Python3 函数

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：

1. 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 ()。
2. 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。
3. 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。
4. 函数内容以冒号起始，并且缩进。
5. 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。
我们举个简单的小例子：

def hello():
    print('good boy')

hello()

输出结果：

good boy

更复杂点的应用，函数中带上参数变量，j举例如下:

#计算长方形的面积
def hello(name):
    print('Welcome to', name)

def area(w, h):
    return w * h

hello('math_world!')
w = 4
h = 5
print('w=',w, 'h=', h, 'area=', area(w, h))

输出如下：

Welcome to math_world!
w= 4 h= 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：

def ask(name):
    print('hello，', name)
    return

ask('段秋萍')

输出如下：

hello， 段秋萍

我们不妨举点高级的例子：

def compare(a, b):
    '''比较a和b的大小'''
    v = a
    if v < b:
        v = b
    return v

print(compare(3, 4))
print(compare(1, 9))

输出如下：

4
9

参数传递（如有困难参考：https://www.jianshu.com/p/b20fddeada3e）

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:

def num(a):
    a = 10
    print(a)

b = 2
num(b)

输出结果如下：

10

实例中有 int 对象 2，指向它的变量是 b，在传递给num() 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：

def num(a_list):
    a_list.append(1)
    print(a_list)

b = ['23', '22', '45']
num(b)
print(b)

输出结果如下：

['23', '22', '45', 1]
['23', '22', '45', 1]

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：

def printme(name):
    print('hello', name)
    return

printme()

输出结果如下：

Traceback (most recent call last):
  File "D:/bilibili大学/简书代码/func_2.py", line 5, in <module>
    printme()
TypeError: printme() missing 1 required positional argument: 'name'

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：

def printme(name, age):
    print('我叫'+name+',今年'+age+"岁！")
    return

printme(name='橘右京', age='1008')

输出如下：

我叫橘右京,今年1008岁！

以下实例中演示了函数参数的使用不需要使用指定顺序：

def printme(name, age):
    print('我叫'+name+',永远'+age+"岁！")
    return

printme( age='18',name='段秋萍')

输出结果如下：

我叫段秋萍,永远18岁！

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：

def printme(name, age='18'):
    print('我叫'+name+',永远'+age+"岁！")
    return

printme( name='段秋萍')
printme('小段')

输出如下：

我叫段秋萍,永远18岁！
我叫小段,永远18岁！

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：

def functionname([formal_args,] *var_args_tuple ):
# "函数_文档字符串"
function_suite
return [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。

def printme(profession, *name):
    print(profession)
    print(name)

printme('英雄介绍：', '橘右京', '明世隐', '甄姬')

输出结果如下：

英雄介绍：
('橘右京', '明世隐', '甄姬')

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：

def printme(profession, *name):
    print(profession)
    print(name)

printme('英雄介绍：')

输出结果如下:

英雄介绍：
()

还有一种就是参数带两个星号 **基本语法如下：

def functionname([formal_args,] **var_args_dict ):
#"函数_文档字符串"
function_suite
return [expression]

加了两个星号 ** 的参数会以字典的形式导入。

def printme(profession, **name):
    print(profession)
    print(name)

printme(1, a=2,b=3)

输出结果如下：

1
{'a': 2, 'b': 3}

声明函数时，参数中星号 * 可以单独出现，例如:

def f(a,b,*,c):
    return a+b+c

如果单独出现星号 * 后的参数必须用关键字传入。

>>> def f(a,b,*,c):
...     return a+b+c
... 
>>> f(1,2,3)   # 报错
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: f() takes 2 positional arguments but 3 were 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。

1. lambda 只是一个表达式，函数体比 def 简单很多。
2. 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。
3. 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。
4. 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：

sum = lambda arg1, 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

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：

total = 0
def sum(a, b):
    '''返回a和b的和'''
    total = a + b
    print(total)#显然这个total是局部变量
    return total

sum(2, 5)
print(total)#这个total是全局变量

输出如下:

7
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：

num = 3
def sum():
    global num
    num = 123
    print(num)
    return num

sum()
print(num)

输出如下：
···
123
123
···
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：

def outer():
    num = 10
    def inner():
        nonlocal num   # nonlocal关键字声明
        num = 100
        print(num)
    inner()
    print(num)
outer()

以上实例输出结果：

100
100