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
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的顺序匹配起来的。
实例
让我们使用函数来输出"Hello World!":
>>> def hello() : print("Hello World!") >>> hello() Hello World! >>>
更复杂点的应用,函数中带上参数变量:
#!/usr/bin/python3 # 计算面积函数 def area(width, height): return width * height def print_welcome(name): print("Welcome", name) print_welcome("Runoob") w = 4 h = 5 print("width =", w, " height =", h, " area =", area(w, h))
以上实例输出结果:
Welcome Runoob width = 4 height = 5 area = 20
二.调用函数
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:
#!/usr/bin/python3 # 定义函数 def printme( 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
三.按值传递参数和按引用传递参数
在 Python 中,所有参数(变量)都是按引用传递。如果你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:
#!/usr/bin/python3 # 可写函数说明 def changeme( 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]]
四.参数
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:
#!/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();
以上实例输出结果:
Traceback (most recent call last): File "test.py", line 10, in <module> printme(); TypeError: printme() missing 1 required positional 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:
#!/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 = "大菜狗子");
以上实例输出结果:
大菜狗子
以下实例中演示了函数参数的使用不需要使用指定顺序:
#!/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:
#!/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:
def functionname([formal_args,] *var_args_tuple ): "函数_文档字符串" function_suite return [expression]
加了星号(*)的变量名会存放所有未命名的变量参数。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:
#!/usr/bin/python3 # 可写函数说明 def printinfo( arg1, *vartuple ): "打印任何传入的参数" print ("输出: ") print (arg1) for var in vartuple: 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: 70 60 50
五.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,且不能访问自有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:
#!/usr/bin/python3 # 可写函数说明 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
六.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:
#!/usr/bin/python3 # 可写函数说明 def sum( arg1, arg2 ): # 返回2个参数的和." total = arg1 + arg2 print ("函数内 : ", total) return total; # 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
七.变量作用域
Pyhton 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。两种最基本的变量作用域如下:
- 全局变量
- 局部变量
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:
#!/usr/bin/python3 total = 0; # 这是一个全局变量 # 可写函数说明 def sum( 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) return total; #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
八.递归
在函数内部,可以调用其他函数。如果一个函数在内部调用自身本身,这个函数就是递归函数。
def calc(n): print(n) ) ==: return n )) calc() 输出:
递归特性:
1. 必须有一个明确的结束条件
2. 每次进入更深一层递归时,问题规模相比上次递归都应有所减少
3. 递归效率不高,递归层次过多会导致栈溢出(在计算机中,函数调用是通过栈(stack)这种数据结构实现的,每当进入一个函数调用,栈就会加一层栈帧,每当函数返回,栈就会减一层栈帧。由于栈的大小不是无限的,所 以,递归调用的次数过多,会导致栈溢出)