Python入门教程 | Python 函数与参数

短命女 2024-03-08 08:54 108阅读 0赞

## 函数简介 ##

函数是组织好的，可重复使用的，用来实现单一，或相关联功能的代码段。

函数能提高应用的模块性，和代码的重复利用率。你已经知道Python提供了许多内建函数，比如print()。但你也可以自己创建函数，这被叫做用户自定义函数。

## 定义一个函数 ##

你可以定义一个由自己想要功能的函数，以下是简单的规则：

*  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 ()。
 *  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。
 *  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。
 *  函数内容以冒号 : 起始，并且缩进。
 *  return \[表达式\] 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。  
    ![在这里插入图片描述][5c1e943e254147a3aa440db976f765a2.jpeg]

## 函数语法 ##

Python 定义函数使用 def 关键字，一般格式如下：

> def 函数名（参数列表）:  
> 函数体

默认情况下，参数值和参数名称是按函数声明中定义的顺序匹配起来的。  
**实例**  
让我们使用函数来输出"Hello World！"：  
交互模式

>>> def hello() :
    ...     print("Hello World!")
    ...
    >>> hello()
    Hello World!
    >>>

更复杂点的应用，函数中带上参数变量:  
比较两个数，并返回较大的数:  
脚本模式

def max(a, b):
        if a > b:
            return a
        else:
            return b
     
    a = 4
    b = 5
    print(max(a, b))

以上实例输出结果：

> 5

计算面积函数:  
脚本模式

# 计算面积函数
    def area(width, height):
        return width * height
     
    def print_welcome(name):
        print("Welcome", name)
     
    print_welcome("Tarzan")
    w = 4
    h = 5
    print("width =", w, " height =", h, " area =", area(w, h))

以上实例输出结果：

> Welcome Tarzan  
> width = 4 height = 5 area = 20

## 函数调用 ##

定义一个函数：给了函数一个名称，指定了函数里包含的参数，和代码块结构。

这个函数的基本结构完成以后，你可以通过另一个函数调用执行，也可以直接从 Python 命令提示符执行。

如下实例调用了 **printme()** 函数：

# 定义函数
    def printme( str ):
       # 打印任何传入的字符串
       print (str)
       return
     
    # 调用函数
    printme("我要调用用户自定义函数!")
    printme("再次调用同一函数")

以上实例输出结果：

> 我要调用用户自定义函数!  
> 再次调用同一函数

## 参数 ##

以下是调用函数时可使用的正式参数类型：

*  必需参数
 *  关键字参数
 *  默认参数
 *  不定长参数

### 必需参数 ###

必需参数须以正确的顺序传入函数。调用时的数量必须和声明时的一样。

调用 **printme()** 函数，你必须传入一个参数，不然会出现语法错误：

#可写函数说明
    def printme( str ):
       "打印任何传入的字符串"
       print (str)
       return
     
    # 调用 printme 函数，不加参数会报错
    printme()

以上实例输出结果：

Traceback (most recent call last):
      File "C:\Users\Lenovo\Desktop\test.py", line 7, in <module>
        printme()
    TypeError: printme() missing 1 required positional argument: 'str'

### 关键字参数 ###

关键字参数和函数调用关系紧密，函数调用使用关键字参数来确定传入的参数值。

使用关键字参数允许函数调用时参数的顺序与声明时不一致，因为 Python 解释器能够用参数名匹配参数值。

以下实例在函数 **printme()** 调用时使用参数名：

#可写函数说明
    def printme( str ):
       "打印任何传入的字符串"
       print (str)
       return
     
    #调用printme函数
    printme( str = "泰山技术博客")

以上实例输出结果：

> 泰山技术博客

以下实例中演示了函数参数的使用不需要使用指定顺序：

#可写函数说明
    def printinfo( name, age ):
       "打印任何传入的字符串"
       print ("名字: ", name)
       print ("年龄: ", age)
       return
     
    #调用printinfo函数
    printinfo( age=30, name="tarzan" )

以上实例输出结果：

> 名字: tarzan  
> 年龄: 30

### 默认参数 ###

调用函数时，如果没有传递参数，则会使用默认参数。以下实例中如果没有传入 age 参数，则使用默认值：

#可写函数说明
    def printinfo( name, age = 30 ):
       "打印任何传入的字符串"
       print ("名字: ", name)
       print ("年龄: ", age)
       return
     
    #调用printinfo函数
    printinfo( age=50, name="tarzan" )
    printinfo( name="tarzan" )

> 名字: tarzan  
> 年龄: 50  
> 名字: tarzan  
> 年龄: 30

### 不定长参数 ###

你可能需要一个函数能处理比当初声明时更多的参数。这些参数叫做不定长参数，和上述 2 种参数不同，声明时不会命名。基本语法如下：

def functionname([formal_args,] *var_args_tuple ):
       "函数_文档字符串"
       function_suite
       return [expression]

加了星号 **\*** 的参数会以元组(tuple)的形式导入，存放所有未命名的变量参数。

# 可写函数说明
    def printinfo( arg1, *vartuple ):
       "打印任何传入的参数"
       print ("输出: ")
       print (arg1)
       print (vartuple)
     
    # 调用printinfo 函数
    printinfo( 70, 60, 50 )

以上实例输出结果：

> 输出:  
> 70  
> (60, 50)

如果在函数调用时没有指定参数，它就是一个空元组。我们也可以不向函数传递未命名的变量。如下实例：

# 可写函数说明
    def printinfo( arg1, *vartuple ):
       "打印任何传入的参数"
       print ("输出: ")
       print (arg1)
       for var in vartuple:
          print (var)
       return
     
    # 调用printinfo 函数
    printinfo( 10 )

以上实例输出结果：

> 输出:  
> 10

还有一种就是参数带两个星号加了星号 **\***\* 基本语法如下：

def functionname([formal_args,] **var_args_dict ):
       "函数_文档字符串"
       function_suite
       return [expression]

加了两个星号 **\***\* 的参数会以字典的形式导入。

# 可写函数说明
    def printinfo( arg1, **vardict ):
       "打印任何传入的参数"
       print ("输出: ")
       print (arg1)
       print (vardict)
     
    # 调用printinfo 函数
    printinfo(1, a=2,b=3)

以上实例输出结果：

> 输出:  
> 1  
> \{‘a’: 2, ‘b’: 3\}

声明函数时，参数中星号 **\*** 可以单独出现，例如:

def f(a,b,*,c):
        return a+b+c

如果单独出现星号 **\***，则星号 \* 后的参数必须用关键字传入：  
交互模式

>>> def f(a,b,*,c):
    ...     return a+b+c
    ...
    >>> f(1,2,3)
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    TypeError: f() takes 2 positional arguments but 3 were given
    >>> f(1,2,c=3)
    6
    >>>

### 强制位置参数 ###

Python3.8 新增了一个函数形参语法 / 用来指明函数形参必须使用指定位置参数，不能使用关键字参数的形式。

在以下的例子中，形参 a 和 b 必须使用指定位置参数，c 或 d 可以是位置形参或关键字形参，而 e 和 f 要求为关键字形参:

def f(a, b, /, c, d, *, e, f):
        print(a, b, c, d, e, f)

以下使用方法是正确的:

f(10, 20, 30, d=40, e=50, f=60)

以下使用方法会发生错误:  
交互模式

>>> f(10, b=20, c=30, d=40, e=50, f=60)
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    TypeError: f() got some positional-only arguments passed as keyword arguments: 'b'
    >>> f(10, 20, 30, 40, 50, f=60)
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    TypeError: f() takes 4 positional arguments but 5 positional arguments (and 1 keyword-only argument) were given
    >>>

## 参数传递 ##

在 python 中，类型属于对象，对象有不同类型的区分，变量是没有类型的：

#把列表赋值给a
    a=[1,2,3]
    #把字符串赋值给a
    a="Tarzan"

以上代码中，\[1,2,3\] 是 List 类型，“Runoob” 是 String 类型，而变量 a 是没有类型，她仅仅是一个对象的引用（一个指针），可以是指向 List 类型对象，也可以是指向 String 类型对象。

### 可更改(mutable)与不可更改(immutable)对象 ###

在 python 中，strings, tuples, 和 numbers 是不可更改的对象，而 list,dict 等则是可以修改的对象。

*  不可变类型：变量赋值 a=5 后再赋值 a=10，这里实际是新生成一个 int 值对象 10，再让 a 指向它，而 5 被丢弃，不是改变 a 的值，相当于新生成了 a。
 *  可变类型：变量赋值 la=\[1,2,3,4\] 后再赋值 la\[2\]=5 则是将 list la 的第三个元素值更改，本身la没有动，只是其内部的一部分值被修改了。

python 函数的参数传递：

*  不可变类型：类似 C++ 的值传递，如整数、字符串、元组。如 fun(a)，传递的只是 a 的值，没有影响 a 对象本身。如果在 fun(a) 内部修改 a 的值，则是新生成一个 a 的对象。
 *  可变类型：类似 C++ 的引用传递，如 列表，字典。如 fun(la)，则是将 la 真正的传过去，修改后 fun 外部的 la 也会受影响

python 中一切都是对象，严格意义我们不能说值传递还是引用传递，我们应该说传不可变对象和传可变对象。

### python 传不可变对象实例 ###

通过 **id()** 函数来查看内存地址变化：

def change(a):
        print(id(a), a, sep=' - ')   # 指向的是同一个对象
        a=10
        print(id(a), a, sep=' - ')  # 一个新对象
     
    b=1
    print(id(b), b, sep=' - ')
    change(b)
    print(id(b), b, sep=' - ')

以上实例输出结果为：

> 140705853137704 - 1  
> 140705853137704 - 1  
> 140705853137992 - 10  
> 140705853137704 - 1

可以看见在调用函数前后，形参和实参指向的是同一个对象（对象 id 相同），在函数内部修改形参后，形参指向的是不同的 id。

*  形参（Parameter）是指在定义函数时声明的参数，用于描述函数在执行时需要接收的参数。形参可以在函数内部使用，也可以在函数外部使用。
 *  实参（Argument）是指在调用函数时传递给函数的参数，用于指定函数执行时需要使用的参数。实参可以是常量、变量、表达式等。

在上面例子中,形参为 **a**,实参为**b** 。

### 传可变对象实例 ###

可变对象在函数里修改了参数，那么在调用这个函数的函数里，原始的参数也被改变了。例如：

# 可写函数说明
    def changeme( mylist ):
       "修改传入的列表"
       mylist.append([1,2,3,4])
       print ("函数内取值: ", mylist)
       return
     
    # 调用changeme函数
    mylist = [10,20,30]
    changeme( mylist )
    print ("函数外取值: ", mylist)

传入函数的和在末尾添加新内容的对象用的是同一个引用。故输出结果如下：

> 函数内取值: \[10, 20, 30, \[1, 2, 3, 4\]\]  
> 函数外取值: \[10, 20, 30, \[1, 2, 3, 4\]\]

## 匿名函数 ##

Python 使用 **lambda** 来创建匿名函数。

所谓匿名，意即不再使用 **def** 语句这样标准的形式定义一个函数。

**lambda** 只是一个表达式，函数体比 def 简单很多。  
**lambda** 的主体是一个表达式，而不是一个代码块。仅仅能在 lambda 表达式中封装有限的逻辑进去。  
**lambda** 函数拥有自己的命名空间，且不能访问自己参数列表之外或全局命名空间里的参数。  
虽然 lambda 函数看起来只能写一行，却不等同于 **C** 或 **C++** 的内联函数，内联函数的目的是调用小函数时不占用栈内存从而减少函数调用的开销，提高代码的执行速度。

**语法**  
lambda 函数的语法只包含一个语句，如下：

> lambda \[arg1 \[,arg2,…argn\]\]:expression

**实例**：设置参数 a 加上 10:

x = lambda a : a + 10
    print(x(5))

以上实例输出结果：

> 15

以下实例匿名函数设置两个参数：

# 可写函数说明
    sum = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2
     
    # 调用sum函数
    print ("相加后的值为 : ", sum( 10, 20 ))
    print ("相加后的值为 : ", sum( 20, 20 ))

以上实例输出结果：

> 相加后的值为 : 30  
> 相加后的值为 : 40

我们可以将匿名函数封装在一个函数内，这样可以使用同样的代码来创建多个匿名函数。  
以下实例将匿名函数封装在 myfunc 函数中，通过传入不同的参数来创建不同的匿名函数：

def myfunc(n):
      return lambda a : a * n
     
    mydoubler = myfunc(2)
    mytripler = myfunc(3)
     
    print(mydoubler(11))
    print(mytripler(11))

以上实例输出结果：

> 22  
> 33

[5c1e943e254147a3aa440db976f765a2.jpeg]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/08/b746f6f519b34e66a33d95ba582b6c99.png