Python基础知识之函数

函数的定义

函数， 在几乎所有语言中， 都是一个主要的代码结构

你可以将函数理解为定义一个代码块来执行特定的操作

一个函数由下面几个部分组成

1. 函数名
2. 参数
3. 返回值
4. 函数体

def a_test_function(name: str):
  "this is a test function "
  print("hello " + name)

a_test_function("world")
hello world

a_test_function("world")， 是函数的调用， “world”用于指定参数name为world

所以函数执行的结果是打印hello world

python支持按参数名指定参数和按位置指定参数， 所以上述代码调用等价于

a_test_function(name="world"), 在这个调用中， 直接显示的指定name参数的值为world

作用域

函数在其函数体内有自己的作用域名， 其中， 参数的作用域只在函数体内， 也就是函数的参数只能在函数体内访问， 在其他地方不能访问

函数在访问一个变量时， 会先在函数局部作用域中查找， 然后在全局作用域中查找， 最后在内置符号表中查找

所以， 函数可以访问和修改函数外部的变量， 但是建议不要直接访问函数外部的变量， 这样会使代码的可读性变得很差， 除非在变量的定义是就定义成了global或者nonlocal变量

global标识函数内的变量为全局变量

x = 10  # 全局变量

def modify_global():
    global x  # 声明使用全局变量 x
    x += 5
    print("Inside function:", x)

modify_global()
print("Outside function:", x)

Inside function: 15
Outside function: 15

nonlocal标识函数内变量为上层函数的变量

def outer():
    x = 10  # 外层函数变量

    def inner():
        nonlocal x  # 声明修改外层函数的 x
        x += 1
        print("Inner x:", x)
    
    inner()
    print("Outer x:", x)

outer()

Inner x: 11
Outer x: 11

函数的返回值

在Python中， 所有的函数都有返回值， 在没有显示的指定返回值时， 也就是没有在函数内部调用return xx 时， python 会隐式的定义函数的返回值为None

函数的参数

默认参数

默认参数是指， 在函数定义的时候给定一些参数以默认值， 当函数调用时没有指定对应参数值， 则使用默认值

def default_arg_function(first_name='dot', last_name = 'k'):
  print(first_name + last_name)

default_arg_function()

输出：
dotk

default_arg_function('hello', 'world')
输出：
helloworld

在定义默认参数时， 需要有一个原则， 就是默认参数都在函数的末尾， 也就是， 所有有默认值的参数都要跟在没有默认值参数的后面

下面这个例子， 就会报语法错误

>>> def default_arg_function(first_name='dot', last_name):
  File "<stdin>", line 1
    def default_arg_function(first_name='dot', last_name):
                                                        ^
SyntaxError: non-default argument follows default argument
>>>
>>> #将默认参数移到末尾则不会报错
>>> def default_arg_function(first_name, last_name='k'):
...     print(first_name + last_name)
...
>>>

关键词参数

python中函数的调用， 除了直接通过位置来确定调用参数以外， 还可以通过关键词的方式确定函数的参数， 也就是以参数名=参数值的方式指定参数值

首先定义一个函数

def test(name, age, gender):
  print(name, age, gender)

可以通过位置指定参数的方式调用： test('点点K'， 18， ‘male’)

也可以通过关键词指定的方式进行调用： test(name='点点K'， gender=‘male’, age=18), 我们注意到， 在进行关键词指定时， 参数的位置已经不在重要了， 可以跟函数定义的位置不一致

我们也可以通过混合的方式来进行调用： test('点点K', gender=‘male’, age=18), 使用位置参数指定name为点点K， 使用关键词参数指定gender和age分别为male和18

以上三种调用方式都是等价的

特殊参数

在python的函数定义中， 当最后一个参数为**name时， 接收的是所有未定义的关键词参数， 在**name前的*name， 接收的是所有未定义的位置参数

*name 返回一个元组， 元组的内容是调用时指定的未定义的位置参数

**name返回一个字典， 内容时调用时指定的未定义的关键词参数

>>> def test(name, *position_argvs, **keywords_argvs):
...     print(name, position_argvs, keywords_argvs)
...
>>> test('点点K', 'hello', 'tuple', say='hello', hi='world')

点点K ('hello', 'tuple') {'say': 'hello', 'hi': 'world'}

解包调用

可以通过解包tuple或list来指定位置参数完成函数调用

通过*将列表或者元组解包， 从而指定位置参数完成函数调用

>>> def test(say, hi):
...     print(say + " " + hi)
...
>>> args = ('hello', 'world')
>>> test(*args)
hello world

以此类推， 可以解包字典来指定关键词参数完成函数的调用

通过**完成字典的解包， 从而指定关键词参数完成函数的调用

>>> def test(say, hi):
...     print(say + " " + hi)
...
>>> args = {'say': 'hello', 'hi':'world'}
>>> test(**args)
hello world

解包的操作跟好跟特殊参数相呼应

在函数体内是， 使用*name获取未定义的位置参数得到一个元组， 在调用时使用*name解包对应的元组或list完成位置参数的指定

函数体内**name获取未定义的关键词参数得到一个字典， 在调用时使用**name解包对应的字典来完成关键词参数的指定

lambda 表达式

lambda表达式是python中用与定义匿名函数的语法糖， 可以很方便的定义一个简单的函数

具体的使用方式是 lambda arg…: dosomething, :前用于定义参数， 多个参数用,分割， :后用于定义函数体

比如

f = lambda x, y: x+y
f(1, 2)

# 结果
3