Python3入门（七）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
一、定义一个函数
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
格式如下：
def 函数名（参数列表）:
函数体
实例：
def hello():
print("hello def")
hello()
def hello2(val):
print(val)
hello2("你好")
输出：
hello def
你好
二、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
def test(n):
print(n)
return
test(1)
输出：
1
三、参数传递
类型属于对象，变量是没有类型的
a = [1,2,3]
b = "python"
以上代码中，[1,2,3] 是 List 类型，"python" 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
四、可更改与不可更改对象
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
- 传不可变类型参数
def test(n):
n = 10
a = 2
test(a)
print(a)
输出：2
int 对象 2，指向它的变量是 a，在传递给 test 函数时，按传值的方式复制了变量 n，n 和 b 都指向了同一个 Int 对象，在 n=10 时，则新生成一个 int 值对象 10，并让 n 指向它
- 传可变类型
def test(myList):
myList.append([3, 4])
return
a = [1, 2]
test(a)
print(a)
输出：[1, 2, [3, 4]]
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
五、参数
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
1、必须参数
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
def hello2(val):
print(val)
# 调用方法，不加参数会报错
hello2("你好")
2、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
def hello2(val):
print(val)
hello2(val="你好")
3、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
def hello2(val="hello"):
print(val)
# 没有传参数的话，会给val赋值hello
hello2()
4、不定长参数
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
- 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，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
def hello2(val, *vals):
print(val)
print(vals)
hello2(1, 2, 3, 4)
输出：
1
(2, 3, 4)
- 参数有两个
*号的，会以字典形式输出
def hello2(val, **vals):
print(val)
print(vals)
hello2(1, a=2, b=3)
输出：
1
{'a': 2, 'b': 3}
六、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
1、语法
lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression
实例：
n = lambda param1, param2: param1 + param2
print(n(1, 2))
输出：3
七、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
def hello2(val1, val2):
return val1+val2
print(hello2(1, 2))
输出：3
八、变量作用域
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（内置函数所在的模块范围）
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
a = 0 # 全局作用域
def test():
b = 1 # 闭包函数外的函数中
def inner():
c = 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
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
if 1 == 1:
e = "对了"
# 输出：对了
print(e)
如果定义在函数中就会报错了，因为他是个局部变量，外部不能访问
1、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
a = 20
def test2(arg1, arg2):
return arg1 + arg2
print(test2(5, 10))
print(a)
输出：
15
20
2、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
def func():
# 使用 global 关键字声明``x``为全局变量
global x
print(x)
x = 20
print(x)
func()
print(x)
输出；
10
20
20
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
def func1():
n = 10
def func2():
nonlocal n
n = 100
print(n)
func2()
print(n)
func1()
输出：
100
100
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