Python学习笔记(十)—函数和变量

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一、Python中的函数

1、函数的定义与调用

a、函数的定义

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。我们已经知道Python已经提供了许多内置的函数，例如常见的print()函数、input()函数，我们也可以自定义函数。
b、定义（声明）一个函数
定义一个函数语法如下：
```
def 函数名（参数列表）:
    函数体
```
例：
```
>>> def hello():  # 声明函数
...     print("Hello Python~")
...
>>> hello()   # 调用函数
Hello Python~
```
定义函数的几条规则：
- 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，当函数体为空时，可以借助pass语句来替代。

2、参数与参数的传递

参数的类型有以下4种：
- 1、必需参数
  必需参数必须按照顺序传入函数，同时数量必须和声明时保持一致，否则会报错。并且，参数与参数之间声明和传入时都要用逗号隔开。
```
# 声明一个参数的函数
def testFun(s):
    print(s)

testFun("Hello")

# 声明两个参数的函数
def testFun2(s, version):
    print(s + str(version))

testFun2("Python", 3)
```
- 2、关键字参数
  关键字参数指的是，在声明函数的时候参数名为关键字，在调用函数的时候，通过关键字来指定函数参数的值，关键字参数传入函数时不要求顺序，但是关键字必须与声明的参数名保持一致。
```
def testFun2(s, version): # 声明参数名s和version
    print(s + str(version))

testFun2(version = 3, s = "Python") # 通过参数名指定参数值
```
- 3、默认参数
  调用函数时，如果没有传递参数的话，会采用默认值。如果传递的话，则参数的值为传递的值。默认参数声明必须在非默认参数之后。
```
def testFun(s, version = 3):
    print(s + str(version))

testFun("Python")
```
- 4、不定长参数
  有的时候我们在声明函数的时候，无法确定函数参数的个数，那么这就用到了不定长参数。参数前面加*表示不定长参数，如果不定长参数后还有参数的话，则在调用的时候必须使用参数名指定参数值，即：“参数名=值”的方式传值。
```
def testFun(s, *args):
    print(s)
    print(args)

testFun("Hello", "Python", "3")

运行结果：
Hello
('Python', '3')
```

3、匿名函数

在Python中使用 lambda 表达式来创建匿名函数。但是Python对匿名函数的支持有限，只有一些简单的情况下可以使用匿名函数。

匿名函数的特点：
- lambda 只是一种表达式，具体的函数声明比 def 声明简单很多，去除定义函数的过程，代码更加精简。
- lambda 的主体（函数体）也只是一个表达式，并不是一个代码块，所以编写逻辑时要比代码块有限。
a、语法
```
lambda 参数列表 ：(return) 表达式
```
ps：由于lambda函数返回的是一个函数对象，所以需要一个变量去接收返回值。例：
```
l = lambda x : x ** 3
print(l(5))   # 输出结果：125
```

b、无参匿名函数

l = lambda : 22 + 66
print(l())   # 输出结果：88

c、有参匿名函数

l = lambda x : x + 66
print(l(88))  输出结果：154

d、匿名函数的调用
声明好匿名函数后用一个变量接收值，然后类似于普通函数调用即可。如上面提到的有参与无参匿名函数。

二、变量

1、全局变量和局部变量

全部变量：定义在函数外的变量，拥有全局的作用域的变量；
局部变量：定义在函数内部的变量，拥有局部作用域的变量。
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。例：

sum = 0  # 此处的sum为全局变量，整个程序内都可访问
def add(num1, num2) :
    sum = num1 + num2   # 此处的sum为局部变量，仅在add函数内部访问
    print("局部变量 sum 的值：", sum)
    return sum

sum = add(22, 33)
print("全局变量 sum 的值：", sum)

运行结果：
局部变量 sum 的值： 55
全局变量 sum 的值： 55

2、global 和 nonlocal关键字

变量的作用域
在python中，访问变量并不是在任何位置都能访问的，需要按照作用域的大小来查找的。python中有4种作用域：
- 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
在访问变量的时候，程序会按照L -> E -> G -> B说顺序去查找定义的变量。即：先在局部作用域中查找，找不到的话然后在函数外的函数(闭包)中查找，再找不到的话再全局中查找，否则会在Python内置的作用域中查找。
```
x = max(2, 3)  # 内置作用域

sum= 0  # 全局作用域
def outer():
    num1 = 1  # 闭包函数外的函数中
    def inner():
        num2 = 2  # 局部作用域
```

global关键字
假如有个小需求，在某个函数中修改一个全局变量的值：

num = 66

def change():
    num = 88
    print("change()函数打印：", num)

change()
print("全局打印：", num)

输出结果：
change()函数打印： 88
全局打印： 66

通过上面的例子我们会发现，通过调用change()函数后并没有将num的值改成88。原因就是作用域的不同，如果要在函数中访问全局变量的话，需要使用global关键字。将上面例子修改为：

num = 66

def change():
    global num    # 声明访问全局变量的num
    num = 88
    print("change()函数打印：", num)

change()
print("全局打印：", num)

输出结果：
change()函数打印： 88
全局打印： 88

nonlocal关键字
nonlocal的作用与关键字global类似，使用nonlocal关键字可以在一个嵌套的函数中修改嵌套作用域中的变量，如:

def func():
    num = 66
    def change():
        num = 88
        print("change()函数打印： ", num)
    change()
    print("func()函数打印： ", num)

func()

输出结果：
change()函数打印：  88
func()函数打印：  66

本例和global的例子类似，通过闭包函数修改num的值并没有成功，这时就涉及到了nonlocal关键字，修改上述例子如下：

def func():
   num = 66
   def change():
       nonlocal num # 声明访问局部变量num
       num = 88
       print("change()函数打印： ", num)
   change()
   print("func()函数打印： ", num)

func()

输出结果：
change()函数打印：  88
func()函数打印：  88

好了，基本的函数和变量的使用就记录到这~

参考阅读：【菜鸟教程】