函数是什么？

函数是由一些组织好的，可重复使用的，用于实现某一特定功能的代码块。

函数的出现是为了使编程时代码更为简洁，提高程序的可读性、应用性等。

函数分为系统内建函数和用户自定义函数，如 print() 就是系统内建函数。

函数定义格式

自定义一个函数用于实现自己想要的功能，基本语法如下：

def functionname(parameters):
    "函数_说明字符串"
    function_suite
    return [expression]

函数以 def 关键词开头，接着是函数名称和圆括号()，再接着是一个冒号 : ，这样就完成了一个函数的简单声明。紧接着下方就是函数体，是函数真正要封装(执行)的内容，函数体内的代码必须使用相同的缩进(一般是4空格)。

  • functionname：为函数名称，由用户自定义，但不应与已有函数重名。
  • parameters：为传递参数，这里称为“形式参数”，当需要传入参数到函数内部时通多这里进行定义，数量不限；没有参数传递时可省略不用。
  • function_suite：为要实现功能的代码块，各代码块将要遵循缩进原则！
  • return：为返回语句，用于返回一个或多个参数，该语句为可选语句。
  • expression：为要返回的参数，它可以是任意类型，当缺省时默认返回 None

Python 函数没有结束符一说，它是通过代码缩进关系来确定函数关系的，一般在函数定义结束后会腾出一行空行。

无参数函数定义

实例：

def display():
    print("hello world")

函数调用

当我们定义好一个函数体后，我们就可以通过其函数名称进行调用，具体如下：

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-
def display():
    print("hello world")

display()  # 调用函数

运行输出：
hello world

带参数函数定义

定义带参数函数体时，可以在括号内声明一个或多个的传入参数（称为“形式参数”），参数之间用逗号 , 隔开；而在调用函数时同样需要传入相应个数的参数（称为“实际参数”），用于将形式参数替换为实际的值，传入的实际参数之间同样用逗号 , 隔开。

实例如下：

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-

def display ( str ):   # 定义一个传入参数str
    print("传入参数：", str)

display("这是一个自定义函数")     # 调用函数

运行输出：
传入参数： 这是一个自定义函数

说明：实例用在调用函数时，用实际的参数 “这是一个自定义函数” 替换 形式参数“ str ”，最后传入函数内给 print() 输出显示。

函数参数

在定义带参数函数时，都需要传入相应的参数。

函数参数可以支持以下类型：关键字参数、默认参数、不定长参数...

必备参数

必备参数：是指在定义带参数函数时，在后面的函数调用中，用户必须传入参数，而且传入的参数必须与定义的形参个数一致，否则程序将报错。

实例如下：

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-

def personal_info( name ):
    print("name:", name)

personal_info("小明")   # 传入参数，程序正常执行
personal_info()   # 不传入参数，程序将报错，并终止执行

实例输出：

name: 小明
Traceback (most recent call last):
File "C:\Users\QinTaiW\Desktop\aaa.py", line 8, in
personal_info( ) # 不传入参数，程序将报错，并终止执行
TypeError: personal_info() missing 1 required positional argument: 'name'

可见程序在执行到第二次调用函数时，由于没有传入必须的参数，所以程序报错并停止往下执行了。

同样的，当传入的实际参数比定义时的形式参数要多时，程序同样会报错和终止。同学们可以去尝试一下。

关键字参数

定义带参数函数，在调用函数必须传入相应的参数，否则解析器会报错，程序执行中断。

调用函数时，使用关键字方式赋值时，实参与形参无顺序关系，只根据关键字进行对应赋值。

实例如下：

#! /usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-

def personal_info( name, age ):
    print("name:", name, "age:",age)

# 按顺序赋值（与顺序有关）
personal_info("小明",25)
personal_info(25, "小明")

# 按关键字赋值（与顺序无关）
personal_info(name="小明", age=25)
personal_info(age=25, name="小明")

运行输出：

name: 小明 age: 25
name: 25 age: 小明
name: 小明 age: 25
name: 小明 age: 25

可见调用函数时，直接赋值方式：实参与形参之间的传递方式是按顺序依次进行赋值的；按关键字方式赋值：实参与形参之间无顺序关系，它们之间只根据各自之间的关键字进行对应赋值。

注：不管是使用顺序方式赋值，还是关键字方式赋值，传入的实参个数必须与函数中定义的形参个数一致，不然程序将报错。

默认参数

默认参数：是指用户在自定义函数时，已给形参绑定了一个参数，该称为默认参数。

默认参数特点：已绑定了默认参数的函数，在调用函数时，可缺省该参数的传入，如果缺省该参数，函数执行时，则使用默认值；当不缺省该参数时，后面传入的实际参数将替代默认参数。

注意：没有绑定默认值的参数，在调用函数时，必须传入对应的值。
#! /usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-

def personal_info( name, age=20 ):  # 绑定默认值
    print("name:", name, "age:",age)

personal_info(name="小明")    # 缺省 age 参数
personal_info(name="小明", age=25)   # 刷新 age 的值

实例输出：

name: 小明 age: 20
name: 小明 age: 25

可见使用默认参数的函数，在缺省实参时，程序执行中并不会报错，而是使用了定义函数时的默认值。

不定长参数

不定长参数的出现是为了满足，在定义函数后，可能因某些情况，在后面使用中需要一些输入的实参比定义前的形参要多。换句话来说就是，函数能处理比当初声明时更多的参数，这些参数称为不定长参数，常见的是传入一个列表、元组、字典 等类型的数据。

不定长参数使用 * 星号 或 ** 双星号来声明：

  • 【* 号不定长参数】：用于接收参数为 列表、元组... 迭代数据，冗余的数据将被存入一个 元组 当中。
  • 【 号不定长参数】：用于接收参数为 字典型 数据，冗余的数据将被存入一个 字典** 当中。

【* 号不定长参数】

在定义形参时，在形参的前面添加一个 * 号，表示可接收不定长参数，多余的参数将被存入一个元组中。实例如下：

实例1：

#! /usr/bin/python3
# ! -*- coding: utf-8 -*-

def custom_print(*aa):
    print(type(aa))      # 查看 aa 当前的类型
    print(aa)    # 输出显示 aa

custom_print("Python", "hello", "world")

输出如下：


('Python', 'hello', 'world')

分析：可见多余的参数都被接收到新的元组当中。

实例2：
功能：定义不定长参数，并一次赋予多个值。

#! /usr/bin/python3
# ! -*- coding: utf-8 -*-

def student_info(name, sex, subject, *score):
    print("name:", name, "sex:", sex)
    print("subject:", subject, "score：", score)

# 调用函数
student_info("小明", "男", "语文", 80, 92, 85, 87, 79, 82, 72)

输出如下：

name: 小明 sex: 男
subject: 语文 score： (80, 92, 85, 87, 79, 82, 72)

分析：调用函数时，函数中的实参依次赋值给形参，后面多余的参数全部由不定长参数*score接收下来，数据为元组类型。

实例3：
功能：输入一个不定长参数，求不定长参数里面的最大值。

#! /usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-

def student_info(name, sex, subject,*score):   # 定义不定长参数 score
    print("name:",name, "sex:",sex)
    print("subject:",subject ,"max_score_is:",max(score) )    # 打印score中的最大值

all_subject_score = [80, 92, 85, 87, 79, 82, 72]

student_info("小明","男","语文",*all_subject_score)    # 传入列表,元组类型的参数时需在参数前添加（星号 *）

实例输出:

name: 小明 sex: 男
subject: 语文 max_score_is: 92

分析：在传入不定长参数时，如果是列表、元组类型的参数，需要在调用中的实参前使用星号（*）声明，这时数据才会被程序拆分出来，否者程序会认为列表、元组为一个参数。
如果想测试的同学，可以将调用函数中实参前的星号（*）去掉，然后再执行，此时程序会输出不一样的结果。

【** 号不定长参数】

双星号 ** 不定长参数主要是用来接收字典（dic）类型的数据，多余的参数将被存入一个 字典(dis) 中。实例如下：

实例1：

#! /usr/bin/python3
# -*- coding : utf-8 -*-

def my_function(**aa):
    print(type(aa))    # 查看当前 aa 的数据类型
    print(aa)    # 打印 aa 的数据

my_function(a=1, b=2, c=3)

实例输出：


{'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}

分析：可见多余的参数被接收到新的字典当中，其中以形参名作为键(key)值，以实参作为数据(value)。

实例2：

#! /usr/bin/python3
# -*- coding : utf-8 -*-

params = {'name':'justin', 'number':'123-4567', 'balance':1000}

def account(name,number,balance):  # 定义 ** 不定长参数
    print( {'name_is':name, 'number_is':number, 'balance_is':balance} )    # 通过键获取对应的值

# 调用函数
account(**params)

实例输出：

{'name_is': 'justin', 'number_is': '123-4567', 'balance_is': 1000}

分析：定义**不定长参数时，在函数调用中，函数会根据‘键名’读入相应的‘键值’，即函数的形参将由字典的‘键值’所代替。

注意：在函数内部调用形参的值时，务必在形参的前面加上 : 冒号，否则编译器报错。

return 语句

return 语句主要用于把函数中指定的参数带回到主程序中，当缺省 return 返回表达式时，程序默认返回 None 。

在执行中，当程序执行 return 语句时，程序直接携带参数返回上级程序中(即退出当前函数体)。

注意：同一条件下只允许出现一个return 语句。

基本格式：

 return a[,b,c...n]

实例如下：

实例1：

#! /usr/bin/python3
# -*- coding : utf-8 -*-

def custom_sum( a, b ):
    return( a + b )  # 返回 a + b 的值

# 调用函数并显示计算结果
print( custom_sum(1000, 24) )

输出结果：

1024

分析：当调用函数时，程序执行函数中的语句，执行到return语句时，return语句将携带 a + b 的运算结果返回到主程序中。

yield 语句

yield 语句同样可以携带参数返回a，但它不会立刻中断当前函数。

实例功能：

模仿 Python 内置函数 range() 函数的功能，代码如下：

#! /usr/bin/python3
# -*- coding : utf-8 -*-

def xrange( n ):  # 自定义一个函数
    x = 0
    while x != n:
        yield x     # 返回 x 的值
        x += 1

for n in xrange(5):   # 调用函数
    print (n)

实例输出：

0
1
2
3
4

分析：通过分析可以知道程序执行到 yield语句时，并没有退出当前函数，而是继续往下执行，直到最后才返回当时所记录到的值。

lambda 表达式

lanbda 可以理解为是一个小函数, 其函数主体是一个表达式, 而不是代码块。

语法格式：

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

参数声明：

  • arg1: 定义的变量( 变量间用 , 号间隔)
  • expression : 函数体（一般为表达式）
  • 返回值： 参数自动返回，无需return语句

实例如下：

#! /usr/bin/python3
#  -*- coding : utf-8 -*-

# 定义 lambda 函数
custom_sum = lambda num_1, num_2: num_1 + num_2;

# 调用sum函数
print(custom_sum(1000, 24))

实例输出：

1024

可见 lanbda 表达式会自定返回其值，而无需额外添加 return 语句。

变量作用域

变量的作用域将变量划分为：全局变量 和 局部变量 两种。

  • 全局变量：定义在函数以外的变量称为全局变量，该变量可以在程序的任何地方进行调用。
  • 局部变量：定义在函数内部的变量称为局部变量，该变量只允许程序在函数内部进行调用。

实例演示：

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf-8 -*-

total = 0;  # 这是一个全局变量

def custom_sum(num_1, num_2):
    total = num_1 + num_2;  # total在这里是局部变量.
    print("函数内-局部变量 : ", total)

# 调用sum函数
custom_sum(1000, 24);
print("函数外-全局变量 : ", total)

实例输出：

函数内-局部变量 : 1024
函数外-全局变量 : 0

以上是简单的 全局变量 和 局部变量 的使用演示，当局部变量需要扩展为全局变量时，可以使用 global 关键字声明，如：global nun1，但一般不建议这样使用。

【其它说明】

1、变量查找规则： 从内到外
2、Python 中全局变量以模块文件为界
3、使用 locals() 函数查看所有局部变量的名字和值

完整学习教程请访问：Python3 入门教程——目录索引

最后修改：2022 年 06 月 09 日
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