草根學Python（六）函式

兩點水發表於2017-06-28

Python函式

前言

前天創了個 Python 微信討論群，以為沒人進的，哈哈，想不到還真有小夥伴進群學習討論。如果想進群，可以加我微信： androidwed ，拉進群，就不貼微信群二維碼了，一是會失效，二影響文章。

一、Python 自定義函式的基本步驟

函式是組織好的，可重複使用的，用來實現單一，或相關聯功能的程式碼段。

自定義函式，基本有以下規則步驟：

函式程式碼塊以 def 關鍵詞開頭，後接函式識別符號名稱和圓括號()
任何傳入引數和自變數必須放在圓括號中間。圓括號之間可以用於定義引數
函式的第一行語句可以選擇性地使用文件字串（用於存放函式說明）
函式內容以冒號起始，並且縮排
return [表示式] 結束函式，選擇性地返回一個值給呼叫方。不帶表示式的 return 相當於返回 None。

語法示例：

def functionname( parameters ):
   "函式_文件字串"
   function_suite
   return [expression]複製程式碼

例項：

def 定義一個函式，給定一個函式名 sum
宣告兩個引數 num1 和 num2
函式的第一行語句進行函式說明：兩數之和
最終 return 語句結束函式，並返回兩數之和

def sum(num1,num2):
    "兩數之和"
    return num1+num2

# 呼叫函式
print(sum(5,6))複製程式碼

輸出結果：

11複製程式碼

二、函式傳值問題

先看一個例子：

# -*- coding: UTF-8 -*-
def chagne_number( b ):
    b = 1000

b = 1
chagne_number(b)
print( b )複製程式碼

最後輸出的結果為：

1複製程式碼

這裡可能有些人會有疑問，為啥不是通過函式chagne_number更改了 b
的值嗎？為啥沒有變化，輸出的結果還是 1 ，這個問題很多程式語言都會講到，原理解釋也是差不多的。

這裡主要是函式引數的傳遞中，傳遞的是型別物件，之前也介紹了 Python 中基本的資料型別等。而這些型別物件可以分為可更改型別和不可更改的型別

在 Python 中，字串，整形，浮點型，tuple 是不可更改的物件，而 list ， dict 等是可以更改的物件。

例如：

不可更改的型別：變數賦值 a = 1，其實就是生成一個整形物件 1 ，然後變數 a 指向 1，當 a = 1000 其實就是再生成一個整形物件 1000，然後改變 a 的指向，不再指向整形物件 1 ，而是指向 1000，最後 1 會被丟棄

可更改的型別：變數賦值 a = [1,2,3,4,5,6] ，就是生成一個物件 list ，list 裡面有 6 個元素，而變數 a 指向 list ，a[2] = 5則是將 list a 的第三個元素值更改,這裡跟上面是不同的，並不是將 a 重新指向，而是直接修改 list 中的元素值。

這也將影響到函式中引數的傳遞了：

不可更改的型別：類似 c++ 的值傳遞，如整數、字串、元組。如fun（a），傳遞的只是 a 的值，沒有影響 a 物件本身。比如在 fun（a）內部修改 a 的值，只是修改另一個複製的物件，不會影響 a 本身。

可更改的型別：類似 c++ 的引用傳遞，如列表，字典。如 fun（a），則是將 a 真正的傳過去，修改後 fun 外部的 a 也會受影響

因此，在一開始的例子中，b = 1,建立了一個整形物件 1 ，變數 b 指向了這個物件，然後通過函式 chagne_number 時，按傳值的方式複製了變數 b ，傳遞的只是 b 的值，並沒有影響到 b 的本身。具體可以看下修改後的例項，通過列印的結果更好的理解。

# -*- coding: UTF-8 -*-
def chagne_number( b ):
    print('函式中一開始 b 的值：{}' .format( b ) )
    b = 1000
    print('函式中 b 賦值後的值：{}' .format( b ) )


b = 1
chagne_number( b )
print( '最後輸出 b 的值：{}' .format( b )  )複製程式碼

列印的結果：

函式中一開始 b 的值：1
函式中 b 賦值後的值：1000
最後輸出 b 的值：1複製程式碼

當然，如果引數中的是可更改的型別，那麼呼叫了這個函式後，原來的值也會被更改，具體例項如下：

# -*- coding: UTF-8 -*-

def chagne_list( b ):
    print('函式中一開始 b 的值：{}' .format( b ) )
    b.append(1000)
    print('函式中 b 賦值後的值：{}' .format( b ) )


b = [1,2,3,4,5]
chagne_list( b )
print( '最後輸出 b 的值：{}' .format( b )  )複製程式碼

輸出的結果：

函式中一開始 b 的值：[1, 2, 3, 4, 5]
函式中 b 賦值後的值：[1, 2, 3, 4, 5, 1000]
最後輸出 b 的值：[1, 2, 3, 4, 5, 1000]複製程式碼

三、函式返回值

通過上面的學習，可以知道通過 return [表示式] 語句用於退出函式，選擇性地向呼叫方返回一個表示式。不帶引數值的 return 語句返回 None。

具體示例：

# -*- coding: UTF-8 -*-

def sum(num1,num2):
    # 兩數之和
    if not (isinstance (num1,(int ,float)) or isinstance (num2,(int ,float))):
        raise TypeError('引數型別錯誤')
    return num1+num2

print(sum(1,2))複製程式碼

返回結果：

3複製程式碼

這個示例，還通過內建函式isinstance()進行資料型別檢查，檢查呼叫函式時引數是否是整形和浮點型。如果引數型別不對，會報錯，提示 引數型別錯誤,如圖：

當然，函式也可以返回多個值，具體例項如下：

# -*- coding: UTF-8 -*-

def  division ( num1, num2 ):
    # 求商與餘數
         a = num1 % num2
         b = (num1-a) / num2
         return b , a 

num1 , num2 = division(9,4)
tuple1 = division(9,4)

print (num1,num2)
print (tuple1)複製程式碼

輸出的值：

2.0 1
(2.0, 1)複製程式碼

認真觀察就可以發現，儘管從第一個輸出值來看，返回了多個值，實際上是先建立了一個元組然後返回的。回憶一下，元組是可以直接用逗號來建立的，觀察例子中的 ruturn ，可以發現實際上我們使用的是逗號來生成一個元組。

四、函式的引數

1、預設值引數

有時候，我們自定義的函式中，如果呼叫的時候沒有設定引數，需要給個預設值，這時候就需要用到預設值引數了。

# -*- coding: UTF-8 -*-

def print_user_info( name , age , sex = '男' ):
    # 列印使用者資訊
    print('暱稱：{}'.format(name) , end = ' ')
    print('年齡：{}'.format(age) , end = ' ')
    print('性別：{}'.format(sex))
    return;

# 呼叫 print_user_info 函式

print_user_info( '兩點水' , 18 , '女')
print_user_info( '三點水' , 25 )複製程式碼

輸出結果：

暱稱：兩點水 年齡：18 性別：女
暱稱：三點水 年齡：25 性別：男複製程式碼

可以看到，當你設定了預設引數的時候，在呼叫函式的時候，不傳該引數，就會使用預設值。但是這裡需要注意的一點是：只有在形參表末尾的那些引數可以有預設引數值，也就是說你不能在宣告函式形參的時候，先宣告有預設值的形參而後宣告沒有預設值的形參。這是因為賦給形參的值是根據位置而賦值的。例如，def func(a, b=1) 是有效的，但是 def func(a=1, b) 是無效的。

預設值引數就這樣結束了嗎？還沒有的，細想一下，如果引數中是一個可修改的容器比如一個 lsit （列表）或者 dict （字典），那麼我們使用什麼來作為預設值呢？我們可以使用 None 作為預設值。就像下面這個例子一樣：

# 如果 b 是一個 list ，可以使用 None 作為預設值
def print_info( a , b = None ):
    if b is None :
        b=[]
    return;複製程式碼

認真看下例子，會不會有這樣的疑問呢？在引數中我們直接 b=[] 不就行了嗎？也就是寫成下面這個樣子：

def print_info( a , b = [] ):
    return;複製程式碼

對不對呢？執行一下也沒發現錯誤啊，可以這樣寫嗎？這裡需要特別注意的一點：預設引數的值是不可變的物件，比如None、True、False、數字或字串，如果你像上面的那樣操作，當預設值在其他地方被修改後你將會遇到各種麻煩。這些修改會影響到下次呼叫這個函式時的預設值。

示例如下：

# -*- coding: UTF-8 -*-

def print_info( a , b = [] ):
    print(b)
    return b ;

result = print_info(1)

result.append('error')

print_info(2)複製程式碼

輸出的結果：

[]
['error']複製程式碼

認真觀察，你會發現第二次輸出的值根本不是你想要的，因此切忌不能這樣操作。

還有一點，有時候我就是不想要預設值啊，只是想單單判斷預設引數有沒有值傳遞進來，那該怎麼辦？我們可以這樣做：

_no_value =object()

def print_info( a , b = _no_value ):
    if b is _no_value :
        print('b 沒有賦值')
    return;複製程式碼

這裡的 object 是python中所有類的基類。你可以建立 object 類的例項，但是這些例項沒什麼實際用處，因為它並沒有任何有用的方法，也沒有任何例項資料(因為它沒有任何的例項字典，你甚至都不能設定任何屬性值)。你唯一能做的就是測試同一性。也正好利用這個特性，來判斷是否有值輸入。

2、關鍵字引數

在 Python 中，可以通過引數名來給函式傳遞引數，而不用關心引數列表定義時的順序，這被稱之為關鍵字引數。使用關鍵引數有兩個優勢：

一、由於我們不必擔心引數的順序，使用函式變得更加簡單了。

二、假設其他引數都有預設值，我們可以只給我們想要的那些引數賦值

# -*- coding: UTF-8 -*-

def print_user_info( name ,  age  , sex = '男' ):
    # 列印使用者資訊
    print('暱稱：{}'.format(name) , end = ' ')
    print('年齡：{}'.format(age) , end = ' ')
    print('性別：{}'.format(sex))
    return;

# 呼叫 print_user_info 函式

print_user_info( name = '兩點水' ,age = 18 , sex = '女')
print_user_info( name = '兩點水' ,sex = '女', age = 18 )複製程式碼

輸出的值：

暱稱：兩點水 年齡：18 性別：女
暱稱：兩點水 年齡：18 性別：女複製程式碼

3、不定長引數

有時我們在設計函式介面的時候，可會需要可變長的引數。也就是說，我們事先無法確定傳入的引數個數。Python 提供了一種元組的方式來接受沒有直接定義的引數。這種方式在引數前邊加星號 * 。如果在函式呼叫時沒有指定引數，它就是一個空元組。我們也可以不向函式傳遞未命名的變數。

例如：

# -*- coding: UTF-8 -*-

def print_user_info( name ,  age  , sex = '男' , * hobby):
    # 列印使用者資訊
    print('暱稱：{}'.format(name) , end = ' ')
    print('年齡：{}'.format(age) , end = ' ')
    print('性別：{}'.format(sex) ,end = ' ' )
    print('愛好：{}'.format(hobby))
    return;

# 呼叫 print_user_info 函式
print_user_info( '兩點水' ,18 , '女', '打籃球','打羽毛球','跑步')複製程式碼

輸出的結果：

暱稱：兩點水 年齡：18 性別：女 愛好：('打籃球', '打羽毛球', '跑步')複製程式碼

通過輸出的結果可以知道，*hobby是可變引數，且 hobby其實就是一個 tuple （元祖）

可變長引數也支援關鍵引數，沒有被定義的關鍵引數會被放到一個字典裡。這種方式即是在引數前邊加 **,更改上面的示例如下：

# -*- coding: UTF-8 -*-

def print_user_info( name ,  age  , sex = '男' , ** hobby ):
    # 列印使用者資訊
    print('暱稱：{}'.format(name) , end = ' ')
    print('年齡：{}'.format(age) , end = ' ')
    print('性別：{}'.format(sex) ,end = ' ' )
    print('愛好：{}'.format(hobby))
    return;

# 呼叫 print_user_info 函式
print_user_info( name = '兩點水' , age = 18 , sex = '女', hobby = ('打籃球','打羽毛球','跑步'))複製程式碼

輸出的結果：

暱稱：兩點水 年齡：18 性別：女 愛好：{'hobby': ('打籃球', '打羽毛球', '跑步')}複製程式碼

通過對比上面的例子和這個例子，可以知道，*hobby是可變引數，且 hobby其實就是一個 tuple （元祖），**hobby是關鍵字引數，且 hobby 就是一個 dict （字典）

4、只接受關鍵字引數

關鍵字引數使用起來簡單，不容易引數出錯，那麼有些時候，我們定義的函式希望某些引數強制使用關鍵字引數傳遞，這時候該怎麼辦呢？

將強制關鍵字引數放到某個*引數或者單個*後面就能達到這種效果,比如：

# -*- coding: UTF-8 -*-

def print_user_info( name , *, age  , sex = '男' ):
    # 列印使用者資訊
    print('暱稱：{}'.format(name) , end = ' ')
    print('年齡：{}'.format(age) , end = ' ')
    print('性別：{}'.format(sex))
    return;

# 呼叫 print_user_info 函式
print_user_info( name = '兩點水' ,age = 18 , sex = '女' )

# 這種寫法會報錯，因為 age ，sex 這兩個引數強制使用關鍵字引數
#print_user_info( '兩點水' , 18 , '女' )
print_user_info('兩點水',age='22',sex='男')複製程式碼

通過例子可以看，如果 age , sex 不適用關鍵字引數是會報錯的。

很多情況下，使用強制關鍵字引數會比使用位置參數列意更加清晰，程式也更加具有可讀性。使用強制關鍵字引數也會比使用 **kw 引數更好且強制關鍵字引數在一些更高階場合同樣也很有用。

五、匿名函式

有沒有想過定義一個很短的回撥函式，但又不想用 def 的形式去寫一個那麼長的函式，那麼有沒有快捷方式呢？答案是有的。

python 使用 lambda 來建立匿名函式，也就是不再使用 def 語句這樣標準的形式定義一個函式。

匿名函式主要有以下特點：

lambda 只是一個表示式，函式體比 def 簡單很多。
lambda 的主體是一個表示式，而不是一個程式碼塊。僅僅能在 lambda 表示式中封裝有限的邏輯進去。
lambda 函式擁有自己的名稱空間，且不能訪問自有引數列表之外或全域性名稱空間裡的引數。

基本語法

lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression複製程式碼

示例：

# -*- coding: UTF-8 -*-

sum = lambda num1 , num2 : num1 + num2;

print( sum( 1 , 2 ) )複製程式碼

輸出的結果：

3複製程式碼

注意：儘管 lambda 表示式允許你定義簡單函式，但是它的使用是有限制的。你只能指定單個表示式，它的值就是最後的返回值。也就是說不能包含其他的語言特性了，包括多個語句、條件表示式、迭代以及異常處理等等。

匿名函式中，有一個特別需要注意的問題，比如，把上面的例子改一下：

# -*- coding: UTF-8 -*-

num2 = 100
sum1 = lambda num1 : num1 + num2 ;

num2 = 10000
sum2 = lambda num1 : num1 + num2 ;

print( sum1( 1 ) )
print( sum2( 1 ) )複製程式碼

你會認為輸出什麼呢？第一個輸出是 101，第二個是 10001，結果不是的，輸出的結果是這樣：

10001
10001複製程式碼

這主要在於 lambda 表示式中的 num2 是一個自由變數，在執行時繫結值，而不是定義時就繫結，這跟函式的預設值引數定義是不同的。所以建議還是遇到這種情況還是使用第一種解法。

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前言

目錄

一、Python 自定義函式的基本步驟

二、函式傳值問題

三、函式返回值

四、函式的引數

1、預設值引數

2、關鍵字引數

3、不定長引數

4、只接受關鍵字引數

五、匿名函式

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