python基础教程总结5——函数

1.函数创建

1）.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()
2）.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
3）.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
4）.函数内容以冒号起始，并且缩进
5）.Return[expression]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

def functionname( parameters ):
   "函数_文档字符串"
   function_suite
   return [expression]

2.函数参数

　　形参：写在def语句中函数名后面的变量通常叫做函数的形式参数，

　　实参：而调用函数的时候提供的值是实际参数，或者称为参数；      参数存储在局部作用域（local scope）内。

2.1 参数的改变：在函数内为参数赋予新值不会改变外部任何变量的值。

def try_to_change(n):
    n = 'Mr. Gumby'
name = 'Mrs Entity'
try_to_change(name)
print name

　　运行结果打印"Mrs Entity“。在try_to_change内，参数n获得了新值，但是它没有影响到name变量。n实际上是个完全不同的变量。

2.2关键字参数：通常我们所使用的参数都叫做位置参数，因为它们的位置很重要——事实上比它们的名字更重要。因此python引入了使用参数名来提供参数，这类使用参数名提供参数就叫做关键字参数。

def hello_1(greeting,name):
    print '%s, %s!' %(greeting,name)
    
def hello_2(name,greeting):
    print '%s, %s!' %(name,greeting)
    
print hello_1('hello','world')
print hello_2('hello','world')

#运行结果：

hello, world
None
hello, world
None

def hello_1(greeting,name):
    print '%s, %s!' %(greeting,name)
    
def hello_2(name,greeting):
    print '%s, %s!' %(name,greeting)
    
hello_1(greeting='hello',name='world')
hello_1(name='world',greeting='hello')

#结果：
hello, world
hello, world

2.3 参数的默认值：前面提到了关键字参数的一些作用，但关键字参数最厉害的地方在于可以在函数中给参数提供默认值：

def hello_3(greeting='Hello',name='world'):
    print '%s, %s!' %(greeting,name)
    
hello_3()
hello_3('greeting')
hello_3('greeting','universe')
#结果：

Hello, world!
greeting, world!
greeting, universe!

 

2.4 并非真正函数的函数：数学意义上的函数，总在计算其参数后返回点什么。python的有些函数却并不返回任何东西。

def test():
    print 'This is printed'
    return
    print 'This is not'
x = test()
print x
#运行结果：
This is printed
None

 

　　这里的return语句只起到结束函数的作用，第二个print语句被跳过了。return语句不返回任何值，那么x又引用什么呢？对，就是第二行的None。所以，所有的函数其实都返回了东西：当不需要它们返回值的时候，它们就返回None。

 

2.5 可变长度参数

1 #coding:utf-8       #设置python文件的编码为utf-8，这样就可以写入中文注释
2 def foo(arg1,*tupleArg,**dictArg):
3     print "arg1=",arg1  #formal_args
4     print "tupleArg=",tupleArg  #()
5     print "dictArg=",dictArg    #[]
6 foo("formal_args")

　　tupleArg前面“*”表示这个参数是一个元组参数，从程序的输出可以看出，默认值为()；

　　dicrtArg前面有“**”表示这个字典参数(键值对参数)。

　　可以把tupleArg、dictArg看成两个默认参数。多余的非关键字参数，函数调用时被放在元组参数tupleArg中；多余的关键字参数，函数调用时被放字典参数dictArg中。

 1 #coding:utf-8       #设置python文件的编码为utf-8，这样就可以写入中文注释
 2 def foo(arg1,arg2="OK",*tupleArg,**dictArg):
 3     print "arg1=",arg1
 4     print "arg2=",arg2
 5     for i,element in enumerate(tupleArg):
 6         print "tupleArg %d-->%s" % (i,str(element))
 7     for  key in dictArg:
 8         print "dictArg %s-->%s" %(key,dictArg[key])
 9 
10 myList=["my1","my2"]
11 myDict={"name":"Tom","age":22}
12 foo("formal_args",arg2="argSecond",a=1)
13 print "*"*40
14 foo(123,myList,myDict)
15 print "*"*40
16 foo(123,rt=123,*myList,**myDict)

输出为：

从上面的程序可以看出：

(1)如代码第16行。

　　　参数中如果使用“*”元组参数或者“**”字典参数，这两种参数应该放在参数列表最后。并且“*”元组参数位于“**”字典参数之前。

　　　关键字参数rt=123,因为函数foo(arg1,arg2="OK",*tupleArg,**dictArg)中没有rt参数，所以最后也归到字典参数中。

(2)如代码第14行。

　　元组对象前面如果不带“*”、字典对象如果前面不带“**”，则作为普通的对象传递参数。

　　多余的普通参数，在foo(123,myList,myDict)中，123赋给参数arg1，myList赋给参数arg2，多余的参数myDict默认为元组赋给myList。

 

 

2.6 参数顺序

　　在Python中定义函数，可以用必选参数、默认参数、可变参数和关键字参数，这4种参数都可以一起使用，或者只用其中某些，但是请注意，参数定义的顺序必须是：必选参数、默认参数、可变参数，关键字参数。

def func(a, b, c=0, *args, **kw):
    print 'a =', a, 'b =', b, 'c =', c, 'args =', args, 'kw =', kw　

　　在函数调用的时候，Python解释器自动按照参数位置和参数名把对应的参数传进去。

>>> func(1, 2)
a = 1 b = 2 c = 0 args = () kw = {}
>>> func(1, 2, c=3)
a = 1 b = 2 c = 3 args = () kw = {}
>>> func(1, 2, 3, 'a', 'b')
a = 1 b = 2 c = 3 args = ('a', 'b') kw = {}
>>> func(1, 2, 3, 'a', 'b', x=99)
a = 1 b = 2 c = 3 args = ('a', 'b') kw = {'x': 99}

　　最神奇的是通过一个tuple和dict，你也可以调用该函数：

>>> args = (1, 2, 3, 4)
>>> kw = {'x': 99}
>>> func(*args, **kw)
a = 1 b = 2 c = 3 args = (4,) kw = {'x': 99}

　　所以，对于任意函数，都可以通过类似func(*args, **kw)的形式调用它，无论它的参数是如何定义的。

　　　　　　*args是可变参数，args接收的是一个tuple；

　　　　　　**kw是关键字参数，kw接收的是一个dict。

　　参数既可以直接传入：func(1, 2, 3)，又可以先组装list或tuple，再通过*args传入：func(*(1, 2, 3))；

　　关键字参数既可以直接传入：func(a=1, b=2)，又可以先组装dict，再通过**kw传入：func(**{'a': 1, 'b': 2})。

 

3. 作用域

3.1作用域分类

　　python中的作用域分4种情况：搜索变量的优先级顺序依次是：作用域局部>外层作用域>当前模块中的全局>python内置作用域，也就是LEGB。

　　　　L：local，局部作用域，即函数中定义的变量；
　　　　E：enclosing，嵌套的父级函数的局部作用域，即包含此函数的上级函数的局部作用域，但不是全局的；
　　　　G：globa，全局变量，就是模块级别定义的变量；

　　　　B：built-in，系统固定模块里面的变量，比如int, bytearray等。

x = int(2.9)  # int built-in
 
g_count = 0  # global
def outer():
    o_count = 1  # enclosing
    def inner():
        i_count = 2  # local

3.2 作用域的产生

　　在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、try、for等）是不会引入新的作用域的，如下代码：

if True:
    x = 1;
print(x)
# 1

 

　　这个是没有问题的，if并没有引入一个新的作用域，x仍处在当前作用域中，后面代码可以使用。

def test():
    x2 = 2
print(x2)
# NameError: name 'x2' is not defined

3.3 变量的修改　

　　一个不在局部作用域里的变量默认是只读的，如果试图为其绑定一个新的值，python认为是在当前的局部作用域里创建一个新的变量，也就是说在当前局部作用域中，如果直接使用外部作用域的变量，那么这个变量是只读的，不能修改，如：

count = 10
def outer():
    print(count)  
    count = 100
    print(count)
outer()
#UnboundLocalError: local variable 'count' referenced before assignment

　　这里第一个print中，使用到了外部作用域的count，这样后面count就指外部作用域中的count了，再修改就会报错。 如果没使用过这个变量，而直接赋值，会认为是新定义的变量，此时会覆盖外部作用域中变量，如：

count = 10
def outer():
    count = 100  
    print(count)
outer()
#100

 

内部作用域中直接声明了count=100，后面使用count都是内部作用域的了。 

3.4 global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关键字了，当修改的变量是在全局作用域（global作用域）上的，就要使用global先声明一下，代码如下：

1 count = 10
2 def outer():
3     global count
4     print(count)  
5     count = 100
6     print(count)
7 outer()
8 #10
9 #100

　

3.5 nonlocal关键字
　　global关键字声明的变量必须在全局作用域上，不能嵌套作用域上，当要修改嵌套作用域（enclosing作用域，外层非全局作用域）中的变量怎么办呢，这时就需要nonlocal关键字了

 1 def outer():
 2     count = 10
 3     def inner():
 4         nonlocal count
 5         count = 20
 6         print(count)
 7     inner()
 8     print(count)
 9 outer()
10 #20
11 #20

　　

3.6 小结：

（1）变量查找顺序：LEGB，作用域局部>外层作用域>当前模块中的全局>python内置作用域；

（2）只有模块、类、及函数才能引入新作用域；

（3）对于一个变量，内部作用域先声明就会覆盖外部变量，不声明直接使用，就会使用外部作用域的变量；

（4）内部作用域要修改外部作用域变量的值时，全局变量要使用global关键字，嵌套作用域变量要使用nonlocal关键字。nonlocal是python3新增的关键字，有了这个关键字，就能完美的实现闭包了。