目录
- 函数简介
- 函数基本概念
- python函数的分类
- 函数的定义和调用
- 函数的定义
- 形参和实参
- 文档字符串(函数的注释)
- 返回值
- 函数底层分析
- 变量的作用域(全局变量和局部变量)
- 全局变量
- 局部变量
- 参数的传递
- 传递可变对象
- 传递不可变对象
- 深拷贝和浅拷贝
- 传递不可变对象包含的子对象是可变的情况
- 参数的类型
- 位置参数
- 默认值参数
- 命名参数
- 可变参数
- 强制参数
- lambda表达式和匿名函数
- eval()函数
- 递归函数
- 嵌套函数
- LEBG规则
函数简介
函数基本概念
1.程序由任务组成,函数用于完成一个任务或者一个功能;
2.函数是可重用的程序代码块,是代码复用的通用机制。
python函数的分类
1.内置函数
类似于list(),str(),len()等可以直接调用的函数。
2.标准库函数
可以通过import语句导入库,然后使用其中定义的函数。
3.第三方函数
第三方提供的函数,可以通过import函数导入第三方库,并且使用其中的函数。
4.用户自定义函数
用户自己定义的,满足开发需求的函数。
函数的定义和调用
函数的定义
python中,函数定义的语法如下:
def 函数名([参数列表]):
‘’‘文档字符串’’’
函数体/若干语句
要点:
1.使用def来定义函数
python在执行def时,会创建一个函数对象,并绑定到函数名变量上。【python中一切都是对象】
2.参数列表
(1) 圆括号内是形式参数列表,有多个参数则使用逗号隔开
(2) 形式参数不需要声明类型,也不需要指定函数返回值类型
(3) 无参数,也必须保留空的圆括号
(4) 实参列表必须与形参列表一一对应
3.返回值
(1) 如果函数体中包含 return 语句,则结束函数执行并返回值;
(2) 如果函数体中不包含 return 语句,则返回 None 值。
4.调用函数之前,必须要先定义函数,即先调用 def 创建函数对象
(1) 内置函数对象会自动创建
(2) 标准库和第三方库函数,通过 import 导入模块时,会执行模块中的 def 语句
形参和实参
在调用函数时,传递的参数为实际参数(实参),定义函数时,括号里的参数为形式参数(形参)。
文档字符串(函数的注释)
三个单引号,或者三个双引号来实现。三个单引号/双引号可以定义多行字符串。
内置函数help(函数名.doc)可以打印输出函数的文档字符串。
返回值
return 返回值要点:
1.如果函数体中包含 return 语句,则结束函数执行并返回值;
2. 如果函数体中不包含 return 语句,则返回 None 值。
3. 要返回多个返回值,使用列表、元组、字典、集合将多个值“存起来”即可。
函数底层分析
Python 中,“一切都是对象”。实际上,执行 def 定义函数后,系统就创建了相应的函数 对象。
def print_star():
print('*')
c=print_star
内置函数的核心原理也同上面类似。
变量的作用域(全局变量和局部变量)
变量起作用的范围成为作用域。变量分为:全局变量、局部变量。
全局变量
1.在函数和类定义之外声明的变量。作用域为定义的模块,从定义位置开始直到模块 结束。
2. 全局变量降低了函数的通用性和可读性。应尽量避免全局变量的使用。
3. 全局变量一般做常量使用。
4. 函数内要改变全局变量的值,使用 global 声明一下
全局变量测试:
a = 100
def func():
global a # 若要修改全局变量,则需要使用global声明全局变量
a = 20
print(a)
func()
输出:
20
局部变量
1.在函数体中(包含形式参数)声明的变量。
2. 局部变量的引用比全局变量快,优先考虑使用。
3. 如果局部变量和全局变量同名,则在函数内隐藏全局变量,只使用同名的局部变量。在特别强调效率的地方或者循环次数较多的地方,可以通过将全局变量转为局部变量提高运行速度。
局部变量测试:
a = 100
def func():
a = 300
print(a)
func()
print(a)
输出:
300
100
参数的传递
函数的参数传递本质上就是:从实参到形参的赋值操作。Python中一切皆对象。所有赋值操作都是”引用的赋值“。python中参数的传递都是“引用传递”,不是值传递。
操作时可分为两类:
1.对“可变对象”进行写操作,直接作用于原对象本身。
可变对象如:字典、列表、集合、自定义对象等。
2.对“不可变对象”进行写操作,会产生一个新的“对象空间”,并用新的值填充这块空间。
不可变对象包括:数字、元组、字符串、function等。
传递可变对象
可变对象如:字典、列表、集合、自定义对象等。
b = [10,20]
def f2(m):
print("m:",id(m)) #b 和 m 是同一个对象
m.append(30) #由于 m 是可变对象,不创建对象拷贝,直接修改这个对象
f2(b)
print("b:",id(b))
print(b)
输出:
m: 1706818245952
b: 1706818245952
[10, 20, 30]
传递不可变对象
不可变对象例如数字,字符串,元组,布尔值等。
实际传递的还是对象的引用,在“赋值操作”时,由于不能对原对象进行修改,所以系统会新创建一个对象。
a = 100
def f1(n):
print("n:",id(n)) #传递进来的是 a 对象的地址
n = n+200 #由于 a 是不可变对象,因此创建新的对象 n
print("n:",id(n)) #n 已经变成了新的对象
print(n)
f1(a)
print("a:",id(a))
输出:
n: 1518186663248
n: 1518225074320
300
a: 1518186663248
深拷贝和浅拷贝
浅拷贝copy()
不拷贝子对象的内容,只拷贝子对象的引用。
深拷贝deepcopy()
会连子对象的内存也全部拷贝一份,对子对象的修改不会影响原对象。
import copy
def testcopy():
a = [1,2,[3,4]]
print('test copy...')
b = copy.copy(a)
print(a)
print(b)
b[2].append(100)
print('after copy....')
print(a)
print(b)
def testdeepcopy():
a = [1,2,[3,4]]
print('test deep copy...')
b = copy.deepcopy(a)
print(a)
print(b)
b[2].append(100)
print('after deep copy....')
print(a)
print(b)
testcopy()
print('****************')
testdeepcopy()
输出:
test copy...
[1, 2, [3, 4]]
[1, 2, [3, 4]]
after copy....
[1, 2, [3, 4, 100]]
[1, 2, [3, 4, 100]]
****************
test deep copy...
[1, 2, [3, 4]]
[1, 2, [3, 4]]
after deep copy....
[1, 2, [3, 4]]
[1, 2, [3, 4, 100]]
传递不可变对象包含的子对象是可变的情况
a = (1,2,[3,4])
print('a:',id(a))
def test(m):
print('m:',id(m))
m[2].append(100)
print(m)
print('m',id(m))
test(a)
输出:
a: 2994099736192
m: 2994099736192
(1, 2, [3, 4, 100])
m 2994099736192
参数的类型
位置参数
函数调用时,实参默认按位置顺序传递,需要个数和形参匹配。按位置传递的参数,称为: “位置参数”。
def func(a,b,c):
print(a,b,c)
func(1,2,3)
输出:
1 2 3
默认值参数
我们可以为某些参数设置默认值,这样这些参数在传递时就是可选的。称为“默认值参数”。 默认值参数放到位置参数后面。
默认值参数必须放在普通位置参数后面。
def func(a,b,c=20,d=30):
print(a,b,c,d)
func(1,2,100)
输出:
1 2 100 30
命名参数
也可以按照形参的名称传递参数,称为“命名参数”,也称“关键字参数”。
def func(a,b,c=20,d=30):
print(a,b,c,d)
func(b=5,a=10,d=100) # 命名参数
输出:
10 5 20 100
可变参数
可变参数指的是“可变数量的参数”。分两种情况:
1.param(一个星号),将多个参数收集到一个“元组”对象中。
2. param(两个星号),将多个参数收集到一个“字典”对象中*,接受命名参数,将命名参数转化为字典。
3. *param和**params可以一起对参数进行收集,顺序是*param,**param,顺序不能交换,参数也是按照这个顺序传递,如果有命名参数(没有出现在形参列表),那么一定要放在最后面。
def func1(a,*params):
print('a:{0} params:{1}'.format(a,params))
def func2(a,b,**params):
print('a:{0} b:{1} params:{2}'.format(a,b,params))
def func3(a,b,*params1,**params2):
print('a:{0} b:{1} params1:{2} params2:{3}'.format(a,b,params1,params2))
func1(1,2,3,4,5,6)
func2(100,200,name='sherry',age=24)
func3(100,200,94,1,name='sherry',age=24,sex='female')
输出:
a:1 params:(2, 3, 4, 5, 6)
a:100 b:200 params:{'name': 'sherry', 'age': 24}
a:100 b:200 params1:(94, 1) params2:{'name': 'sherry', 'age': 24, 'sex': 'female'}
强制参数
在带星号的“可变参数”(只能是封装成集合的形式*param)后面增加新的参数,必须在调用的时候“强制命名参数”。
def func1(*a,b,c):
print('a:{0} b:{1} c:{2}'.format(a,b,c))
func1(1,2,3,4,5,6,7,c=100,b=200)
输出:
a:(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) b:200 c:100
lambda表达式和匿名函数
lambda表达式可以用来声明匿名函数。lambda函数是一种简单的、在同一行中定义函数的方法,lambda函数实际生成了一个函数对象。
lambda只允许包含一个参数列表和一个表达式,不能包含重复语句,该表达式的计算结果就是函数的返回值。
lambda表达式的基本语法如下:
lamba arg1,arg2,arg3…:<表达式>
arg1/arg2/arg3 为函数的参数。<表达式>相当于函数体。运算结果是:表达式的运算结果。
f = lambda a,b,c : a + b + c
g = [lambda a:a*2, lambda a:a*3, lambda a:a*3]
print(f(1,2,3))
print(g[0](2),g[1](3),g[2](4))
输出:
6
4 9 12
eval()函数
将字符串 str 当成有效的表达式来求值并返回计算结果。
eval(source[, globals[, locals]]) -> value
source:一个 Python 表达式或函数
compile()返回的代码对象
globals:可选。必须是 dictionary
locals:可选。任意映射对象
eval 函数会将字符串当做语句来执行,因此会被注入安全隐患。比如:字符串中含有删除文 件的语句。那就麻烦大了。因此,使用时候,要慎重!!!
eval("print('sherry')")
a=10
b=20
eval('print(a+b)')
eval('print(a+b)',dict(c=3,d=4))
eval('print(c+d)',dict(c=100,d=200))
输出:
sherry
30
7
300
递归函数
递归函数指的是:自己调用自己的函数,在函数体内部直接或间接的自己调用自己。
每个递归函数必须包含两个部分:
1.终止条件 表示递归什么时候结束。一般用于返回值,不再调用自己。
2.递归步骤 把第 n 步的值和第 n-1 步相关联
递归函数由于会创建大量的函数对象、过量的消耗内存和运算能力。在处理大量数据时,谨 慎使用。
嵌套函数
在函数内部定义的函数。
def f1():
print('f1 running..')
def f2():
print('f2 running...')
f2()
f1()
在什么情况下使用内部函数:
1.封装-数据隐藏
外部无法访问”嵌套函数”
2.嵌套函数可以让我们在函数内部避免重复代码
def printChineseName(name,familyName):
print("{0} {1}".format(familyName,name))
def printEnglishName(name,familyName):
print("{0} {1}".format(name, familyName))
可替换为:
def printName(isChinese,name,familyName):
def inner_print(a,b):
print("{0} {1}".format(a,b))
if isChinese:
inner_print(familyName,name)
else:
inner_print(name,familyName)
printName(True,"明","李")
printName(False,"Sherry","Huang")
输出:
李 明
Sherry Huang
3.闭包
nonlocal关键字
使用nonlocal声明外层局部变量。
内层函数使用外层函数的变量用nonlocal声明。
def f1():
print('f1 running...')
a = 10
def f2():
nonlocal a
print('f2 a:{0}'.format(a))
a = 20 #改变了外层函数的变量
print('f2 a:{0}'.format(a))
f2()
print('f1 a:{0}'.format(a))
f1()
输出:
f1 running...
f2 a:10
f2 a:20
f1 a:20
LEBG规则
Python 在查找“名称”时,是按照 LEGB 规则查找的:
Local–>Enclosed–>Global–>Built in
Local 指的就是函数或者类的方法内部
Enclosed 指的是嵌套函数(一个函数包裹另一个函数,闭包)
Global 指的是模块中的全局变量
Built in 指的是 Python 为自己保留的特殊名称。
如果某个 name 映射在局部(local)命名空间中没有找到,接下来就会在闭包作用域 (enclosed)进行搜索,如果闭包作用域也没有找到,Python 就会到全局(global)命名空间中进行查找,最后会在内建(built-in)命名空间搜索 (如果一个名称在所有命名空间 中都没有找到,就会产生一个 NameError)。