python3函数

一、python3函数

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。可以自己创建函数，这被叫做用户自定义函数。

1、定义函数规则

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。

2、语法

python定义函数使用def关键字，格式如下：

def　函数名(参数列表):

　　函数体

>>> def hello():      #定义简单函数
...   print('hello world')
... 
>>> hello()   #执行函数
hello world
>>> def yourname(name):   #传参函数
...   print('your are name is:',name)
... 
>>> yourname('qi')    #执行传参函数
your are name is: qi

>>> def multiplication(x,y):   #传参运算函数
...   return x*y
... 
>>> multiplication(8,9)
72

3、函数调用

定义一个函数：给函数一个名称，并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。

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

>>> def times(date):
...   '打印当前时间'
...   print(date);
...   return time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime())
... 
>>> import time
>>> times('当前时间是')
当前时间是
'2017-09-30 23:23:27'

4、参数传递

在 python 中，类型属于对象，变量是没有类型。

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。比如在 fun（a）内部修改 a 的值，只是修改另一个复制的对象，不会影响 a 本身。
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。不可变实例：

>>> def changeint(x):   #定义函数传参赋值
...   x = 100
... 
>>> i1 = 200
>>> changeint(i1)   #当将定义的变量赋值给函数调用后，原变量还是不变，只是把i1变量的值复制给了x，它们同时指向这个对象。
>>> print(i1)
200

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。

>>> def changelist(l1,v):   #定义列表插入函数
...   l1.insert(2,v)
...   return l1
... 
>>> list1 = [1,2,3,4]    #列表
>>> changelist(list1,'python')   #应用外面的列表，即会影响外面列表的内容
[1, 2, 'python', 3, 4]
>>> print(list1)    #列表内容被改变
[1, 2, 'python', 3, 4]

5、参数类型

必须参数：在一个函数指定需要参数时，在执行函数是必须指定参数，否则会报错

关键字参数：使用关键字传递参数时，参数顺序可以随意，解释器会根据参数名来匹配参数传递

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。

不定长参数：如传递列表，元祖，字典时，参数的个数不定长，可以使用（*）代表不定长，

>>> def foo(user):        #必须参数
...   print(user,'去旅游')    
... 
>>> foo('张三')
张三 去旅游
>>> foor()    #如不传递参数执行函数会报错
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'foor' is not defined
>>> def foo(user,action):
...   print(action,'去了',user)   #通过关键字传递参数给函数实体调用，不用不按顺序
... 
>>> foo('李四','上班')
上班 去了 李四

>>> def foo(user,action='北京'):   #定义默认参数是必须在最后定义
...   print(user,'来自',action)
... 
>>> foo('zhangsan','shanghai')   #如指定则输出指定值
zhangsan 来自 shanghai
>>> foo('shangsan')   #如指定一个参数则输出默认值
shangsan 来自 北京

>>> def foo(user,where='北京',action='旅游'):  #定义默认参数
...   print(user,'去',where,action)
... 
>>> foo('zhangsan','shanghai','gongzuo')  #指定参数输出
zhangsan 去 shanghai gongzuo
>>> foo('lisi')   #如只指定一个参数则使用默认参数
lisi 去 北京 旅游
>>> foo('lisi',action='工作')  #在有多个默认参数时，需指定参数名传参
lisi 去 北京 工作
>>> foo('lisi',where='上海',action='学习')
lisi 去 上海 学习

>>> def show(*args):  #不定长传参
...   for i in args:
...     print(i)
... 
>>> show('zhangsan','lisi','wangwu')
zhangsan
lisi
wangwu
>>> l1 = [1,2,3,4]
>>> show(l1)
[1, 2, 3, 4]
>>> show(*l1)  #在列表传参是必须使用*来不定长传参
1
2
3
4

>>> def show(**kargs):    #两参数不定长传参，也就是字典传参
...   for i in kargs.items():
...     print(i)
... 
>>> show(name='zhangsan',age=9999)
('age', 9999)
('name', 'zhangsan')
>>> dict = {'k1':123,'k2':456,'k3':678}
>>> show(dict)     #在传参字典时会将字典当一个参数传入会报错
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: show() takes 0 positional arguments but 1 was given
>>> show(**dict)   #必须使用（**）将参数分隔传参
('k1', 123)
('k2', 456)
('k3', 678)

6、return语句

return [表达式] 语句用于退出函数，选择性地向调用方返回一个表达式。不带参数值的return语句返回None。

>>> def foo():
...   1+1
...   return
... 
>>> print(foo())  #默认返回None
None
>>> def foo():
...   1+1
...   return 0    #指定返回值
... 
>>> print(foo())
0
>>> def foo():
...   return 1+1
... 
>>> print(foo())
2
>>> def foo():
...   print(1+1)
...   return 1+2
... 
>>> print(foo())
2
3

7、变量作用域

Python 中，程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的，访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的。

变量的作用域决定了在哪一部分程序可以访问哪个特定的变量名称。Python的作用域一共有4种，分别是：

L （Local）局部作用域
E （Enclosing）闭包函数外的函数中
G （Global）全局作用域
B （Built-in）内建作用域

以 L –> E –> G –>B 的规则查找，即：在局部找不到，便会去局部外的局部找（例如闭包），再找不到就会去全局找，再者去内建中找。

>>> m = 'girl'    #全局作用域变量
>>> def func(): 
...   m = 'boy'    #局部作用域变量
...   return m
... 
>>> func()     #优先使用局部作用域变量
'boy'
>>> print(m)   #但不改变全局作用域的变量
girl

>>> def foo():
...   num = x + 100    #变量x没有定义会报错
...   return num
... 
>>> foo()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 2, in foo
NameError: name 'x' is not defined
>>> x = 11   #定义一个全局变量
>>> foo()   #则函数会调用全局变量
111

>>> num = 100
>>> def func():
...   num = 200
...   x = num + 100
...   return x
... 
>>> func()
300

>>> n = 10   #全局
>>> def foo():
...   global n   #使用global定义局部变量为全局变量，并会覆盖前面的变量值
...   n = 100
...   return n
... 
>>> foo()
100
>>> print(n)   #全局变量值会改变
100

>>> def foo():  #定义一个嵌套函数
...   num = 5
...   def bar():    #嵌套使用闭包作用域变量
...     print(num)
...   bar()
...   print(num)
... 
>>> foo()
5
5

>>> def foo():
...   num1 = 20
...   def bar():
...     z = 30
...     print(num1)
...   bar()
...   print(z)
... 
>>> foo()
20
Traceback (most recent call last):    #而当嵌套内闭包作用域在未定义时引用就会报错
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 7, in foo
NameError: name 'z' is not defined

>>> def foo():
...   m = 111
...   def bar():
...     n = 222
...     print(m+n)    #在bar()函数中的m就是一个既不属于全局域又不属于局部域的闭包变量，它存活在一个函数的名称空间和作用域，即嵌套作用域
...   bar()
...   print(m)
... 
>>> foo()
333
111

def foo():
   num2 = 400
   def bar():
    print(num2)
    num2 = 333
    print(num2)
   bar()
foo()

Traceback (most recent call last):  #错误原因为num2为不可变类型，此处不能重新定义
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 7, in foo
  File "<stdin>", line 4, in bar
UnboundLocalError: local variable 'num2' referenced before assignment

def foo():
   num2 = [400]  
   def bar():
    print(num2[0])
    num2[0] = 333   #如果定义为列表则不会报错了
    print(num2[0])
   bar()
foo()
400
333

二、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，后者的目的是调用小函数时不占用栈内存从而增加运行效率。

1、语法

lambda函数的语法只包含一个语句

lambda [arg1 [,arg2....argn]]:expression

>>> funct1 = lambda x,y:x+y     #生成一个匿名函数
>>> print(funct1(10,43))    
53
>>> funct2 = lambda x:x**3
>>> print(funct2(2))
8
>>> funct3 = lambda x,y=3,z=4:x+y+z   #参数可以设置默认值
>>> print(funct3(3))
10
>>> print(funct3(3,4,5))
12
>>> print(funct3(3,y=9))   #注意多参数传值时需指定参数名
16
>>> print(funct3(3,z=8,y=9))
20
>>> list(map(lambda x:x**3,[1,2,3,4,5]))  #使map生成序列
[1, 8, 27, 64, 125]
>>> list(map(lambda x,y:x+y,[11,22,33,44],[1,2,3,4])) #多个参数传值，如不匹配则以最少为准
[12, 24, 36, 48]
>>> list(map((lambda x:x+5),range(10))) #使用迭代器
[5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14]
>>> l1 = [(lambda x:x+5),(lambda x:x**2),(lambda x:x/2)] #生成可变列表
>>> print(l1[0](5),l1[1](3),l1[2](10))
10 9 5.0
>>> dict1 = {'k1':(lambda x:x**2),'k2':(lambda x:x**3),'k3':(lambda x:x**4)}
>>> print(dict1['k1'](2),dict1['k2'](2),dict1['k3'](2))  #生成可变字典
4 8 16