python笔记4 - 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。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。

语法

def functionname( parameters ):   #定义一个函数，functionname是函数名，函数名不能重复
   "函数_文档字符串"
   function_suite                 #函数体
   return [expression]            #return返回值，若无return，则该函数返回为None

参数

以下是调用函数时可使用的正式参数类型：

• 位置参数
• 默认参数
• 关键字参数
• 不定长参数(可变参数)

位置参数

位置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，位置参数为必填项。

调用plus函数，需要传入2个参数，否则报语法错误，如下：

def plus(x,y):   #函数名plus，形参：x,y，简单来说就是函数接收的参数
    print(x+y)    #函数体，打印x+y的值
plus(3, 4)       #函数调用，3和4就是实参，就是传入的参数，执行结果是：7

传入错误的参数个数，如下：

def plus(x,y):
    print(x+y)
plus(3, 4, 5)
报错信息如下：
  File "E:/python_workspace/base-code/day4/函数my.py", line 69, in <module>
    plus(3, 4, 5)
TypeError: plus() takes 2 positional arguments but 3 were given

不按照正确的顺序传入参数，打印的结果如下：

def plus(name, age):
    print(name, age)
plus(12, 'lhl')       #name=12,age=lhl,明显输入不合法

位置参数 - 关键字传参

使用位置参数调用函数时，如果有多个位置参数的话，记不住哪个位置传哪个了怎么办，可以使用位置参数的名字来指定调用，如下：

#有多个位置参数，可能会越来越多，使用固定的位置参数时，记不住或者传错了位置，可以使用位置参数的名字来指定调用，叫关键字传参
def plus(name, age, sex, city, phone, money, color, time):
    print(name, age, sex, city, phone, money, color, time)
plus('zhangsan',18,  'man', color='black', money=44444, time=time.time(),phone=13400000000,city='beijing')

执行结果显示与函数参数位置对应：
zhangsan 18 man beijing 13400000000 44444 black 1497020260.7982826

默认参数

调用函数时，默认参数的值如果没有传入，则被认为是默认值。这样就算你在调用的时候没传入这个参数，它也是有值的，默认参数不是必填项，如下：

def plus(name, sex, age=18):  #age位默认参数，默认值是18
    print(name, sex, age)
plus('zhangsan','man')       #调用函数时，未输入age的值，则默认age值为18
执行结果：
zhangsan man 18

调用函数时，给默认参数传值，且默认参数在位置参数后面，如下：

def plus(name, sex, age=18):  #age位默认参数，默认值是18，age必须位于位置参数后面
    print(name, sex, age)
plus('zhangsan', 'man', age=28)       #调用函数时，输入age的值，则默认age为输入的值
执行结果：
zhangsan  man  28

调用函数时，默认参数位于 位置参数前面，则报语法错误，信息如下：

def plus(name, age=18, sex):  #age位默认参数，默认值是18，age必须位于位置参数sex 前面，则语法错误
    print(name, sex, age)
plus('zhangsan', 'man')       #调用函数时，未输入age的值，则默认age的值
报错信息如下：
  File "E:/python_workspace/base-code/day4/函数my.py", line 67
    def plus(name, age=18, sex):  #age位默认参数，默认值是18，age必须位于位置参数sex 前面，则语法错误            ^
SyntaxError: non-default argument follows default argument

非固定参数：

上面的两种位置参数和默认参数都是参数个数是固定的，如果说我一个函数，参数不是固定的，我也不知道以后这个函数会扩展成啥样，可能参数越来越多，这个时候如果再用固定的参数，那后面程序就不好扩展了，这时候就可以用非固定参数了，非固定参数有两种，一种是可变参数，一种是关键字参数。

可变参数：

可变参数用*来接收，后面想传多少个参数就传多少个，如果位置参数、默认值参数、可变参数一起使用的的话，可变参数必须在位置参数和默认值参数后面。可变参数也是非必传的。

def post(*args):     #参数个数不固定时，使用*args可变参数,参数组，返回结果是元组，也为非必填参数
    print(args)      #打印结果是元组：('001', 'login', 'post'),该函数没有返回值，返回值为None
post()               #调用函数，不传参数，打印结果为空的元组
print(post('', 'login', 'post'))

执行结果：
()
('', 'login', 'post')
None

可变参数与位置参数、默认参数一起使用，如下：

#可变参数使用*来接收，*可变参数名， 必须放在位置参数、默认参数后面,默认参数必须放在位置参数后面
def plus(name, sex, age=18, *args):
    print(name)
    print(sex)
    print(age)
    print(args)
plus('zhangsan', 'man', 'black', 44444, 13400000000, 'beijing')  #默认参数可以不传

执行结果：
zhangsan
man
black
(44444, 13400000000, 'beijing')

关键字参数：

关键字参数使用**来接收，后面的参数也是不固定的，不限长度，也可以和位置参数、默认参数、可变参数一起使用，关键字参数必须在最后面。

使用关键字参数的话，调用的时候必须使用关键字传参。关键字参数也是非必传的。如下：

def other(**kwargs):  #关键字参数，传入值通过key=value方式传入，返回结果是字典类型，也为非必填参数
    print(kwargs)
other(name='byz', age=18)

执行结果：
{'name': 'byz', 'age': 18}

与位置参数、默认参数、可变参数一起使用，如下：

def other(name, age, sex='男', *args, **kwargs):  #关键字参数，传入值通过key=value方式传入，返回结果是字典类型，也为非必填参数
    print(name)
    print(age)
    print(sex)
    print(args)
    print(kwargs)
other('zhangsan', 24, 'red', 'sun', 110, city='beijing', score=99)

执行结果：
zhangsan
24
red
('sun', 110)
{'city': 'beijing', 'score': 99}

return 语句

return语句[表达式]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。之前的例子都没有示范如何返回数值，下例便告诉你怎么做：

def sum(args1, args2):
    total = args1 + args2
    print('total :', total)  #函数内打印出total的值
    return total            #函数返回total，若输入的args1、args2位int类型， 则该函数返回int；若输入的位int+float，则返回结果为float
print(sum(12, 13.1))

执行结果：
total : 25.1
25.1

全局变量和局部变量

定义在函数内部的变量拥有一个局部作用域，定义在函数外的拥有全局作用域。

局部变量只能在其被声明的函数内部访问，而全局变量可以在整个程序范围内访问。全局变量如果要在函数中修改的话，需要加global关键字声明，如果是list、字典和集合的话，则不需要加global关键字，直接就可以修改，如下：

name = 'marry'  #字符串全局变量
names = []      #list全局变量
print(name)
print(names)
def test():
    global name        #修改全局变量-name的值就需要用global关键字声明下name为全部变量
    name = 'Sriba'      #修改全局变量name的值
    names.append(name)  #修改全局变量names的值
    return names
test()
print('修改后', name)
print('修改后names', names)

执行结果：
marry
[]
修改后 Sriba
修改后names ['Sriba']

修改全局变量List类型的值，如下：

names = [1, 2, 3, 4]     #list全局变量
print(names)
def test():
    names = ['a', 'b', 'c', 'd']     #修改全局变量names的值不需要用global关键字声明， 直接进行修改
    return names
print('修改后names:', test())

执行结果：
[1, 2, 3, 4]
修改后names: ['a', 'b', 'c', 'd']

递归调用

递归函数：在函数内部，可以调用其他函数。如果一个函数在内部调用自身本身，这个函数就是递归函数。

递归函数的优点是：定义简单、逻辑清晰。理论上，所有的递归函数都可以写成循环的方式，循环的逻辑不如递归清晰。

使用递归函数需要注意防止栈溢出。函数调用时通过栈(stack)这种数据结构实现，每当进入一个函数调用，栈就会加一层栈帧，每当函数烦死，栈就减一层栈帧。由于栈的大小不是无限的，所以，递归调用的次数过多，会导致栈溢出。

def login():
    username = input('请输入用户名:').strip()
    if username != '' :
        if username == 'admin':
            return username        #登录成功则返回登录的用户名信息
        else:
            print('用户名不存在，请重新输入')
            return login()       #递归调用login函数，若登录成功，则返回输入的用户名
    else:
        print('用户名、密码不能为空')

栈溢出，可以尝试操作以下代码fct(10000)：

def fct(n):
    if n == 1:
        return 1
    else:
        return n * fct(n-1) 

高阶函数：

既然变量可以指向函数，函数的参数能接收变量，那么一个函数就可以接收另一个函数作为参数，这种函数就称之为高阶函数。

简单举例：

def add(a, b, f):
    return f(a) + f(b)
print(add(-5, 6, abs))    #此时f=abs(num)