三、Python基礎(chǔ)之函數(shù)

函數(shù)

為實現(xiàn)代碼的重復(fù)利用，對實現(xiàn)某一功能的代碼進行封裝以實現(xiàn)代碼抽象，方便重復(fù)調(diào)用
python常用內(nèi)置函數(shù)在builtins.py中

print() # 輸出
type() # 返回類型
id() # 返回內(nèi)存地址
input() # 輸入
len() # 返回長度
open() # 打開文件
round() #返回浮點數(shù)x的四舍五入值
abs() # 取絕對值

函數(shù)調(diào)用

在Python中調(diào)用一個函數(shù)，需要知道這個函數(shù)的名稱和傳入?yún)?shù)

a1 = abs(-1)
print(a1) # 1
 
a2 = abs(-1,-2)
print(a2)  # TypeError: abs() takes exactly one argument (2 given)

a3 = abs('a')
print(a3)  # TypeError: bad operand type for abs(): 'str'
'''
函數(shù)名其實就是指向一個函數(shù)對象的引用，完全可以把函數(shù)名賦給一個變量，相當(dāng)于給這個函數(shù)起了一個“別名”
'''
a4 = abs # 變量a4指向abs函數(shù)
print(a4) # <built-in function abs>
print(a4(-1)) # 1

調(diào)用函數(shù)的時候，如果傳入的參數(shù)數(shù)量不對，會報TypeError的錯誤，并且Python會明確地告訴你：abs()有且僅有1個參數(shù)，但給出了兩個；
如果傳入的參數(shù)數(shù)量是對的，但參數(shù)類型不能被函數(shù)所接受，也會報TypeError的錯誤，并且給出錯誤信息：str是錯誤的參數(shù)類型；

自定義一個函數(shù)

Python中定義一個函數(shù)，使用 def 語句，def+函數(shù)名+（參數(shù)）+: ，通過語句塊縮進來編寫函數(shù)體，通過 return 來返回值

def add(x,y):
    sum = x + y
    return sum

a = add(2,3)
print(a)  # 5

def add(x,y):
    sum = x + y

a = add(2,3)
print(a) # None

注：函數(shù)需要return來把數(shù)據(jù)返回給外部調(diào)用，如果不寫return，函數(shù)默認return None
函數(shù)在內(nèi)部執(zhí)行語句時，一旦執(zhí)行到return，函數(shù)就執(zhí)行完畢并把結(jié)果返回，即使return下面有同樣縮進的語句塊，但并不會執(zhí)行

def add(x,y):
    sum = x + y
    return sum
	print("這是函數(shù)中return后的語句") # 在調(diào)用函數(shù)時，該print語句并不會被執(zhí)行 
    

空函數(shù)

有確定的 def+函數(shù)名+（參數(shù)）+: ，在函數(shù)體中用 pass 代替實際的代碼語句

def func():
    pass	# pass語句什么都不做，實際上 pass 通常作為代碼的點位符，在程序框架設(shè)計中常用

返回多個值

函數(shù)通過 return 返回單個值，同樣也可返回多個值

def names(x,y):
    name_1 = x
    name_2 = y
    return name_1, name_2

n = names('Jack','Flack')
print(n)  # 返回('Jack', 'Flack')
print(type(n)) # 返回類型 <class 'tuple'>

Python中函數(shù)return多個值時，返回類型為 tuple（元祖），tuple中包含多個值

任務(wù)：

定義一個函數(shù)，傳入?yún)?shù)為一個list, l1 = [1,2,3,4,5,6......n]，對這個list 按 12+22+32.+....+n2 累加，返回這個累加值。

def sum(n):
    sum = 0
    for each in range(1,n+1):
        sum = sum+each*each
    return sum

if __name__ == '__main__':
    total = sum(100)
    print(total)

函數(shù)的參數(shù)

Python函數(shù)的定義比較靈活，除正常定義必選參數(shù)外，還可以使用默認參數(shù)、可變參數(shù)和關(guān)鍵字參數(shù)，在處理復(fù)雜參數(shù)的同時，方便簡化調(diào)用

'''定義一個函數(shù)，實現(xiàn)x2+1的計算'''
def formula(x):
    return x*x+1

對于函數(shù) formula(x) ，參數(shù) x 就是一個位置參數(shù)，當(dāng)我們調(diào)用 func函數(shù)時，就必須傳入并且只傳入一個參數(shù) x

a1 = formula(3)  # 參數(shù)傳入3，等同于x=3
print(a1) # 10
a2 = formula(x=4)
print(a2) # 17

現(xiàn)在如果要通過函數(shù)來實現(xiàn) x2+ y，在formula的參數(shù)中就需要傳入x, y兩個參數(shù)

'''定義一個函數(shù)，實現(xiàn)x2+y的計算'''
def formula(x,y):
    return x*x+y

a3 = formula(3,2) # 調(diào)用formula函數(shù)時，傳入的參數(shù)為3和2，按照位置相當(dāng)于x=3,y=2，結(jié)果為11
a4 = formula(2,3) # 調(diào)用formula函數(shù)時，傳入的參數(shù)為2和3，按照位置相當(dāng)于x=2,y=3,結(jié)果為7

傳參時按照參數(shù)位置填入對應(yīng)參數(shù)，就屬于位置參數(shù)

默認參數(shù)

根據(jù) formula函數(shù)，如果實際工作中，這個函數(shù)更多的是用來計算 x2+1，但我們也需要這個函數(shù)能計算 x2+y，為了簡化代碼調(diào)用，可以給 y 指定一個默認參數(shù) y=1

def formula(x,y=1):
    return x*x+y

a5 = formula(3) # 調(diào)用formula函數(shù)時，雖然只傳入的參數(shù)x=3，但定義函數(shù)時默認y=1，等價于formula(3,1)所以結(jié)果為10

從上面例子可以看到，默認參數(shù)可以簡化函數(shù)的調(diào)用
需要注意：定義函數(shù)時，必選參數(shù)放前，默認參數(shù)放后

def formula(x=3,y):  # SyntaxError: non-default argument follows default argument
    return x*x+y

解釋器會報錯：SyntaxError: non-default argument follows default argument

可變參數(shù)

例：當(dāng)我們需要定義一個函數(shù)，實現(xiàn)a2+b2+c2+d2.......+n2，n為任意數(shù)

def formula(*numbers):  # *numbers為可變參數(shù)(numbers類型為元祖，用于接收任意個傳入的參數(shù))，即調(diào)用該formula函數(shù)時，可傳入任意數(shù)量參數(shù)
    sum = 0
    print(type(numbers),numbers)  # <class 'tuple'>  numbers類型為元祖
    for i in numbers:
        sum += i*i
    return sum

a6 = formula(1)  # 此時可變參數(shù)numbers接收的參數(shù)是1，numbers = (1,),結(jié)果為1
a7 = formula(1,2,3) # 此時可變參數(shù)numbers接收的參數(shù)是1,2,3，numbers=(1,2,3),結(jié)果為14

如果需要傳入的參數(shù)是一個list或tuple，可通過*+參數(shù)來對list或tuple解包
n = [1,2,3,4]
a8 = formula(*n) # *n作用是把n中的元素全部取出，放入numbers元祖中，等價于formula(1,2,3,4)

通過 *n 把 n這個list中所有元素解包后作為可變參數(shù)傳入函數(shù)，是一種常用方法

關(guān)鍵字參數(shù)

關(guān)鍵字參數(shù)允許傳入0個或任意個帶參數(shù)名的參數(shù)，這些關(guān)鍵字參數(shù)在函數(shù)內(nèi)部以字典的形式存儲

'''定義一個函數(shù)，存儲學(xué)生信息'''
def student_info(name, age, **kw):
    student_name = name
    student_age = age
    key_values = kw           # **kw是以字典類型來存儲傳入的關(guān)鍵字參數(shù)
    print("key_values類型：",type(key_values))
    print(student_name, student_age, key_values)
    
a9 = student_info('Jie',18)  # key_values類型： <class 'dict'>
							   Jie 18 {}	
    
a10 = student_info('Jie',18,city='Shanghai',country='China') 
# key_values類型： <class 'dict'>
# Jie 18 {'city': 'Shanghai', 'country': 'China'}

把一個已聲明的字典作為關(guān)鍵字參數(shù)傳入 student_info函數(shù)，可通過 **+變量名 實現(xiàn)

more_info = {'city': 'Shanghai', 'country': 'China'}
a11 = student_info('Jie',18,\*\*more_info) 

**more_info作用是把字典more_info中的key:value解包后作為關(guān)鍵字參數(shù)以字典形式存入kw中
注意：**more_info 只是對more_info拷貝，因此在函數(shù)內(nèi)更改這個more_info是不會對原來的more_info產(chǎn)生影響的

參數(shù)組合

在Python中定義函數(shù)時，可以用必選參數(shù)、默認參數(shù)、可變參數(shù)、關(guān)鍵字參數(shù)，組合使用
參數(shù)定義的順序，位置參數(shù)-可變參數(shù)-默認參數(shù)-可變關(guān)鍵字參數(shù)

def func_1(a,b,*args,c=3,**kw):
    print(f"參數(shù)a={a},參數(shù)b=,可變參數(shù)args={args},參數(shù)c={c},關(guān)鍵字參數(shù)kw={kw}")
a12 = func_1(1,2)  # 參數(shù)a=1,參數(shù)b=2,參數(shù)c=3,可變參數(shù)args=(),關(guān)鍵字參數(shù)kw={}
a13 = func_1(1,2,4,'A','B',k='D',v='E') 
# 參數(shù)a=1,參數(shù)b=2,參數(shù)c=4,可變參數(shù)args=('A','B'),關(guān)鍵字參數(shù)kw={'k': 'D', 'v': 'E'}

小結(jié)：

1、Python函數(shù)定義中參數(shù)形態(tài)比較靈活，可以傳入復(fù)雜的參數(shù)，又方便簡單調(diào)用；
2、默認參數(shù)不能是可變對象（List)，可變對象引發(fā)程序邏輯錯誤；
3、可變參數(shù) *args，接收一個tuple；
4、可變關(guān)鍵字參數(shù) **kw, 接收一個dict；
5、可變參數(shù)可直接傳入：func(1,2,3)，又可以通過list或tuple，再通過*解包的方式傳入：func(*(1,2,3))；
6、關(guān)鍵字參數(shù)可直接傳入：func(x=1,y=2)，又可以通過dict，經(jīng)過**解包方式傳入：func(**{'k'=1,'v'=1}；
7、參數(shù)組合時，參數(shù)定義順序：位置參數(shù)-可變參數(shù)-默認參數(shù)-可變關(guān)鍵字參數(shù)（同學(xué)們注意下基于python參數(shù)特性，文檔此處有修改）