Python入门(9)——函数

函数是带名字的代码块，用于完成特定的任务，当在程序中多次执行同一任务时，无需反复编写重复的代码块，只需调用执行该任务的函数即可。

函数的声明

    在Python中使用 def 关键字来声明函数，每个函数都有一个的函数名，我们通过函数名调用函数。在函数名后面的圆括号中可以放置传递给函数的参数，当然函数也可以没有参数，没有参数的函数叫做无参函数。函数内容以 : 开始，并且函数体要缩进。在函数执行完成后可以通过 return 关键字来返回一个值给调用方，没有 return 语句相当于返回None。有关函数的说明写在声明函数的下方，称为文档字符串的注释，描述了函数的功能，用三引号括起，Python使用它们生成有关程序中函数的文档。下面的例子演示了如何声明一个无参函数并调用此函数。

def print_hello():
    """打印字符串“Hello”"""
    print('Hello!')


print_hello()

输出结果为

下面的例子演示了如何声明一个含两个参数的函数并调用此函数。

def max(x, y):
    """返回两个数中较大的数"""
    if x > y:
        return x
    else:
        return y


print(max(3, 7))

最终程序运行的结果为

参数的传递

    在Python中，对象可分为两类，一类是不可更改的对象，另一类则是可更改的对象。在传递参数过程中，如果传入的是不可更改的对象，则传递的只是值本身，调用函数后不会对原来的对象产生影响，例如：整数、字符串、元组等。但如果传入的是可更改的对象，则是对原来的对象进行操作，调用函数后，在此函数中对此对象进行的修改就是对原来的对象进行修改，例如列表、字典等。当然，不可更改的对象与可更改的对象这类说法不太严谨，在Python官方文档中也没有这种说法，这里只是为了区分出调用函数时更改的对象不同。下面的例子演示了传递不可更改对象的函数调用。

def not_change(x):
    print('id(x) = ', id(x))    # 指向同一个对象
    print('x = ', x)            # x的值为传进来的参数值
    x = 0                       # 创建了新对象
    print('x = ', x)            # 新对象的值为0
    print('id(x) = ', id(x))


if __name__ == '__main__':
    y = 10
    print('id(y) = ', id(y))    # 查看y指向的对象id
    not_change(y)               # 调用函数
    print('y = ', y)            # 调用后y的值并不会改变
    print('id(y) = ', id(y))    # y还是指向调用函数前的对象

输出结果为

id(y) =  2719015594576  # 调用函数前y指向的对象id
id(x) =  2719015594576  # 参数指向的对象id
x =  10                 # 此对象中的值
x =  0                  # 新建对象的值
id(x) =  2719015594256  # 新建对象的id
y =  10                 # 调用函数后y的值没变
id(y) =  2719015594576  # y还是指向调用前的那个对象

下面的例子演示了传递可更改对象的函数调用。

def change(list):
    print('id(list) = ', id(list))  # 指向同一个对象
    print('list = ', list)          # list的值为传进来的参数值
    list.append(100)                # 直接在此对象上进行操作
    print('list = ', list)          # 操作后list的值更新了
    print('id(list) = ', id(list))  # 对象还是传进来的那个对象


if __name__ == '__main__':
    x = [10, 20, 30]
    print('id(x) = ', id(x))        # 查看x指向的对象id
    change(x)                       # 调用函数
    print('x = ', x)                # 调用函数后x指向的对象已经发生了改变
    print('id(x) = ', id(x))        # 但对象id还是原来的那个对象

输出结果为

id(x) =  2074989554688          # 调用函数前x指向的对象id
id(list) =  2074989554688       # 参数指向的对象id
list =  [10, 20, 30]            # 此对象中的值
list =  [10, 20, 30, 100]       # 修改后此对象中的值
id(list) =  2074989554688       # list还是指向刚刚的对象
x =  [10, 20, 30, 100]          # 函数中修改的是传进去的对象，值已经发生了改变
id(x) =  2074989554688          # id值还是不变

向函数传递实参

向函数传递实参的方式有位置实参、关键字实参、任意数量实参等方式。

位置实参

位置实参的传入必须与函数声明时参数的顺序一致。

def print_hello(name, age):
    print(f'Hello! I am {name}, I am {age} years old.')


if __name__ == '__main__':
    name = 'Mary'
    age = 20
    print_hello(name, age)

输出结果为

关键字实参

关键字实参方式可以在调用函数时使用关键字来确定传入的参数值，即在调用函数时参数的顺序可以不按声明时的顺序书写。

def print_hello(name, age):
    print(f'Hello! I am {name}, I am {age} years old.')


if __name__ == '__main__':
    a = 'Mary'
    b = 20
    print_hello(age=b, name=a)

输出结果为

默认参数

在声明函数时，可以在参数的后面添加参数的默认值，在调用函数而没有给定相应的参数时，会使用默认参数。注意：默认参数必须放在最后面。

def print_hello(name, age = 20):
    print(f'Hello! I am {name}, I am {age} years old.')


if __name__ == '__main__':
    name = 'Mary'
    print_hello(name)

输出结果为

任意数量实参

有时候需要在函数中处理未知数量的参数，在声明函数时，可以使用 * 号标明传入一个元组形式的参数，调用函数时，会把收到的所有值都封装到这个元组中。

def print_numbers(*numbers):
    print(numbers)


if __name__ == '__main__':
    print_numbers(0, 1, 2, 3, 4, 5)

输出结果为

除此之外，还有带 ** 两个星号的写法，标明传入一个字典形式的参数。

def print_keys_value(**dict):
    print(dict)


if __name__ == '__main__':
    print_keys_value(name='Mary', age=20)

输出结果为

函数的返回值

使用 return 语句可以指定该函数的返回值。对于没有return语句的函数定义，Python都会在末尾加上 return None ，使用不带值的return语句，也返回None。

def sum(*numbers):
    total = 0
    for x in numbers:
        total += x
    return total


if __name__ == '__main__':
    print(sum(0, 1, 2, 3, 4, 5))

输出结果为

Lambda表达式

在Python中可以使用 Lambda 表达式创建匿名函数。Lambda 的主体是一个表达式，而不是一个代码块。Lambda 函数不能访问自己参数列表之外或全局命名空间里的参数。Lambda 表达式的格式为 lambda 参数列表:表达式 。

sum = lambda x, y: x + y


if __name__ == '__main__':
    print(sum(4, 5))

输出结果为

调用模块中的函数

在工程项目中会经常遇到同名函数问题，即两个模块中都有一个函数名一样但功能不一样的函数，这时，如果要调用其中的一个函数，必须指定模块名。下面的例子演示了如何调用不同模块的同名函数。

# p1.py
def fuction():
    print('p1 function')

# p2.py
def fuction():
    print('p2 function')

# main.py
import p1
import p2


if __name__ == '__main__':
    p1.fuction()
    p2.fuction()

输出结果为

我们也可以在导入模块时给模块起别名，通过别名调用模块中的函数。

import math as m


if __name__ == '__main__':
    print(m.fabs(-2))