python学习之--自定义函数：

Python之--自定义函数：

在Python中，定义一个函数要使用def语句，依次写出函数名、括号、括号中的参数和冒号:，然后，在缩进块中编写函数体，函数的返回值用return语句返回。

以下自定义一个函数用于判断一个人是成年人好事青少年：

 >>> def judge_person(age):
 ...     if age < 18:
 ...         print("teenager!")
 ...     else:
 ...         print("adult!")
 ...
 >>> judge_person(12)
 teenager!
 >>> judge_person(23)
 adult!
 >>> 

请注意，函数体内部的语句在执行时，一旦执行到return时，函数就执行完毕，并将结果返回。因此，函数内部通过条件判断和循环可以实现非常复杂的逻辑。

如果没有return语句，函数执行完毕后也会返回结果，只是结果为None。

return None可以简写为return

 >>> def get_age(age):
 ...     if age > 18:
 ...         return "older"
 ...     else:
 ...         return
 ...
 >>> get_age(12)
 >>> get_age(56)
 'older'
 >>> 

空函数：

　　什么叫做”空函数“？所谓的空函数就是你定义一个函数，但是什么也不用做，就是定义了一个空函数！例如：

 >>> def Empty():
 ...     pass
 ...
 >>> def Empty2():
 ...     pass
 ...
 >>> 

pass语句什么都不做，那有什么用？实际上pass可以用来作为占位符，比如现在还没想好怎么写函数的代码，就可以先放一个pass，让代码能运行起来。

pass还可以用在其他语句里，比如：

 >>> age = 90
 >>> if age:
 ...     pass
 ...
 >>> #如果没有pass就会报错。
 ...
 >>> if age:
 ...
   File "<stdin>", line 2

     ^
 IndentationError: expected an indented block
 >>> 

调用函数时，如果参数个数不对，Python解释器会自动检查出来，并抛出TypeError：

但是如果参数类型不对，Python解释器就无法帮我们检查。

当传入了不恰当的参数时，内置函数abs会检查出参数错误，而我们定义没有参数检查，所以，这个函数定义不够完善。

以下定义一个求绝对值的函数：

 >>> def get_abs(value):
 ...     if value < 0:
 ...         return -value
 ...     else:
 ...         return value

 >>> get_abs(2)
 2
 >>> get_abs(-3)
 3
 >>> get_abs(0)
 0
 >>> 

让我们修改一下我们函数定义get_abs，对参数类型做检查，只允许整数和浮点数类型的参数。数据类型检查可以用内置函数isinstance实现：

 >>> get_abs(dada)
 Traceback (most recent call last):
   File "<stdin>", line 1, in <module>
 NameError: name 'dada' is not defined
 >>> #在没有进行参数检查之前，报出了一个NameError:的错误
 ... #以下我们对函数进行参数检查，提高函数的健壮性。
 ...
 >>> def get_abc(value):
 ...     if not isinstance(value,(int,float)):
 ...         raise TypeError('参数类型不对，不好意思啊！')
 ...     if value >= 0:
 ...         return value
 ...     else:
 ...         return -value
 ...
 >>> #传入正确的参数：
 ...
 >>> get_abc(12)
 12
 >>> get_abc(-12)
 12
 >>> #传入错误的参数：
 >>> get_abc('gn')
 Traceback (most recent call last):
   File "<stdin>", line 1, in <module>
   File "<stdin>", line 3, in get_abc
 TypeError: 参数类型不对，不好意思啊！
 >>> 

返回多个值：

比如在游戏中经常需要从一个点移动到另一个点，给出坐标、位移和角度，就可以计算出新的新的坐标：

 import math

 def move(x, y, step, angle=0):
     nx = x + step * math.cos(angle)
     ny = y - step * math.sin(angle)
     return nx, ny

例子：

 >>> import math
 >>>
 >>> def move(x,y,step,angle = 0):
 ...     nx = x + step*math.cos(angle)
 ...     ny = y - step*math.sin(angle)
 ...     return nx,ny
 ...
 >>> x1,y1 = move(100,10,60,math.pi/6)
 >>> print x1,y1
 151.961524227 -20.0
 >>> 

其实，返回的值是一个元组(tuple)。

函数的参数：

定义函数的时候，我们把参数的名字和位置确定下来，函数的接口定义就完成了。对于函数的调用者来说，只需要知道如何传递正确的参数，以及函数将返回什么样的值就够了，函数内部的复杂逻辑被封装起来，调用者无需了解。

Python的函数定义非常简单，但灵活度却非常大。除了正常定义的必选参数外，还可以使用默认参数、可变参数和关键字参数，使得函数定义出来的接口，不但能处理复杂的参数，还可以简化调用者的代码。

1.默认参数：

定义一个计算平方的函数：power()

 >>> def power(x):
 ...     return x*x
 ...
 >>> power(5)
 25
 >>> power(7)
 49
 >>> 

当我们调用power函数时，必须传入有且仅有的一个参数x.但是此时我们要定义一个计算x的三次方甚至更多的次方该怎么办呢，或许聪明的读者已经想到了把power(x)修改为：power(x,n)实例如下：


 >>> def power(x,n):
 ...     s = 1
 ...     while n > 0:
 ...         n = n-1
 ...         s = s * x
 ...     print s
 ...
 >>> power(2,2)
 4
 >>> power(2,9)
 512
 >>> #但是此时想要使用power(x)求x的平方的话，该方法已经没有效果了。
 ...
 >>> power(5)
 Traceback (most recent call last):
   File "<stdin>", line 1, in <module>
 TypeError: power() takes exactly 2 arguments (1 given)
 >>> #此处我们可以引入默认参数来解决这个问题：
 ...
 >>> def power(x,n = 2):
 ...     s = 1
 ...     while n > 0:
 ...         n -= 1
 ...         s *= x
 ...     print s
 ...
 >>> power(5,2)
 25
 >>> power(5)
 25
 >>> #这样就可以实现效果了！是不是很帅！

而对于n > 2的其他情况，就必须明确地传入n，比如power(5, 3)。

从上面的例子可以看出，默认参数可以简化函数的调用。设置默认参数时，有几点要注意：

一是必选参数在前，默认参数在后，否则Python的解释器会报错（思考一下为什么默认参数不能放在必选参数前面）；

二是如何设置默认参数。

当函数有多个参数时，把变化大的参数放前面，变化小的参数放后面。变化小的参数就可以作为默认参数。

使用默认参数有什么好处？最大的好处是能降低调用函数的难度。

可见，默认参数降低了函数调用的难度，而一旦需要更复杂的调用时，又可以传递更多的参数来实现。无论是简单调用还是复杂调用，函数只需要定义一个。

默认参数虽然可以带来很大的便利，但是也有一个相当大的弊端：

先定义一个函数，传入一个list，添加一个END再返回：

 >>> def add_end(L=[]):
 ...     L.append(['END'])
 ...     return L
 ...
 >>> add_end([1,2,3])
 [1, 2, 3, ['END']]
 >>> add_end(['x','y','z'])
 ['x', 'y', 'z', ['END']]
 >>> #当你使用默认参数的时候，刚开始是对的：
 ...
 >>> add_end()
 [['END']]
 >>> #但是再次调用add_end()时，结果就不对了
 ...
 >>> add_end()
 [['END'], ['END']]
 >>> add_end()
 [['END'], ['END'], ['END']]
 >>> 

默认参数是[]，但是函数似乎每次都“记住了”上次添加了'END'后的list。这是为什么呢？

Python函数在定义的时候，默认参数L的值就被计算出来了，即[]，因为默认参数L也是一个变量，它指向对象[]，每次调用该函数，如果改变了L的内容，则下次调用时，默认参数的内容就变了，不再是函数定义时的[]了。

所以，定义默认参数要牢记一点：默认参数必须指向不变对象！

要修改上面的例子，我们可以用None这个不变对象来实现：

 >>> def add_end(L = None):
 ...     if L is None:
 ...         L = []
 ...     L.append('END')
 ...     return L
 ...
 >>> #演示：
 ...
 >>> add_end()
 ['END']
 >>> add_end()
 ['END']
 >>> add_end()
 ['END']
 >>> 

为什么要设计str、None这样的不变对象呢？因为不变对象一旦创建，对象内部的数据就不能修改，这样就减少了由于修改数据导致的错误。此外，由于对象 不变，多任务环境下同时读取对象不需要加锁，同时读一点问题都没有。我们在编写程序时，如果可以设计一个不变对象，那就尽量设计成不变对象。

2. 可变参数：

在Python函数中可以传入默认参数，但是也可以传入可变参数.不难理解，可变参数的含义就是说，参数的个数时可以改变的，可以是1个、2个到任意个，还可以是0个。

我们以数学题为例子，给定一组数字a，b，c……，请计算a² + b² + c² + ……。

要定义出这个函数，我们必须确定输入的参数。由于参数个数不确定，我们首先想到可以把a，b，c……作为一个list或tuple传进来，这样，函数可以定义如下：

在没有使用可变参数的情况：

 >>> def get_value(numbers):
 ...    sum = 0
 ...    for n in numbers:
 ...        sum += n * n
 ...    return sum
 ...
 >>> #但是调用的时候要先拼接一个元组或者列表
 ...
 >>> get_value([1,2,3,4,5,6,7,8,9,10])
 385
 >>> get_value((1,2,3,3,4,5,6))
 100

使用可变参数，把函数修改为如下：

 >>> def get_value(*numbers):
 ...     sum = 0
 ...     for n in numbers:
 ...         sum += n*n
 ...     return sum
 ...
 >>> get_value(1,2,3,4,5,6)
 91

定义可变参数和定义list或tuple参数相比，仅仅在参数前面加了一个*号。在函数内部，参数numbers接收到的是一个tuple，因此，函数代码完全不变。但是，调用该函数时，可以传入任意个参数，包括0个参数：

>>> get_value(1) 1 >>> get_value(0) 0

但是，当你传入一个列表或者元组会出现错误：

 >>> get_value([1,2,3,4,5,6])
 Traceback (most recent call last):
   File "<stdin>", line 1, in <module>
   File "<stdin>", line 4, in get_value
 TypeError: can't multiply sequence by non-int of type 'list'
 >>> get_value((1,2,3,4,5,6))
 Traceback (most recent call last):
   File "<stdin>", line 1, in <module>
   File "<stdin>", line 4, in get_value
 TypeError: can't multiply sequence by non-int of type 'tuple'
 >>> 

可以这样解决列表和元组的问题：

 >>> list1 = [8,9]
 >>> tuple1 = (1,2,3)
 >>> list1
 [8, 9]
 >>> tuple1
 (1, 2, 3)
 >>> get_value(list1[0],list1[1])
 145
 >>> get_value(tuple1[0],tuple1[1],tuple1[2])
 14
 >>> 

但是，这种方法不是最好的，假如元组或者列表很大的时候就会出现工作量的问题，因此有一个更好的办法就是：Python允许你在list或tuple前面加一个*号，把list或tuple的元素变成可变参数传进去：

 >>> list1
 [8, 9]
 >>> tuple1
 (1, 2, 3)
 >>> get_value(*tuple1)
 14
 >>> get_value(*list1)
 145
 >>> 

有木有感觉python真的是无可挑剔啊，确实是这样的。

3. 关键字参数：

可变参数允许你传入0个或任意个参数，这些可变参数在函数调用时自动组装为一个tuple。而关键字参数允许你传入0个或任意个含参数名的参数，这些关键字参数在函数内部自动组装为一个dict。请看示例：

 >>> def person(name,age,**kw):
 ...     print 'name:',name,'age:',age,'other:',kw
 ...
 >>> #函数person除了必选参数name和age外，还接受关键字参数kw。在调用该函数时，可以只传入必选参数：
 ...
 >>> person('lt',20)
 name: lt age: 20 other: {}
 >>> 

也可以传入任意个关键字参数：

 >>> person('lt',20,city = 'shanghai',height = 178,love = 'lt')
 name: lt age: 20 other: {'city': 'shanghai', 'love': 'lt', 'height': 178}
 >>> person('lt',20,city = 'shanghai',height = 178,love = 'lt',salary = 200000)
 name: lt age: 20 other: {'salary': 200000, 'city': 'shanghai', 'love': 'lt', 'height': 178}
 >>> 

关键字参数有什么用？它可以扩展函数的功能。比如，在person函数里，我们保证能接收到name和age这两个参数，但是，如果调用者愿意提供更多的参数，我们也能收到。试想你正在做一个用户注册的功能，除了用户名和年龄是必填项外，其他都是可选项，利用关键字参数来定义这个函数就能满足注册的需求。

和可变参数类似，也可以先组装出一个dict，然后，把该dict转换为关键字参数传进去：

 >>> kw = {'name':'lt','city':'shanghai','hometown':'xinnong','age':20}
 >>> kw
 {'city': 'shanghai', 'age': 20, 'name': 'lt', 'hometown': 'xinnong'}
 >>> person('jack',20,city=kw['city'],hometown = kw['hometown'])
 name: jack age: 20 other: {'city': 'shanghai', 'hometown': 'xinnong'}

但是，更简单便捷的方法时这样的：

 >>> kw = {'city':'shanghai','hometown':'xingnong'}
 >>> kw
 {'city': 'shanghai', 'hometown': 'xingnong'}
 >>> person('Jack',12,**kw)
 name: Jack age: 12 other: {'city': 'shanghai', 'hometown': 'xingnong'}
 >>> 

4.参数组合：

在Python中定义函数，可以用必选参数、默认参数、可变参数和关键字参数，这4种参数都可以一起使用，或者只用其中某些，但是请注意，参数定义的顺序必须是：必选参数、默认参数、可变参数和关键字参数。

比如定义一个函数，包含上述4种参数：

 >>> def func(a,b,c=0,*args,**kw):
 ...     print 'a=',a,'b=',b,'c=',c,'args = ',args,'kw = ',kw
 ...
 >>> func(1,2)
 a= 1 b= 2 c= 0 args =  () kw =  {}

 >>> func(1,2,c=3)
 a= 1 b= 2 c= 3 args =  () kw =  {}
 >>> func(1,2,3,'a','b')
 a= 1 b= 2 c= 3 args =  ('a', 'b') kw =  {}
 >>> func(1,2,3,'a','b',x = 45,y = 65,z = 32)
 a= 1 b= 2 c= 3 args =  ('a', 'b') kw =  {'y': 65, 'x': 45, 'z': 32}
 >>> 

最神奇的是通过一个tuple和dict，你也可以调用该函数：

 >>> args = (1, 2, 3, 4)
 >>> kw = {'x': 99}
 >>> func(*args, **kw)
 a = 1 b = 2 c = 3 args = (4,) kw = {'x': 99}

所以，对于任意函数，都可以通过类似func(*args, **kw)的形式调用它，无论它的参数是如何定义的。