Python 入门第三天

hello ,欢迎看到黄昏的 python 函数部分，这里主要从介绍函数从入门到超神，如果你在学习的过程中，有问题欢迎咨询我哦，我们一起讨论。

此次文章主要介绍函数的入门级和函数的高级，从定义到装饰器。

Python 函数入门

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

函数有具体的组成部分:函数名,函数体,参数,返回值

从分类上看，函数可分为内置函数和自定义函数

为了实现不同的编程需求，还可为函数加上各种规则及作用域的限制，以完成整个功能

1.函数定义

定义函数使用关键字def，后接函数名，再后接放在()中的可选参数列表，最后是冒号。格式如下

def 函数名(参数1,参数2,...,参数N):

例如：

def max(a, b):                           #定义函数名 max 
    if a >= b:
        return a  # 返回a
    else:
        return b  # 返回b
return 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。

2.函数调用

函数调用

调用时，直接使用函数名称即可
hello("I love Python!")        # 调用函数，结果输出：I love Python!

3.函数的命名规则

函数名的命名有其对应的规则

必须以字母或下划线开头

可以包含任意字母、数字或下划线的组合

不能使用任何特殊字符或标点符号

区分大小写

不能是保留字

不能以数字开头

4.函数的参数

形参是从函数的角度来说的，在定义函数时写到括号中的参数就是形参。所谓形参就是形式上的参数

实参是从调用的角度来说的，在调用函数时写到括号里传给函数的参数就是实参，实参可以是常量、变量、表达式、函数。

实参的个数与类型应与形参一一对应，不能多也不能少

形参与实参的区别：

形参是虚拟的，不占用内存空间。形参变量只有在被调用时才分配内存单元

实参是一个变量，会占用内存空间，数据传送单向，由实参传给形参，不能由形参传给实参

函数的参数有几种：

必备参数: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

def get_info(name, age):
    print("My name is %s, I'm %d years old." %(name, age))
get_info('tom',25)
get_info('jerry',16)

关键字参数:关键字参数和函数调用关系紧密，函数调用使用关键字参数来确定传入的参数值

def get_info(name, age):
    print("My name is %s, I'm %d years old." %(name, age))
# get_info(16, 'jerry')      # TypeError: %d format: a number is required, not str
get_info(age=16, name='jerry')  # My name is jerry, I'm 16 years old.

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

def get_info(name, age, sex='male'):
    print('Name: %s' %name)
    print('age: %d' %age)
    print('Sex: %s' %sex)
get_info('tom',23)
get_info('jerry',30,'female

不定长参数:你可能需要一个函数能处理比当初声明时更多的参数

# def add(x, y):
#     return x + y
def add(*tuples):
    sum=0
    for v in tuples:
        sum += v
    return sum
print(add(1,4,6,9))         # 20
print(add(1,4,6,9,5))

参数的位置优先级

关键字参数

默认参数

args不定长参数

kwargs不定长参数

5. 函数的作用域

Python中的作用域分4种情况：

L：local，局部作用域，即函数中定义的变量；

E：enclosing，嵌套的父级函数的局部作用域，即包含此函数的上级函数的局部作用域，但不是全局的；

G：globa，全局变量，就是模块级别定义的变量；

B：built-in，系统固定模块里面的变量。

搜索变量的优先级顺序依次是：

作用域局部 > 外层作用域 > 当前模块中的全局 > python内置作用域，也就是LEGB。

x = int(2.9)  # int built-in
g_count = 0  # global
def outer():
    o_count = 1  # enclosing
    def inner():
        i_count = 2  # local
        print(o_count)
    # print(i_count) # 找不到
    inner() 
outer()
# print(o_count) # 找不到
当然，local和enclosing是相对的，enclosing变量相对上层来说也是local

作用域的产生

在Python中，只有模块（module），类（class）以及函数（def、lambda）才会引入新的作用域，其它的代码块（如if、try、for等）是不会引入新的作用域的，如下代码

if 2 > 1:
    x = 1
print(x)  # 1

这个是没有问题的，if并没有引入一个新的作用域，x仍处在当前作用域中，后面代码可以使用

def test():
    x = 2
print(x)    # NameError: name 'x2' is not defined

def、class、lambda是可以引入新作用域的

***变量的修***改

x = 6
def f2():
    print(x)
    x = 5
f2()
# 错误的原因在于print(x)时,解释器会在局部作用域找,
# 会找到x = 5(函数已经加载到内存),但 x 使用在声明前了,所以报错:
# local variable 'x' referenced before assignment.
# 如何证明找到了x=5呢?简单:注释掉 x=5,x=6
# 报错为:name 'x' is not defined
# 同理
x = 6
def f2():
    x+=1    # local variable 'x' referenced before assignment.
f2()

global关键字

当内部作用域想修改外部作用域的变量时，就要用到global和nonlocal关键字了，当修改的变量是在全局作用域（global作用域）上的，就要使用global先声明一下，代码如下\

count = 10
def outer():
    global count
    print(count) 
    count = 100
    print(count)
outer()

nonlocal关键字

global 关键字声明的变量必须在全局作用域上，不能嵌套作用域上，当要修改嵌套作用域（enclosing作用域，外层非全局作用域）中的变量怎么办呢，这时就需要nonlocal关键字了

def outer():
    count = 10
    def inner():
        nonlocal count
        count = 20
        print(count)
    inner()
    print(count)
outer()

总结

变量查找顺序：LEGB，作用域局部>外层作用域>当前模块中的全局>python内置作用域；
只有模块、类、及函数才能引入新作用域；
对于一个变量，内部作用域先声明就会覆盖外部变量，不声明直接使用，就会使用外部作用域的变量；
内部作用域要修改外部作用域变量的值时，全局变量要使用global关键字，嵌套作用域变量要使用nonlocal关键字。nonlocal是python3新增的关键字，有了这个 关键字，就能完美的实现闭包了。

Python 高级函数

1.嵌套函数

嵌套

def bar():
    print('in the bar')
def foo(func):
    print('in the foo')
    def inner():
        return func()
    return inner
foo(bar)
# foo(bar)()

2.装饰器之不带参数的func

被装饰的函数

def decorative(func):
    def wrapper():    # 定义一个包装器
        print("Please say something: ")
        func()        # 调用func，这个func是我们自己定义的
        print("No zuo no die...")
    return wrapper
@decorative    # 使用@符号调用装饰器
def show():    # 定义func，名字取什么都无所谓，它只是用来传给装饰器中的func参数
    print("I'm from Mars.")
show()

3. 装饰器之带参数的func

被装饰的函数

def decorative(func):
    def wrapper(x):
        print("Please say something...>")
        func(x)
        print("no zuo no die...")
    return wrapper
@decorative
def show(x):
    print(x)
show("hello,mars.")

4.有参数的装饰器

一个参数的装饰器

def foo(func):
    def inner(arg):
        # 验证
        return func(arg)
    return inner
@foo
def bar(arg):
    print('bar')

两个参数的装饰器

def foo(func):
    def inner(arg1,arg2):
        # 验证
        return func(arg1,arg2)
    return inner
@foo
def bar(arg1,arg2):
    print('bar')

三个参数的装饰器

def foo(func):
    def inner(arg1,arg2,arg3):
        # 验证
        return func(arg1,arg2,arg3)
    return inner
@foo
def bar(arg1,arg2,arg3):
    print('bar')

不固定参数的装饰器

def foo(func):
    def inner(*args,**kwargs):
        # 验证
        return func(*args,**kwargs)
    return inner
@foo
def bar(arg1,arg2,arg3):
    print('bar')

一个函数可以被多个装饰器装饰

def foo(func):
    def inner(*args,**kwargs):
        # 验证
        return func(*args,**kwargs)
    return inner
def foo1(func):
    def inner(*args,**kwargs):
        # 验证
        return func(*args,**kwargs)
    return inner
@foo
@foo1
def bar(arg1,arg2,arg3):
    print('bar')

5.装饰器案例

为函数添加致谢时间的装饰器函数

import time
def timmer(func):
    def wrapper(*args,**kwargs):
        start_time = time.time()
        a = func()
        stop_time = time.time()
        print('The func run time is %s'% (stop_time-start_time))
        return a
    return wrapper
@timmer
def foo():
    time.sleep(3)
    print('in the foo')
print(foo())

页面验证装饰器

假定有三个页面，现在要实现其中2个页面验证登录之后才能访问，另一个页面不用验证即可访问
首先定义三个页面函数：
def index():
    print('Welcome to index page')
    return 'from index page'
def home():
    print('Welcome to home page')
    return 'from home page'
def bbs():
    print('Welcome to bbs page')
    return 'from bbs page'
 然后定义装饰器函数：
 import getpass
user = 'sean'
passwd = 'abc123'
def auth(auth_type='local'):
    def out_wrapper(func):
        def wrapper(*args,**kwargs):
            if auth_type == 'local':
                username = input('Username: ').strip()
                password = getpass.getpass("Password: ").strip()
                if username == user and password == passwd:
                    print('authentication passed')
                    func(*args,**kwargs)
            elif auth_type == 'ldap':
                print('This is ldap authentication')
                func(*args,**kwargs)
        return wrapper
    return out_wrapper
 接下来将装饰器分别应用于home函数与bbs函数：
 def index():
    print('Welcome to index page')
    return 'from index page'
@auth('local')
def home():
    print('Welcome to home page')
    return 'from home page'
@auth('ldap')
def bbs():
    print('Welcome to bbs page')
    return 'from bbs page'
# 调用函数
index()
home()
bbs()

学Python 函数从青铜到王者