函数是组织好的,可重复使用的,用来实现单一,或相关联功能的代码段。
函数能提高应用的模块性,和代码的重复利用率。你已经知道Python提供了许多内建函数,比如print()。但你也可以自己创建函数,这被叫做用户自定义函数。
定义一个函数
你可以定义一个由自己想要功能的函数,以下是简单的规则:
函数代码块以 def 关键词开头,后接函数标识符名称和圆括号 ()。
任何传入参数和自变量必须放在圆括号中间,圆括号之间可以用于定义参数。
函数的第一行语句可以选择性地使用文档字符串—用于存放函数说明。
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。
语法
Python 定义函数使用 def 关键字,一般格式如下:
def函数名(参数列表): 函数体
默认情况下,参数值和参数名称是按函数声明中定义的顺序匹配起来的。
实例
让我们使用函数来输出"Hello World!":
>>>defhello(): print("Hello World!")>>> hello()Hello World!>>>
更复杂点的应用,函数中带上参数变量:
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3 # 计算面积函数defarea(width, height):returnwidth * heightdefprint_welcome(name):print("Welcome", name) print_welcome("Runoob")w =4h =5print("width =", w," height =", h," area =", area(w, h))
以上实例输出结果:
Welcome Runoobwidth = 4 height = 5 area = 20
函数调用
定义一个函数:给了函数一个名称,指定了函数里包含的参数,和代码块结构。
这个函数的基本结构完成以后,你可以通过另一个函数调用执行,也可以直接从 Python 命令提示符执行。
如下实例调用了 printme() 函数:
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3 # 定义函数defprintme( str ):# 打印任何传入的字符串 print(str)return# 调用函数printme("我要调用用户自定义函数!")printme("再次调用同一函数")
以上实例输出结果:
我要调用用户自定义函数!再次调用同一函数
参数传递
在 python 中,类型属于对象,变量是没有类型的:
a=[1,2,3]a="Runoob"
以上代码中,[1,2,3] 是 List 类型,"Runoob" 是 String 类型,而变量 a 是没有类型,她仅仅是一个对象的引用(一个指针),可以是指向 List 类型对象,也可以是指向 String 类型对象。
可更改(mutable)与不可更改(immutable)对象
在 python 中,strings, tuples, 和 numbers 是不可更改的对象,而 list,dict 等则是可以修改的对象。
不可变类型:变量赋值 a=5 后再赋值 a=10,这里实际是新生成一个 int 值对象 10,再让 a 指向它,而 5 被丢弃,不是改变a的值,相当于新生成了a。
可变类型:变量赋值 la=[1,2,3,4] 后再赋值 la[2]=5 则是将 list la 的第三个元素值更改,本身la没有动,只是其内部的一部分值被修改了。
python 函数的参数传递:
不可变类型:类似 c++ 的值传递,如 整数、字符串、元组。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。
可变类型:类似 c++ 的引用传递,如 列表,字典。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
python 中一切都是对象,严格意义我们不能说值传递还是引用传递,我们应该说传不可变对象和传可变对象。
python 传不可变对象实例
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3 defChangeInt( a ):a =10b =2ChangeInt(b)print( b )# 结果是 2
实例中有 int 对象 2,指向它的变量是 b,在传递给 ChangeInt 函数时,按传值的方式复制了变量 b,a 和 b 都指向了同一个 Int 对象,在 a=10 时,则新生成一个 int 值对象 10,并让 a 指向它。
传可变对象实例
可变对象在函数里修改了参数,那么在调用这个函数的函数里,原始的参数也被改变了。例如:
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3# 可写函数说明defchangeme( mylist ):"修改传入的列表"mylist.append([1,2,3,4])print("函数内取值: ", mylist)return# 调用changeme函数mylist = [10,20,30]changeme( mylist )print("函数外取值: ", mylist)
传入函数的和在末尾添加新内容的对象用的是同一个引用。故输出结果如下:
函数内取值:[10, 20, 30,[1, 2, 3, 4]]函数外取值:[10, 20, 30,[1, 2, 3, 4]]
参数
以下是调用函数时可使用的正式参数类型:
必需参数
关键字参数
默认参数
不定长参数
必需参数
必需参数须以正确的顺序传入函数。调用时的数量必须和声明时的一样。
调用printme()函数,你必须传入一个参数,不然会出现语法错误:
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3 #可写函数说明defprintme( str ):"打印任何传入的字符串"print(str)return#调用printme函数printme()
以上实例输出结果:
Traceback (most recentcalllast):File"test.py", line10,in printme()TypeError: printme()missing1requiredpositional argument:'str'
关键字参数
关键字参数和函数调用关系紧密,函数调用使用关键字参数来确定传入的参数值。
使用关键字参数允许函数调用时参数的顺序与声明时不一致,因为 Python 解释器能够用参数名匹配参数值。
以下实例在函数 printme() 调用时使用参数名:
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3 #可写函数说明def printme(str):"打印任何传入的字符串"print(str)return#调用printme函数printme(str="菜鸟教程")
以上实例输出结果:
菜鸟教程
以下实例中演示了函数参数的使用不需要使用指定顺序:
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3 #可写函数说明def printinfo( name, age ):"打印任何传入的字符串"print("名字: ", name)print("年龄: ", age) return#调用printinfo函数printinfo(age=50,name="runoob")
以上实例输出结果:
名字: runoob年龄: 50
默认参数
调用函数时,如果没有传递参数,则会使用默认参数。以下实例中如果没有传入 age 参数,则使用默认值:
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3 #可写函数说明def printinfo( name, age = 35 ):"打印任何传入的字符串"print("名字: ", name)print("年龄: ", age) return#调用printinfo函数printinfo(age=50,name="runoob")print("------------------------")printinfo(name="runoob")
以上实例输出结果:
名字: runoob年龄: 50------------------------名字: runoob年龄: 35
不定长参数
你可能需要一个函数能处理比当初声明时更多的参数。这些参数叫做不定长参数,和上述 2 种参数不同,声明时不会命名。基本语法如下:
deffunctionname([formal_args,] *var_args_tuple ):"函数_文档字符串"function_suitereturn[expression]
加了星号 * 的参数会以元组(tuple)的形式导入,存放所有未命名的变量参数。
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3# 可写函数说明defprintinfo( arg1, *vartuple ):"打印任何传入的参数"print("输出: ")print(arg1)print(vartuple)# 调用printinfo 函数printinfo(70,60,50)
以上实例输出结果:
输出:70(60, 50)
如果在函数调用时没有指定参数,它就是一个空元组。我们也可以不向函数传递未命名的变量。如下实例:
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3 # 可写函数说明defprintinfo( arg1, *vartuple ):"打印任何传入的参数"print("输出: ")print(arg1)forvarinvartuple:print(var)return# 调用printinfo 函数printinfo(10)printinfo(70,60,50)
以上实例输出结果:
输出:10输出:706050
还有一种就是参数带两个星号 **基本语法如下:
deffunctionname([formal_args,] **var_args_dict ):"函数_文档字符串"function_suitereturn[expression]
加了两个星号 ** 的参数会以字典的形式导入。
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3# 可写函数说明def printinfo( arg1, **vardict ):"打印任何传入的参数"print("输出: ")print(arg1)print(vardict)# 调用printinfo 函数printinfo(1,a=2,b=3)
以上实例输出结果:
输出:1{'a':2,'b':3}
声明函数时,参数中星号 * 可以单独出现,例如:
deff(a,b,*,c):returna+b+c
如果单独出现星号 * 后的参数必须用关键字传入。
>>>deff(a,b,*,c):... return a+b+c...>>> f(1,2,3)# 报错Traceback (most recent call last): File"<stdin>", line1,inTypeError:f() takes2positional arguments but3were given>>> f(1,2,c=3)# 正常6>>>
匿名函数
python 使用 lambda 来创建匿名函数。
所谓匿名,意即不再使用 def 语句这样标准的形式定义一个函数。
lambda 只是一个表达式,函数体比 def 简单很多。
lambda的主体是一个表达式,而不是一个代码块。仅仅能在lambda表达式中封装有限的逻辑进去。
lambda 函数拥有自己的命名空间,且不能访问自己参数列表之外或全局命名空间里的参数。
虽然lambda函数看起来只能写一行,却不等同于C或C++的内联函数,后者的目的是调用小函数时不占用栈内存从而增加运行效率。
语法
lambda 函数的语法只包含一个语句,如下:
lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression
如下实例:
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3 # 可写函数说明sum=lambdaarg1, arg2: arg1 + arg2 # 调用sum函数print("相加后的值为 : ",sum(10,20))print("相加后的值为 : ",sum(20,20))
以上实例输出结果:
相加后的值为 : 30相加后的值为 : 40
return语句
return [表达式] 语句用于退出函数,选择性地向调用方返回一个表达式。不带参数值的return语句返回None。之前的例子都没有示范如何返回数值,以下实例演示了 return 语句的用法:
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3# 可写函数说明defsum( arg1, arg2 ): # 返回2个参数的和."total= arg1 + arg2print("函数内 : ",total)returntotal# 调用sum函数total=sum( 10, 20 )print("函数外 : ",total)
以上实例输出结果:
函数内 : 30函数外 : 30
变量作用域
Python 中,程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的,访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的。
变量的作用域决定了在哪一部分程序可以访问哪个特定的变量名称。Python的作用域一共有4种,分别是:
L (Local) 局部作用域
E (Enclosing) 闭包函数外的函数中
G (Global) 全局作用域
B (Built-in) 内置作用域(内置函数所在模块的范围)
以 L –> E –> G –>B 的规则查找,即:在局部找不到,便会去局部外的局部找(例如闭包),再找不到就会去全局找,再者去内置中找。
g_count =0# 全局作用域defouter(): o_count =1# 闭包函数外的函数中definner(): i_count =2# 局部作用域
内置作用域是通过一个名为 builtin 的标准模块来实现的,但是这个变量名自身并没有放入内置作用域内,所以必须导入这个文件才能够使用它。在Python3.0中,可以使用以下的代码来查看到底预定义了哪些变量:
>>> import builtins>>> dir(builtins)
Python 中只有模块(module),类(class)以及函数(def、lambda)才会引入新的作用域,其它的代码块(如 if/elif/else/、try/except、for/while等)是不会引入新的作用域的,也就是说这些语句内定义的变量,外部也可以访问,如下代码:
>>> ifTrue:... msg ='I am from Runoob'... >>> msg'I am from Runoob'>>>
实例中 msg 变量定义在 if 语句块中,但外部还是可以访问的。
如果将 msg 定义在函数中,则它就是局部变量,外部不能访问:
>>>deftest():... msg_inner ='I am from Runoob'...>>> msg_innerTraceback (most recent call last): File"<stdin>", line1,inNameError:name'msg_inner'isnotdefined>>>
从报错的信息上看,说明了 msg_inner 未定义,无法使用,因为它是局部变量,只有在函数内可以使用。
全局变量和局部变量
定义在函数内部的变量拥有一个局部作用域,定义在函数外的拥有全局作用域。
局部变量只能在其被声明的函数内部访问,而全局变量可以在整个程序范围内访问。调用函数时,所有在函数内声明的变量名称都将被加入到作用域中。如下实例:
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3total =0# 这是一个全局变量# 可写函数说明defsum( arg1, arg2 ):#返回2个参数的和."total = arg1 + arg2# total在这里是局部变量.print("函数内是局部变量 : ", total)returntotal#调用sum函数sum(10,20)print("函数外是全局变量 : ", total)
以上实例输出结果:
函数内是局部变量 : 30
函数外是全局变量 : 0
global 和 nonlocal关键字
当内部作用域想修改外部作用域的变量时,就要用到global和nonlocal关键字了。
以下实例修改全局变量 num:
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3num=1def fun1(): globalnum# 需要使用 global 关键字声明print(num)num=123print(num) fun1()print(num)
以上实例输出结果:
1123123
如果要修改嵌套作用域(enclosing 作用域,外层非全局作用域)中的变量则需要 nonlocal 关键字了,如下实例:
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3defouter():num =10definner():nonlocalnum# nonlocal关键字声明num =100print(num) inner() print(num)outer()
以上实例输出结果:
100100
另外有一种特殊情况,假设下面这段代码被运行:
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3a =10def test(): a = a +1print(a)test()
以上程序执行,报错信息如下:
Traceback (most recentcalllast):File"test.py", line7,intest()File"test.py", line5,intesta = a +1UnboundLocalError:localvariable'a'referencedbeforeassignment
错误信息为局部作用域引用错误,因为 test 函数中的 a 使用的是局部,未定义,无法修改。
修改 a 为全局变量,通过函数参数传递,可以正常执行输出结果为:
实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3a=10def test(a):a=a+1print(a)test(a)
执行输出结果为:
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