
>>> person('Jack', 24, **extra)
name: Jack age: 24 other: {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
2.5 命名关键字参数
命令关键字参数, 主要是在调用的时候需要输入参数名字
如果没有设置默认值, 则命名关键字需要都传入, 不能像关键字参数那样想输入就输入
作用
限制传入的参数的名字
定义方式1
def person(name, age, *, city, job):
print(name, age, city, job)
此时city和job就是命名关键字参数, 主要是位置参数与命名关键字参数用*隔开
定义方式2
def person(name, age, *args, city, job):
print(name, age, args, city, job)
此时的*args表示可变参数
定义方式3
def person(name, age, *, city='Beijing', job):
print(name, age, city, job)
此时设置了city默认值为Beijing
之所以叫做命名关键字参数, 它实际上与关键字参数有一定的关系
在调用的时候, 关键字参数和命名关键字参数都是输入键值对 (参数名=参数值)
2.6 总结
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。
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)
>>> f1(1, 2)
a = 1 b = 2 c = 0 args = () kw = {}
>>> f1(1, 2, c=3)
a = 1 b = 2 c = 3 args = () kw = {}
>>> f1(1, 2, 3, 'a', 'b')
a = 1 b = 2 c = 3 args = ('a', 'b') kw = {}
>>> f1(1, 2, 3, 'a', 'b', x=99)
a = 1 b = 2 c = 3 args = ('a', 'b') kw = {'x': 99}
>>> f2(1, 2, d=99, ext=None)
a = 1 b = 2 c = 0 d = 99 kw = {'ext': None}
>>> args = (1, 2, 3, 4)
>>> kw = {'d': 99, 'x': '#'}
>>> f1(*args, **kw)
a = 1 b = 2 c = 3 args = (4,) kw = {'d': 99, 'x': '#'}
>>> args = (1, 2, 3)
>>> kw = {'d': 88, 'x': '#'}
>>> f2(*args, **kw)
a = 1 b = 2 c = 3 d = 88 kw = {'x': '#'}
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
总结2:要注意定义可变参数和关键字参数的语法
*args是可变参数，args接收的是一个tuple
**kw是关键字参数，kw接收的是一个dict
总结3:以及调用函数时如何传入可变参数和关键字参数的语法
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))
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})
3 递归函数
递归函数就是, 一个函数在内部运行的时候调用自己本身
例如计算n!的函数
def fact(n):
if n==1:
return 1
return n * fact(n - 1)
实际执行的过程如
===> fact(5)
===> 5 * fact(4)
===> 5 * (4 * fact(3))
===> 5 * (4 * (3 * fact(2)))
===> 5 * (4 * (3 * (2 * fact(1))))
===> 5 * (4 * (3 * (2 * 1)))
===> 5 * (4 * (3 * 2))
===> 5 * (4 * 6)
===> 5 * 24
===> 120
理论上, 所有得递归函数都可以写成循环的方式
在使用递归函数的时候, 要注意递归的层数不能太多,否则容易造成栈溢出
解决栈溢出的方法就是使用 尾递归 的方式
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。
def fact(n):
return fact_iter(n, 1)
def fact_iter(num, product):
if num == 1:
return product
return fact_iter(num - 1, num * product)
具体执行如下
fact(1)===>fact_iter(1, 1)===>1
fact(2)===>fact_iter(2, 1)===>fact_iter(1, 2*1)
fact(3)===>fact_iter(3, 1)===>fact_iter(2, 3*1)===>fact_iter(1, 2*3*1)
fact(4)===>fact_iter(4, 1)===>fact_iter(3, 4*1)===>fact_iter(2, 3*4*1)===>fact_iter(1, 2*3*4*1)
===> fact_iter(5, 1)
===> fact_iter(4, 5)
===> fact_iter(3, 20)
===> fact_iter(2, 60)
===> fact_iter(1, 120)
===> 120