Python学习-函数,函数参数,作用域

一、函数介绍

函数定义：函数时组织好的，可重复使用的，用来实现单一，或相关联功能的代码段。

我们已经知道python提供了许多内建函数，print(), type()等。我们也可以自己创建函数，这被叫做用户自定的函数。

定义一个函数

定义是遵守的简单的规则：

以def关键字开头，后接函数标识符名称和圆括号()，然后以冒号:结尾（第一行也叫函数头）
圆括号中放入参数名（形参），如果没有，可以留空
函数头的下一行，缩进4个空格，开始写函数体
函数体中可以有return [表达式]语句，返回一个值给调用者，如果没有return语句，默认返回None

一个自定义函数实例：

# 打印两次传入的变量的值
# 此函数没有return语句，返回None给调用者
def print_twice(name):  #函数头 形参：name
    print('你好', name)  #函数体
    print('你好', name)

定义一个函数会创建一个函数对象（function object），其类型是funtion：

print(print_twice)
print(type(print_twice))

#输出结果:
<function print_twice at 0x10217df28>
<class 'function'>

函数调用：

调用方式，函数名()，如果函数有参数，将实际参数（实参）放入括号中。

print_twice('jason')
#输出结果
你好 jason
你好 jason

#使用一个变量接收函数返回值
r = print_twice('jason')
print(r)
#输出结果
你好 jason
你好 jason
None

执行流程

#py文件中代码如下,我们来分析下具体的执行流程
def print_twice(name):
    print('你好', name)
    print('你好', name)

r = print_twice('jason')
print(r)
print('这是其他代码块')

请记住, 程序的执行流程总是从第一条语句开始, 自顶向下, 每次执行一条语句.

以上代码执行流程如下:

第一句, 定义一个函数, 但是函数体是不会执行的, 只有当函数被调用时, 才执行函数中的函数体.

然后, 到r = print_twice('jason')语句, 调用自定义函数print_twice, 这时会执行函数体, 即内部的打印语句.

然后, 到print(r)语句, 打印变量r, 由于函数没有return语句, 所以r的值为None,打印None.

最后, 执行最后一条print语句, 此py程序文件执行完毕.

注意: 函数不被调用的话, 函数内部的语句是不会被执行的.

二、函数中的参数类型

Python函数中的参数类型:

位置参数
不定长参数
默认参数
关键字参数

位置参数

位置参数必须以正确的顺序传入参数. 调用函数时给定参数的数量必须和声明时的一样.

def print_greeting(greeting, name):
    print('%s, %s' %(greeting, name))

print_greeting('hello', 'jason')
# 运行结果
hello, jason

# 如果调用时给的参数不足
print_greeting('hello')
# 报错
TypeError: print_greeting() missing 1 required positional argument: 'name'

关键字参数

定义的函数参数较少时, 我们通过位置传参还可以接受; 如果定义的函数参数很多, 我们不仅要记住有哪些参数, 而且还要记住每个参数的位置, 否则, 函数就不能正常调用. Python提出了一种叫做关键字参数, 不需要记住每个参数的位置, 只需要记住参数的名字就可以了.

def print_greeting(greeting, name):
    print('%s, %s' %(greeting, name))

print_greeting(greeting='hello', name='jack')
# 运行结果
hello, jack

默认参数

调用函数时，如果没有传递参数，则会使用参数的默认值。

def print_greeting(greeting, name='world'):
    print('%s, %s' %(greeting, name))

print_greeting(greeting='hello')
# 运行结果
hello, world

print_greeting(greeting='hi', name='snow')
# 运行结果
hi, snow

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, 声明时不会命名

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 )

# 运行结果
70
(60, 50)

# 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。

还有一种就是参数带两个星号. 加了两个星号 ** 的参数会以字典的形式导入。

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)

# 运行结果 
1
{'a': 2, 'b': 3}

以上四种参数类型, 定义函数时, 可以混合出现.

注意:

在使用混合参数时, 关键字参数必须在位置参数后面; 定义函数时, 必须先声明位置参数, 才能声明默认值参数.

三、变量作用域

局部作用域: 函数内部定义的或者在代码块中的变量

全局作用域: 直接在py文件中, 函数外定义的变量 + 内置命名空间

可以使用globals()查看全局命名空间; 使用locals()查看局部命名空间

局部变量使用:

# No.1
num = 100
def func():
    num = 50
    print('local_num:', num)
func()
print('global_num:', num)
#输出:
local_num: 50
global_num: 100

# No.2
num = 100
def func():
    print('num:', num)  # 使用的是全局变量
func()
print('global_num:', num)
#输出
num: 100
global_num: 100

# No.3
num = 100
def func():
    num = num + 10  # 在局部未定义num
    print('num:', num)
func()
print('global_num:', num)
# 输出  运行会报错
UnboundLocalError: local variable 'num' referenced before assignment(大概意思是在局部未定义就直接引用)
    
# No.4
num = 100
def func():
    global num  # 在局部如果想改变全局变量, 需使用global关键字先引入变量
    num = num + 10
    print('num:', num)
func()
print('global_num:', num)
# 输出
num: 110
global_num: 110
    
# No.5  nonlocal关键字
num = 100
def func():
    num = 50  # 此处如果没有定义num, 即使有全局变量num, 内层函数func2也无法使用nonlocal num语句
    print('num:', num)
    def func2():
        nonlocal num  # 向上层(上级)寻找num变量, 知道找到为止; 但是不会找到全局变量处
        num = num + 10
        print('num:', num)
    func2()
func()
# 输出
num: 50
num: 60

总结:

优先读取函数内变量, 如果没有找到, 再去找全局变量
局部变量与全局变量同名, 局部变量重新声明赋值, 对全局变量没有影响
如果在函数内想改变全局变量, 需先使用global关键字引入该变量

相关名词定义:

a. 全局变量：在模块内、在所有函数外面、在class外面，这就是全局变量

b. 局部变量：在函数内、在class的方法内（未加self修饰的），这就是局部变量

c. 静态变量：在class内的，但不在class的方法内的，这就是静态变量

d. 实例变量：在class的方法内的，用self修饰的变量，这就是实例变量