Python學習，第八課 - 函數

本次講解函數，由於內容比較多，小編列了個大綱，主要有一下內容：

1. 函數基本語法及特性

2. 函數參數

3.局部變數

4. 返回值

5.嵌套函數

6.遞歸

7.匿名函數

8.高階函數

9.內置函數

1. 函數基本語法及特性

函數的定義：函數是指將一組語句的集合通過一個名字(函數名)封裝起來，要想執行這個函數，只需調用其函數名即可

函數的特性：

1. 減少重覆代碼
2. 使程式變的可擴展
3. 使程式變的易維護

函數的語法定義

直接上代碼：

# def 是定義函數的關鍵字

def test():#test既是函數名
    print('學習Python的第一個函數')
    
test() #調用函數

同時函數也可以帶參數

a, b = 1, 3


# 帶參函數
def test(x, y):  # x 和 y 即是在我們調用函數時傳入的參數
    return x + y  # 返回執行的結果


c = test(a, b)  # 把函數返回結果賦值給 C
print(c)

2. 函數參數

在說函數參數前，大家需要瞭解一個知識點，形參 & 實參

何為形參？

既變數只有在被調用時才分配記憶體單元，在調用結束時，即刻釋放所分配的記憶體單元。

因此，形參只在函數內部有效，函數調用結束返回主調用函數後則不能再使用該形參變數

何為實參？

既可以是常量、變數、表達式、函數等，無論實參是何種類型的量，在進行函數調用時，它們都必須有確定的值，以便把這些值傳送給形參。

因此應預先用賦值，輸入等辦法使參數獲得確定值

這麼說可能有些不理解，還是來個實例讓大家更加清晰：

a, b = 1, 3


def test(x, y):  # x 和 y 即是形參
    return x + y

c = test(a, b)  # a,b既是實參
print(c)

關鍵參數

上面的例子中，我們調用函數傳參是根據函數的形參位置來傳遞的。

既 a 傳給 x ，b 傳給 y。這種叫做位置參數。

我們還可以使用關鍵參數，既傳遞的時候給函數的參數名傳遞你的值：

a, b = 1, 3


# 帶參函數
def test(x, y):
    return x + y


c = test(y=a, x=b)#這裡把 a 傳給 y ， b 傳給 x
print(c)

這樣參數就可以不用按照順序傳遞，根據參數名傳遞給函數。

我們甚至可以把位置參數和關鍵參數同時使用：

a, b = 1, 3


def test(x, y):
    return x + y


c = test(1, y=b)
print(c)

如果同時使用一定要註意：關鍵參數必須要放在位置參數的後面，並且已經傳值的位置參數不能再用關鍵參數

下麵是一些錯誤的用法：

c = test(x=a, b)
#報錯：TypeError: test() got multiple values for argument 'x'
c = test(a, x=b)
#報錯：TypeError: test() got multiple values for argument 'x'

預設參數

參數還可以設置一個預設值，這樣我們在調用的時候既可以不傳參給預設參數

def test(x, y, z=9):  # 設置了 z 的預設值是 9
    print(x + y + z)

test(1, 3)#如果我們第三個參數也就是z 不傳的話，z的預設值就是9
test(1, 3, 10)#我們傳了第三個參數，則 z 的值就變成10

非固定參數

所謂非固定參數就是可以傳遞任意個數的參數，比如你的函數在定義的時候不能確定用戶想傳入多少個參數，就可以使用

def test(*args):  # 使用 *args, 這裡args可以改成任意變數名，但是不建議這麼做。
    print(args)


test()
# 輸出結果：()
test(1, 2)
# 輸出結果：(1, 2)
test(1, 2, '承受', 'Python')
# 輸出結果：(1, 2, '承受', 'Python')

調用函數可以傳入任意個數的參數，然後轉換成 元組 的形式

3.局部變數

局部變數：就是只能在局部使用的變數

name = 'Cheng Shou'


def change_name(name):
    print('改變前：', name)
    name = '承受'
    print('改變後：', name)


change_name(name)

print('在外面在看下name的值：', name)

#輸出結果：
#改變前： Cheng Shou
#改變後： 承受
#在外面在看下name的值： Cheng Shou

從上面的例子大家發現了沒？函數裡面的name修改了，函數外面的name沒有改變。

其實函數裡面的name 就是局部變數，他並沒有調用外部的name。

那函數裡面就不能使用全局變數了嗎？非要用也是可以的

name = 'Cheng Shou'


def change_name():
    global name #在函數中使用global既可
    print('改變前：', name)
    name = '承受'
    print('改變後：', name)


change_name()

print('在外面在看下name的值：', name)

#輸出結果：
#改變前： Cheng Shou
#改變後： 承受
#在外面在看下name的值： 承受

使用global 既可，我們的全局變數也被修改了。

當然不建議這麼做。

全局變數與局部變數

4. 返回值

其實我們第一個例子中就有用到返回值，既 return 語句。return可以吧函數的執行結果返回

返回值記住兩點：

1.函數在執行過程中只要遇到 return 語句就會停止函數的執行，並且返回結果。所以 return 語句出現就代表著函數結束

2.如果函數中未使用 return ，那函數執行完畢後，返回的值為 None

5.嵌套函數

顧名思義就是函數裡面套函數，小編看到這個也是內心驚呼一聲：python 果然牛掰

那麼怎麼套呢，上代碼：

name = 'Cheng Shou'


def change_name():
    name = '小承'

    def change_name2():
        name = '小受'
        print('第三層：', name)

    change_name2() # 調用記憶體函數
    print('第二層：', name)


change_name()
print('最外層：', name)

#輸出結果：
#第三層： 小受
#第二層： 小承
#最外層： Cheng Shou

神奇吧，一層套一層，跟俄羅斯套娃一樣

至於這個嵌套函數什麼作用，之後學習到裝飾器的時候我們就知道了。

6.遞歸

在函數內部，可以調用其他函數。如果一個函數在內部調用自身本身，這個函數就是遞歸函數。

說白了，就是在函數裡面調用自身函數

def subtraction(n):
    print(n)
    if n < 1:
        return n
    return subtraction(n-1)

subtraction(5)

#輸出結果：
#5
#4
#3
#2
#1
#0

註意：python預設的遞歸深度是很有限的（預設是1000），因此當遞歸深度超過999的樣子，就會引發這樣的一個異常。

報錯：RecursionError: maximum recursion depth exceeded while calling a Python object

如果你的業務需要遞歸深度超過1000，則需要修改遞歸深度的值

import sys
sys.setrecursionlimit(10000)

導入sys模塊，然後設置，需要多大就設置多大既可。

一般我們的業務代碼不建議超過預設深度，否則代碼性能不好。

在二分查找的時候，我們會用到遞歸，不過這講到演算法問題本篇就直接帶過，後續有時間小編在寫一篇演算法相關的文章

遞歸特性:

1. 必須有一個明確的結束條件

2. 每次進入更深一層遞歸時，問題規模相比上次遞歸都應有所減少

3. 遞歸效率不高，遞歸層次過多會導致棧溢出（在電腦中，函數調用是通過棧（stack）這種數據結構實現的，每當進入一個函數調用，棧就會加一層棧幀，每當函數返回，棧就會減一層棧幀。由於棧的大小不是無限的，所以，遞歸調用的次數過多，會導致棧溢出）

7.匿名函數

匿名函數就是不需要顯式的指定函數

def test(n):
    return n + 1

print(test(2))
# 上面的函數修改成匿名函數後
test = lambda n: n + 1
print(test(2))

一般匿名函數是和其它函數搭配使用的，如下

print(map(lambda x: x ** 2, [1, 2, 3, 4, 5]) )
#輸出：[1, 4, 9, 16, 25]

8.高階函數

變數可以指向函數，函數的參數能接收變數，那麼一個函數就可以接收另一個函數作為參數，這種函數就稱之為高階函數。

簡單的說就是把函數當做參數傳遞給另一個函數，在函數中調用傳遞過來的函數。

def add(x, y, func):
    return func(x) + func(y)

def square(n):
    return n ** 2

res = add(3, 6, square)
print(res)

這裡把square函數，傳遞給了add ，並且在add中使用了 square函數。這便實現了高階函數

9.內置函數

直接展示一張圖，不做詳解，大家使用到的時候在瞭解既可。