python 之函数进阶

客官°小女子只卖身不卖艺 2021-09-04 05:49 582阅读 0赞

## 目标 ##

*  函数参数和返回值的作用
 *  函数的返回值 进阶
 *  函数的参数 进阶
 *  递归函数

## 01. 函数参数和返回值的作用 ##

函数根据 **有没有参数** 以及 **有没有返回值**，可以 **相互组合**，一共有 **4 种** 组合形式

1.  无参数，无返回值
2.  无参数，有返回值
3.  有参数，无返回值
4.  有参数，有返回值

[![3hX5Sf.md.png][]][3hX5Sf.md.png 1]

> 定义函数时，**是否接收参数，或者是否返回结果**，是根据 **实际的功能需求** 来决定的！

1.  如果函数 **内部处理的数据不确定**，就可以将外界的数据以参数传递到函数内部
2.  如果希望一个函数 **执行完成后，向外界汇报执行结果**，就可以增加函数的返回值

### 1.1 无参数，无返回值 ###

此类函数，不接收参数，也没有返回值，应用场景如下：

1.  **只是单纯地做一件事情**，例如 **显示菜单**
2.  在函数内部 **针对全局变量进行操作**，例如：**新建名片**，最终结果 **记录在全局变量** 中

> 注意：

*  如果全局变量的数据类型是一个 **可变类型**，在函数内部可以使用 **方法** 修改全局变量的内容 —— **变量的引用不会改变**
 *  在
 *  函数内部，**使用赋值语句** 才会 **修改变量的引用**

### 1.2 无参数，有返回值 ###

此类函数，不接收参数，但是有返回值，应用场景如下：

*  采集数据，例如 **温度计**，返回结果就是当前的温度，而不需要传递任何的参数

### 1.3 有参数，无返回值 ###

此类函数，接收参数，没有返回值，应用场景如下：

*  函数内部的代码保持不变，针对 **不同的参数 处理 不同的数据**
 *  例如 **名片管理系统** 针对 **找到的名片** 做 **修改**、**删除** 操作

### 1.4 有参数，有返回值 ###

此类函数，接收参数，同时有返回值，应用场景如下：

*  函数内部的代码保持不变，针对 **不同的参数 处理 不同的数据**，并且 **返回期望的处理结果**
 *  例如 **名片管理系统** 使用 **字典默认值** 和 **提示信息** 提示用户输入内容
    
     *  如果输入，返回输入内容
     *  如果没有输入，返回字典默认值

## 02. 函数的返回值 进阶 ##

*  在程序开发中，有时候，会希望 **一个函数执行结束后，告诉调用者一个结果**，以便调用者针对具体的结果做后续的处理
 *  **返回值** 是函数 **完成工作**后，**最后** 给调用者的 **一个结果**
 *  在函数中使用 `return` 关键字可以返回结果
 *  调用函数一方，可以 **使用变量** 来 **接收** 函数的返回结果

> 问题：一个函数执行后能否返回多个结果？

### 示例 —— 温度和湿度测量 ###

*  假设要开发一个函数能够同时返回当前的温度和湿度
 *  **先完成返回温度**的功能如下：

def measure():
     """返回当前的温度"""
     
     print("开始测量...")
     temp = 39
     print("测量结束...")
     
     return temp
    
    result = measure()
    print(result)

*  在利用 **元组** 在返回温度的同时，也能够返回 **湿度**
 *  改造如下：

def measure():
     """返回当前的温度"""
    
     print("开始测量...")
     temp = 39
     wetness = 10
     print("测量结束...")
    
     return (temp, wetness)

> 提示：如果一个函数返回的是元组，括号可以省略

**技巧**

*  在 `Python` 中，可以 **将一个元组** 使用 **赋值语句** 同时赋值给 **多个变量**
 *  注意：变量的数量需要和元组中的元素数量保持一致

result = temp, wetness = measure()

### 面试题 —— 交换两个数字 ###

**题目要求**

1.  有两个整数变量 `a = 6`, `b = 100`
2.  不使用其他变量，**交换两个变量的值**

#### 解法 1 —— 使用其他变量 ####

# 解法 1 - 使用临时变量
    c = b
    b = a
    a = c

#### 解法 2 —— 不使用临时变量 ####

# 解法 2 - 不使用临时变量
    a = a + b
    b = a - b
    a = a - b

#### 解法 3 —— Python 专有，利用元组 ####

a, b = b, a

## 03. 函数的参数 进阶 ##

### 3.1. 不可变和可变的参数 ###

> 问题 1：在函数内部，针对参数使用 **赋值语句**，会不会影响调用函数时传递的 **实参变量**？ —— 不会！

*  无论传递的参数是 **可变** 还是 **不可变**
    
     *  只要 **针对参数** 使用 **赋值语句**，会在 **函数内部** 修改 **局部变量的引用**，**不会影响到 外部变量的引用**

def demo(num, num_list):
    
     print("函数内部")
    
     # 赋值语句
     num = 200
     num_list = [1, 2, 3]
    
     print(num)
     print(num_list)
    
     print("函数代码完成")
    
    
    gl_num = 99
    gl_list = [4, 5, 6]
    demo(gl_num, gl_list)
    print(gl_num)
    print(gl_list)

> 问题 2：如果传递的参数是 **可变类型**，在函数内部，使用 **方法** 修改了数据的内容，**同样会影响到外部的数据**

def mutable(num_list):
    
     # num_list = [1, 2, 3]
     num_list.extend([1, 2, 3])
     
     print(num_list)
    
    gl_list = [6, 7, 8]
    mutable(gl_list)
    print(gl_list)

#### 面试题 —— `+=` ####

*  在 `python` 中，列表变量调用 `+=` 本质上是在执行列表变量的 `extend` 方法，不会修改变量的引用

def demo(num, num_list):
    
     print("函数内部代码")
    
     # num = num + num
     num += num
     # num_list.extend(num_list) 由于是调用方法，所以不会修改变量的引用
     # 函数执行结束后，外部数据同样会发生变化
     num_list += num_list
    
     print(num)
     print(num_list)
     print("函数代码完成")
    
    
    gl_num = 9
    gl_list = [1, 2, 3]
    demo(gl_num, gl_list)
    print(gl_num)
    print(gl_list)

### 3.2 缺省参数 ###

*  定义函数时，可以给 **某个参数** 指定一个**默认值**，具有默认值的参数就叫做 **缺省参数**
 *  调用函数时，如果没有传入 **缺省参数** 的值，则在函数内部使用定义函数时指定的 **参数默认值**
 *  函数的缺省参数，**将常见的值设置为参数的缺省值**，从而 **简化函数的调用**
 *  例如：对列表排序的方法

gl_num_list = [6, 3, 9]
    
    # 默认就是升序排序，因为这种应用需求更多
    gl_num_list.sort()
    print(gl_num_list)
    
    # 只有当需要降序排序时，才需要传递 `reverse` 参数
    gl_num_list.sort(reverse=True)
    print(gl_num_list)

#### 指定函数的缺省参数 ####

*  在参数后使用赋值语句，可以指定参数的缺省值

def print_info(name, gender=True):
    
     gender_text = "男生"
     if not gender:
     gender_text = "女生"
    
     print("%s 是 %s" % (name, gender_text))

**提示**

1.  缺省参数，需要使用 **最常见的值** 作为默认值！
2.  如果一个参数的值 **不能确定**，则不应该设置默认值，具体的数值在调用函数时，由外界传递！

#### 缺省参数的注意事项 ####

##### 1) 缺省参数的定义位置 #####

*  **必须保证** **带有默认值的缺省参数** **在参数列表末尾**
 *  所以，以下定义是错误的！

def print_info(name, gender=True, title):

##### 2) 调用带有多个缺省参数的函数 #####

*  在 **调用函数时**，如果有 **多个缺省参数**，**需要指定参数名**，这样解释器才能够知道参数的对应关系！

def print_info(name, title="", gender=True):
     """
    
     :param title: 职位
     :param name: 班上同学的姓名
     :param gender: True 男生 False 女生
     """
    
     gender_text = "男生"
    
     if not gender:
     gender_text = "女生"
    
     print("%s%s 是 %s" % (title, name, gender_text))
    
    
    # 提示：在指定缺省参数的默认值时，应该使用最常见的值作为默认值！
    print_info("小明")
    print_info("老王", title="班长")
    print_info("小美", gender=False)

### 3.3 多值参数(知道) ###

#### 定义支持多值参数的函数 ####

*  有时可能需要 **一个函数** 能够处理的参数 **个数** 是不确定的，这个时候，就可以使用 **多值参数**
 *  `python` 中有 **两种** 多值参数：
    
     *  参数名前增加 **一个** `*` 可以接收 **元组**
     *  参数名前增加 **两个** `*` 可以接收 **字典**
 *  一般在给多值参数命名时，**习惯**使用以下两个名字
    
     *  `*args` —— 存放 **元组** 参数，前面有一个 `*`
     *  `**kwargs` —— 存放 **字典** 参数，前面有两个 `*`
 *  `args` 是 `arguments` 的缩写，有变量的含义
 *  `kw` 是 `keyword` 的缩写，`kwargs` 可以记忆 **键值对参数**

def demo(num, *args, **kwargs):
    
     print(num)
     print(args)
     print(kwargs)
    
    
    demo(1, 2, 3, 4, 5, name="小明", age=18, gender=True)

> 提示：**多值参数** 的应用会经常出现在网络上一些大牛开发的框架中，知道多值参数，**有利于我们能够读懂大牛的代码**

#### 多值参数案例 —— 计算任意多个数字的和 ####

**需求**

1.  定义一个函数 `sum_numbers`，可以接收的 **任意多个整数**
2.  功能要求：将传递的 **所有数字累加** 并且返回累加结果

def sum_numbers(*args):
    
     num = 0
     # 遍历 args 元组顺序求和
     for n in args:
     num += n
    
     return num
    
    print(sum_numbers(1, 2, 3))

#### 元组和字典的拆包(知道) ####

*  在调用带有多值参数的函数时，如果希望：
    
     *  将一个 **元组变量**，直接传递给 `args`
     *  将一个 **字典变量**，直接传递给 `kwargs`
 *  就可以使用 **拆包**，简化参数的传递，**拆包** 的方式是：
    
     *  在 **元组变量前**，增加 **一个** `*`
     *  在 **字典变量前**，增加 **两个** `*`

def demo(*args, **kwargs):
    
     print(args)
     print(kwargs)
    
    
    # 需要将一个元组变量/字典变量传递给函数对应的参数
    gl_nums = (1, 2, 3)
    gl_xiaoming = { "name": "小明", "age": 18}
    
    # 会把 num_tuple 和 xiaoming 作为元组传递个 args
    # demo(gl_nums, gl_xiaoming)
    demo(*gl_nums, **gl_xiaoming)

## 04. 函数的递归 ##

> 函数调用自身的 **编程技巧** 称为递归

### 4.1 递归函数的特点 ###

**特点**

*  **一个函数** **内部** **调用自己**
    
     *  函数内部可以调用其他函数，当然在函数内部也可以调用自己

**代码特点**

1.  函数内部的 **代码** 是相同的，只是针对 **参数** 不同，**处理的结果不同**
2.  当 **参数满足一个条件** 时，函数不再执行
    
     *  **这个非常重要**，通常被称为递归的出口，否则 **会出现死循环**！

示例代码

def sum_numbers(num):
    
     print(num)
     
     # 递归的出口很重要，否则会出现死循环
     if num == 1:
     return
    
     sum_numbers(num - 1)
     
    sum_numbers(3)

[![3hX5Sf.md.png][3hX5Sf.md.png 2]][3hX5Sf.md.png 1]

### 4.2 递归案例 —— 计算数字累加 ###

**需求**

1.  定义一个函数 `sum_numbers`
2.  能够接收一个 `num` 的整数参数
3.  计算 1 + 2 + … num 的结果

def sum_numbers(num):
    
     if num == 1:
     return 1
     
     # 假设 sum_numbers 能够完成 num - 1 的累加
     temp = sum_numbers(num - 1)
    
     # 函数内部的核心算法就是 两个数字的相加
     return num + temp
    
    print(sum_numbers(2))

[![3hXo6S.md.png][]][3hXo6S.md.png 1]

> 提示：递归是一个 **编程技巧**，初次接触递归会感觉有些吃力！在处理 **不确定的循环条件时**，格外的有用，例如：**遍历整个文件目录的结构**

[3hX5Sf.md.png]: /images/20210813/52c68b238bca44549e17997c159cf5f4.png
[3hX5Sf.md.png 1]: https://imgchr.com/i/3hX5Sf
[3hX5Sf.md.png 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/730ec5fe711665f1a05aee19af35d59f.png
[3hXo6S.md.png]: /images/20210813/fcd5d50d04bf429dbb7ea1dbabd4ffab.png
[3hXo6S.md.png 1]: https://imgchr.com/i/3hXo6S