Python急速入门——（第九章：函数）

1.函数的创建和调用

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1.什么是函数？

函数就是执行特定任务以完成特定功能的一段代码。

2.为什么需要函数？

• 复用代码
• 隐藏实现细节
• 提高可维护性
• 提高可读性便于调试

3.函数的创建：

例：写一个加法函数

def calc(a, b):
    c = a + b
    return c

result = calc(10, 20)
print(result)

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2.函数的参数传递

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2.1位置实参，关键字实参

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位置实参：根据形参对应的位置进行实参传递。

关键字实参：根据形参名称进行实参传递。

代码演示：

def calc(a, b):     # a,b 称为形式参数，简称形参，形参的位置在函数的定义处
    c = a + b
    return c

result = calc(10, 20)   # 10,20 称为实际参数的值，简称实参
print(result)

result = calc(b=10, a=20)   # =左侧的变量，称为关键字参数
print(result)

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2.2函数参数传递的内存分析

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看一段代码：

def fun(arg1, arg2):
    print('arg1', arg1)
    print('arg2', arg2)
    arg1=100
    arg2.append(10)
    print('arg1', arg1)
    print('arg2', arg2)
    #return

n1=11
n2=[22, 33, 44]
print('n1', n1)
print('n2', n2)
fun(n1, n2)     
print('-------------------------')
print('n1', n1)
print('n2', n2)

输出：

n1 11
n2 [22, 33, 44]
arg1 11
arg2 [22, 33, 44]
arg1 100
arg2 [22, 33, 44, 10]
-------------------------
n1 11
n2 [22, 33, 44, 10]

我们来分析一下内存：

调用函数，执行完arg1=100和arg2.append(10)这两段代码后：

arg1指向新的空间100，并不会影响n1；arg2还是指向原来的列表，列表元素增加一个10，影响n2。

整个函数执行完后arg1，arg2销毁：

可以发现：

1. 使用位置传递，函数的形参名和实参名可以是不一样的。
2. 如果是不可变对象， 在函数体内的修改不会影响实参的值。如：arg1的修改为100，不会影响n1的值。
3. 如果是可变对象，在函数体的的修改会影响到实参的值。如：arg2的修改，append(10)，会影响到n2的值。

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3.函数的返回值

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函数的返回值：

1. 如果函数没有返回值（函数执行完毕之后，不需要给调用处提供数据） return可以省略不写。

def fun1():
    print('hello')
    # return

2. 函数的返回值，如果是1个，直接返回类型。

 def fun2():
    return 'hello'

3. 函数的返回值，如果是多个，返回的结果为元组。

def fun(num):
    odd = []  # 存奇数
    even = []  # 存偶数
    for i in num:
        if i % 2:
            odd.append(i)
        else:
            even.append(i)
    return odd, even

# 函数的调用
lst = [10, 29, 34, 23, 44, 53, 55]
print(fun(lst))

输出：

([29, 23, 53, 55], [10, 34, 44])

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4.函数的参数定义

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4.1缺省参数

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函数定义时，给形参设置默认值，只有与默认值不符的时候才需要传递实参。（缺省值只能从右向左给）

def fun(a, b=10):   # b为缺省参数
    print(a, b)

#函数的调用
fun(100)            # 只传一个参数，b 为默认值
fun(20, 30)         # 传两个参数，30将替换默认值10

输出：

100 10
20 30

我们其实一直在用缺省参数，来查看一下print()函数的源码定义：

这里我们先只看一个参数end，它的作用是给末尾传递一个字符串，缺省值是\n回车符。所以我们平时只写一句print()就能起到换行的作用。我们还可以显示传参：

print('hello', end='\t')
print('world')

输出：

hello	world

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4.2个数可变的形参

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1.个数可变的位置形参

定义函数时，可能无法事先确定传递的位置实参的个数时，就需要使用可变的位置参数；使用*定义个数可变的位置形参，结果为一个元组。

def fun(*args):  # 函数定义时的 个数可变的位置形数
    print(args)
    # print(args[0])

fun(10)
fun(10, 30)
fun(30, 405, 50)

输出：

(10,)
(10, 30)
(30, 405, 50)

2.个数可变的关键字形参

定义函数时，无法事先确定传递的关键字实参的个数时，可以使用可变的关键字形参；使用**定义个数可变的关键字形参，结果为一个字典。

def fun1(**args):	# 函数定义时的，个数可变的关键字形参
    print(args)

fun1(a=10)
fun1(a=20, b=30, c=40)	# 关键字实参

输出：

{'a': 10}
{'a': 20, 'b': 30, 'c': 40}

3.print中个数可变的位置形参

可以看到，print()函数中有一个个数可变的位置形参，所以我们可以用print()输出多个字符串：

print('hello', 'world', 'java')

4.注意：

1）一个函数中，个数可变的位置参数只能有1个。
2）一个函数中，个数可变的关键字参数只能有1个。

def fun2(*args, *a):
    pass
# 以上代码报错，个数可变的位置参数，只能是1个
def fun2(**args, **args):
    pass
# 以上代码报错，个数可变的关键字参数，只能是1个

3）在一个函数的定义过程中，既有个数可变的关键字形参，也有个数可变的位置形参，要求个数可变的位置形参，放在个数可变的关键字形参之前。（一个*在两个*之前）

def fun2(*args1, **args2):
    pass

'''
下面这段代码报错
def fun3(**args1, *arg2):
    pass
'''

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4.3函数的参数总结

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1.在函数调用时，使用 *，可以将可迭代对象中的每个元素都转换为位置实参传入

def fun(a, b, c): # a,b,c在函数的定义处，所以是形式参数
    print('a =', a, 'b =', b, 'c =', c)


# 函数的调用
fun(10, 20, 30) # 位置传参
lst=[11, 22, 33]
fun(*lst)  # 在函数调用时，将可迭代对象中的每个元素都转换为位置实参传入
s = {0, 2, 1}
fun(*s) # 集合迭代时没有顺序，因为集合是无序的
y = (1, 3, 2)
fun(*y) # 迭代元组
fun(*'str') # 迭代字符串

输出：

a = 10 b = 20 c = 30
a = 11 b = 22 c = 33
a = 0 b = 1 c = 2
a = 1 b = 3 c = 2
a = s b = t c = r

2.在函数调用时，使用 **，可以将字典中的键值对都转换为关键字实参传入

def fun(a, b, c): # a,b,c在函数的定义处，所以是形式参数
    print('a =', a, 'b =', b, 'c =', c)


fun(a=100, c=300, b=200) # 关键字实参
dic={'a': 111, 'b': 222, 'c': 333}
fun(**dic)  # 在函数调用时，将字典中的键值对都转换为关键字实参传入

输出：

a = 100 b = 200 c = 300
a = 111 b = 222 c = 333

3.在函数定义时，使用*可以对参数的传递方式进行限制

'''需求：c,d只能采用关键字实参传递'''
def fun4(a, b, *, c, d):  # 从*之后的参数，在函数调用时，只能采用关键字参数传递
    print('a=', a, 'b=', b, 'c=', c, 'd=', d)


# 调用fun4函数
# fun4(10,20,30,40)  # 位置实参传递，报错
fun4(a=10, b=10, c=30, d=40)  # 关键字实参传递
fun4(10, 20, c=30, d=40)  # 前两个参数，采用的是位置实参传递，而c,d采用的是关键字实参传递

输出：

a= 10 b= 10 c= 30 d= 40
a= 10 b= 20 c= 30 d= 40

4.函数定义时，形参的顺序问题

注意两个点：缺省值只能从右向左给；位置形参只能在关键字形参的前面定义。

def fun5(a, b, *, c, d, **args):    # *后面都是关键字形参
    pass


def fun6(*args, **args2):       # 这里只能将位置形参放在关键字形参的前面
    pass


def fun7(a, b=10, *args, **args2):
    pass

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5.变量的作用域

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变量的作用域就是程序代码能访问该变量的区域。

1.局部变量：

在函数内定义并使用的变量，只在函数内部有效；局部变量使用global声明，这个变量就会就成全局变量。

def fun(a, b):
    c = a + b  # c,就称为局部变量，因为c在是函数体内进行定义的变量,a,b为函数的形参，作用范围也是函数内部，相当于局部变量
    print(c)

# 下面两句代码报错，因为a,c超出了起作用的范围（超出了作用域）
# print(c)
# print(a)

def fun3():
    global age  # 函数内部定义的变量，局部变量，局部变量使用global声明，这个变量实际上就变成了全局变量
    age = 20
    print(age)


fun3()			# 一定要调用一下fun3()，定义age
print(age)		# 可以访问到age

2.全局变量：

函数体外定义的变量，可作用于函数内外。

name = 'hello'  # name的作用范围为函数内部和外部都可以使用 -->称为全局变量
print(name)


def fun2():
    print(name)		# 可以在函数内部访问


# 调用函数
fun2()

Python的作用域不同于C/C++，没有块作用域这一概念，在函数内任何一处定义的变量（前提是这句定义代码被执行了），可以在函数内任何一处访问；并且如果一个变量在全局定义了，在函数内又重新进行了赋值。在函数外再次访问这个全局变量时，访问到的值是它在全局定义的那个值，而不是在函数内被重新赋予的那个值，这是Python中的LEGB规则，因为是入门课，这里就不深入讲解了。

x = 1 

def foo():
    x = 2 
    def innerfoo():
        x = 3 
        print 'locals ', x
    innerfoo()
    print 'enclosing function locals ', x

foo()
print 'global ', x

输出：

locals  3
enclosing function locals  2
global  1

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6.递归函数

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1.什么是递归函数

如果在一个函数的函数体内调用了该函数本身，这个函数就称为递归函数。

2.递归的组成部分

递归调用与递归终止条件。

3.递归的调用过程

每递归调用一次函数，都会在栈内存分配一个栈帧；每执行完一次函数，都会释放相应的空间。

4.递归的优缺点

缺点：占用内存多，效率低下。
优点：思路和代码简单。

5.使用递归来计算阶乘

def fac(n):
    if n == 1:
        return 1
    else:
        res = n * fac(n - 1)
        return res


print(fac(6))

求斐波那契数列的第n个数：

def fun(n):     # 返回斐波那契数列的第n个数
    if n == 1 or n == 2:
        return 1
    return fun(n - 1) + fun(n - 2)


# 输出第十个数
print(fun(10))

# 输出前六位
for i in range(1, 7):
    print(fun(i), end=' ')

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