# 第七章 函数基础
## 一、函数定义
### 1、为什么python需要使用函数？
- 如果你不使用函数，将会出现：代码冗余，复杂度增大，组织结构不够清晰，可读性差，可扩展性差等等，这些缺点却是函数的优点之处。
- 函数是带名字的代码块，用于完成具体的任务，要执行函数定义的特定任务，可调用该函数。在程序中多次执行同一项任务时，你无需反复编写该任务的代码，而而只需调用该任务的函数，让Python运行其中的代码。
- 通过使用函数，程序的编写、阅读、测试和修复都将会更容易。
### 2、定义函数
函数定义格式如下：
```python
def 函数名(参数):
pass
return 表达式
```
函数名命名规则：字母、数字和下划线组成，和变量命名规则一致。
pass在这里表示什么都没有，不执行任何操作。
return后面可以返回任何表达式，但不能是赋值语句；return后面没有返回值的话，默认None。
下面是一个打印问候语的简单函数，名为greet():
greet.py
```python
def greet(): #数代码块以 def 关键词开头，后接函数标识符名称和圆括号()
print('Hello!') #打印简单的问候语Hello
greet() #调用函数，表示去执行该函数
```
这个实例演示了最简单的函数结构。①处的代码行使用关键字def来告诉python你要定义一个函数，函数名为greet()，括号内可指定函数为完成任务需要带的参数信息，在这里，这个函数不需要任何信息就能完成其工作，因此括号是空的(括号是必不可少)。最后，定义以冒号结束。
紧跟在def greet():后面的所有缩进构成了函数体。②处是函数体内唯一一行代码，greet()函数只做一项工作，打印Hello!。
要使用这个函数，可调用它。如④处所示，由于这个函数不需要任何信息，以此调用它只需要输入greet()即可。运行以上代码便可得到结果：
---
Hello！
---
## 二、函数参数
### 1、什么是函数参数
函数能把具有独立功能的代码块组织成为一个小模块，在需要的时候调用，而函数的参数能增加函数的通用性，针对相同的数据处理逻辑，能够适应更多的数据。
在使用的过程中，参数有两种形式：形式参数和实际参数，可简单概括：
- 形参是定义函数的参数
- 实参是调用函数的参数
根据实际参数类型不同，将实际参数传递给形参的方式有两种：值传递和引用传递，在下一小节--形参和实参详细讲解。
### 2、形参和实参
形参：函数完成其工作所需的一项信息。即形式参数当作变量使用，进行需要的数据处理。可传多个形参，函数声明时的形参数量和调用函数时传入的实参数量要一致，声明的形参顺序和传入的实参顺序也要一致。
实参：调用函数时传递给函数的信息，即按照函数定义的参数顺序，把希望在函数内部处理的数据，通过参数传递。
将函数名为greet()的函数修改为，可以让函数不仅仅向用户显示Hello!，还可以灵活加入想加的username参数，要求这个函数被调用它时给username指定一个值。调用greet()时，可将名字传递给它，如下所示：
```python
def greet(username):
print("Hello,"+username+"!")
greet('jim')
```
执行该代码，结果为：
---
Hello,jim!
---
这个实例展示函数里实参和形参的含义。在greet('jim')中，将实参‘jim’传递给函数greet()，这个值被存储在形参username中。
值传递：实参为不可变对象，传递给形参后，形参的值改变，实参值不变。如fun（a），传递的只是a的值，没有影响a对象本身。比如在 fun（a）内部修改 a 的值，只是修改另一个复制的对象，不会影响 a 本身。
引用传递：实参为可变对象，传递给形参后，形参的值改变，实参值改变。如 fun（la），则是将 la 真正的传过去，修改后fun外部的la也会受影响。
---
注意：在第二、三章介绍的python的数据类型，字符串(strings), 元组(tuples), 和数列(numbers)是不可更改的对象，而列表(list),字典(dict)等则是可以修改的对象。
---
```python
def demo(st):
print(st)
st+=st
print(st)
end1='123'
demo(end1) #实参为字符串，是不可变对象，形参的值改变，实参值不变
print("函数调用后的end1:"+end1)
end2=[1,2,3]
demo(end2) #实参为列表，是可变对象，形参的值改变，实参值改变
print("函数调用后的end2:"+str(end2))
```
执行该代码，结果为：
---
123
123123
函数调用后的end1:123
[1, 2, 3]
[1, 2, 3, 1, 2, 3]
函数调用后的end2:[1, 2, 3, 1, 2, 3]
---
### 3、传递实参
函数的传递实参方式很多，可划分为：必备参数、关键字参数、默认参数、可变参数(不定长参数)、组合参数，总共5种。
#### 1）必备参数(位置参数)
调用函数时，Python必须将函数调用中的每个实参都关联到函数定义中的每个形参。所以，最简单的关联方式基于实参的顺序，这种关联方式被称为位置参数。位置参数要求实参的顺序和形参的顺序相同。
```python
def test(name,age):
print("My name is " +name+","+" I'm "+age+" years old today.")
test('Tom','18')
test('Jerry','16')
```
执行该代码，结果为：
---
My name is Tom, I'm 18 years old today.
My name is Jerry, I'm 16 years old today.
---
这个函数的定义表明，形参参数为：name和age，那么，在调用函数时，需要传递两个实参，而且是与形参顺序对应的实参，如果在这个函数调用时，实参是先指定age('18')，再指定name('Tom')，那么结果就会打印成：My name is 18, I'm Tom years old today.。这结果就不是正确的表达意义了。
调用函数多次是一种效率极高的工作方式。只需再调用函数，写入新的实参，就可以描述新的表意。
#### 2）、关键字参数
关键字参数要求每一个实参都由变量名和值组成，即直接在实参中将名称和值关联起来了，因此向函数传递实参时不会混淆。关键字实参让你无需考虑函数调用时的实参顺序，还清晰指出了函数调用中各个值的用途。
```python
def test(name,age):
print("My name is " +name+","+" I'm "+age+" years old today.")
test(name='Tom',age='18')
test(age='16',name='Jerry')
```
执行该代码，结果和位置参数的输出结果一样。那么，总结出关键字实参的顺序无关紧要，因为可以准确地指定函数定义的形参名。
#### 3）默认参数
函数定义时，可为参数设置一个默认值，在调用函数中形参提供了实参时，Python将使用指定的实参值；否则使用形参的默认值。所以，在形参给定默认值后，可在函数调用中省略相应的实参。使用默认参数可简化函数调用。
```python
#如果介绍的都是18岁的同学，就可将形参参数age默认值设置为'18'。
def test(name,age='18'):
print("My name is " +name+","+" I'm "+age+" years old today.")
test(name='Tom')
test(name='Jerry')
```
执行该代码，结果和以上两种传递参数的输出结果一样。
---
注意：使用默认值时，在形参列表中必须先列出没有默认值的形参，再列出有默认值的形参，这让Python依然能够正确解读位置实参。
---
#### 4）可变参数(不定长参数)
有时候，你预先不知道函数需要接受多少个实参，那么，可以传入一个可变参数，即不定长参数，这样，不管调用函数时给了多少个实参，都能够将他们统统收入囊中。
可变参数有两种形式：一种是*args,另一种是**kwargs。
*args：这种形式表示接受任意多个实际参数将其放到一个元组中。
**kwargs：这种形式表示接受任意多个实际参数将其放到一个字典中，类似关键字参数。
```python
#*args形式
def demo(*args):
print('我喜欢的城市：')
for i in args:
print(i)
demo('深圳','杭州','上海') #调用形式：可直接传一个tuple
city=['北京','广州','哈尔滨'] #也可以通过list或者tuple的变量传
demo(*city)
#**kwargs形式
def fun(name,age,**kwargs):
print("name:",name,"age:",age,"other:",kwargs)
fun('Tom',16,sex='male',job='teacher') #结合位置参数和不定长参数传递实参
def fun1(**kwargs):
print("name:age")
for i,j in kwargs.items():
print(i,':',j)
di={'Tom':23,'jin':12} #也可以通过字典变量传
fun1(**di)
```
执行该代码，结果为：
---
name: Tom age: 16 other: {'sex': 'male', 'job': 'teacher'}
name:age
Tom : 23
jin : 12
---
#### 5）组合参数
在Python中定义函数，可以用必选参数、默认参数、可变参数、关键字参数组合使用。但是注意，参数定义的顺序必须是：必备参数、默认参数、可变参数、关键字参数。
比如定义一个函数，包含上述若干种参数：
```python
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) #结果为：a = 1 b = 2 c = 0 args = () kw = {}
f1(1, 2, c=3) #结果为：a = 1 b = 2 c = 3 args = () kw = {}
f1(1, 2, 3, 'a', 'b') #结果为：a = 1 b = 2 c = 3 args = ('a', 'b') kw = {}
f1(1, 2, 3, 'a', 'b', x=99) #结果为：a = 1 b = 2 c = 3 args = ('a', 'b') kw = {'x': 99}
f2(1, 2, d=99, ext=None) #结果为：a = 1 b = 2 c = 0 d = 99 kw = {'ext': None}
args = (1, 2, 3, 4)
kw = {'d': 99, 'x': '#'}
f1(*args, **kw) #结果为：a = 1 b = 2 c = 3 args = (4,) kw = {'d': 99, 'x': '#'}
args = (1, 2, 3)
kw = {'d': 88, 'x': '#'}
f2(*args, **kw) #结果为：a = 1 b = 2 c = 3 d = 88 kw = {'x': '#'}
```
## 三、课堂练习
### 1、编写一个名为hobby()的函数，它创建一个描述人物的爱好的字典。这个函数应接受任务的名字，年龄和性别，并返回名字和爱好的字典。通过使用组合参数的形式展示这一章所学的传递参数的知识。
## 四、上一节课堂练习答案
### 1、打印9*9乘法口诀表
九九乘法表的阵型图片如下：
- 乘法表几行几列？
9*9
- 怎么打印横排和竖排？
横排： print('',end=' ')
竖排： print('')
- 那么如何同时打印横竖排？
观察第一张乘法表，第一行乘数都是1，被乘数就是1-9，可以理解为，当乘数都是1时，被乘数遍历1-9这九个数字。
```python
for i in range(1,10):
for j in range(1,10):
print('%s*%s=%s'%(j,i,i * j),end=' ')
print()
```
执行该代码，就能够得到第一张九九乘法表，那么，如何改为第二章典型的九九乘法表呢？观察，可看出，需要删除右上角那一半，都是乘数比被乘数大，可以根据这个条件进行判断。
```python
for i in range(1,10):
for j in range(1,10):
if j > i:
break
print("%s*%s=%s"%(j,i,j * i),end=' ')
print()
#条件判断还可以写成更简练的代码，可以私下查资料，还有很多大同小异的代码块也能实现九九乘法表。
for i in range(1,10):
for j in range(1,i+1):
print("%d*%d=%d"%(j ,i , j * i),end=' ' if j<i else '
')
```
### 2、打印range(31)除带7或是7的倍数的数以外的所有数，并注明奇数还是偶数。
- 7的倍数怎么确定：
i%7==0
- 带7的数怎么确定？
i//10==7
也可以将数值转换为字符串，通过判断'7'是否在这个字符串里面
```python
for i in range(31):
if i%10==7 or i%7==0:
continue
else:
result = str(i)+'是偶数' if i % 2 == 0 else str(i)+'是奇数'
print(result)
```