python基础--函数入门与进阶

简介: 函数入门与进阶

函数参数的使用

Python函数参数的使用方法如下:

位置参数

位置参数:位置参数是指在调用函数时,按照函数定义时参数的位置顺序传递参数的方式。

例如:

def add(x, y):
    return x + y
result = add(1, 2)
print(result)  # 输出3

在上面的例子中,add 函数有两个位置参数 x 和 y,在调用函数时,按照参数的位置顺序传递了两个参数,分别是 1 和 2。在使用位置参数时,需要按照函数定义时参数的位置顺序传递参数,以确保函数能够正确地执行。

关键字参数

关键字参数是指在调用函数时,使用形如 key=value 的语法显式地指定参数的名称和值。例如:

def add(x, y):
    return x + y
result = add(y=2, x=1)
print(result)  # 输出3

在上面的例子中,调用 add 函数时,使用了关键字参数 x=1 和 y=2,这样可以明确指定参数的名称和值,避免了按照位置传参时可能出现的错误。关键字参数还可以与位置参数混合使用,但是必须先传递位置参数,然后再传递关键字参数.


默认参数

默认参数是指在定义函数时,给参数赋予一个默认值,如果在调用函数时没有传入该参数,则使用默认值。例如:

def add(x=0, y=0):
    return x + y
result = add()
print(result)  # 输出0

在上面的例子中,add 函数有两个默认参数 x 和 y,它们的默认值都是 0。当调用 add 函数时,没有传入任何参数,因此函数使用了默认值计算结果,最终返回了 0。


可变参数

可变参数是指在函数定义时,使用 *args 的语法表示可以接收任意个数的位置参数,这些参数会被自动封装成一个元组,例如:

def add(*args):
    result = 0
    for arg in args:
        result += arg
    return result
result = add(1, 2, 3)
print(result)  # 输出6

在上面的例子中,add 函数使用了可变参数 *args,这样就可以接收任意个数的位置参数,这些参数会被封装成一个元组。在函数内部,使用循环遍历这个元组,计算所有参数的和,并返回结果。


关键字可变参数

关键字可变参数是指在函数定义时,使用 **kwargs 的语法表示可以接收任意个数的关键字参数,这些参数会被自动封装成一个字典,例如:

def add(**kwargs):
    result = 0
    for key, value in kwargs.items():
        result += value
    return result
result = add(x=1, y=2, z=3)
print(result)  # 输出6

在上面的例子中,add 函数使用了关键字可变参数 **kwargs,这样就可以接收任意个数的关键字参数,这些参数会被封装成一个字典。在函数内部,使用循环遍历这个字典,计算所有参数的和,并返回结果。


调用 add 函数时,传入了三个关键字参数 x=1、y=2 和 z=3,这些参数被封装成一个字典 {‘x’: 1, ‘y’: 2, ‘z’: 3},然后被传递给函数,函数计算这些参数的和并返回结果 6。


以上就是Python函数参数的使用方法。


函数的相互调用

函数的相互调用指的是,一个函数调用另一个函数,或者一个函数调用自身(递归调用)。函数的相互调用可以让程序更加模块化和可读性更高,因为可以将一个大问题拆分成多个小问题,每个小问题都由一个函数来解决。

举个栗子:

def add(x, y):
    return x + y
def multiply(x, y):
    result = 0
    for i in range(y):
        result = add(result, x)
    return result
result = multiply(3, 4)
print(result)  # 输出12

4.1.png

在上面的例子中,add 函数用于计算两个数的和,multiply 函数用于计算两个数的乘积。在 multiply 函数内部,通过循环调用 add 函数来实现乘法运算,最终返回结果 12。

下面是一个递归调用的例子,演示了如何在函数内部调用自身:

def factorial(n):
    if n == 0:
        return 1
    else:
        return n * factorial(n - 1)
result = factorial(4)
print(result)  # 输出24

4.2.png

在上面的例子中,factorial 函数用于计算一个数的阶乘。在函数内部,使用递归调用来实现阶乘的计算,当 n 等于 0 时,返回 1,否则返回 n * factorial(n-1)。最终返回结果 24。


函数的作用域

函数的作用域指的是变量的可见范围,即变量可以被访问的区域。在 Python 中,函数的作用域分为两种,分别是全局作用域和局部作用域。


全局作用域

全局作用域指的是在函数外部定义的变量,它们可以在整个程序中被访问和修改。例如:

x = 10
def foo():
    print(x)
foo()  # 输出10

43.png

在上面的例子中,变量 x 在函数外部定义,它的作用域是全局作用域。在 foo 函数内部,可以访问变量 x 并输出它的值。

如果在函数内部要修改全局作用域的变量,需要使用 global 关键字声明变量。例如:

x = 10
def foo():
    global x
    x = 20
foo()
print(x)  # 输出20

4.4.png

在上面的例子中,使用 global 关键字声明变量 x,这样就可以在函数内部修改全局作用域的变量。在调用 foo 函数后,变量 x 的值被修改为 20。

局部作用域

局部作用域指的是在函数内部定义的变量,它们只能在函数内部被访问和修改。例如:

def foo():
    x = 10
    print(x)
foo()  # 输出10

4.5.png

数据的打包与拆包

数据打包

使用元组或列表可以实现打包操作,例如:

a = 10
b = "hello"
c = [1, 2, 3]
d = (a, b, c)
print(d)  # (10, 'hello', [1, 2, 3])

4.6.png

在上面的例子中,将元组d中的数据项分别赋值给变量a、b、c,这就是拆包操作。注意,拆包时变量的个数必须与元组或列表中的数据项个数相等,否则会抛出异常。


lambda函数

Lambda函数是一种匿名函数,它可以在需要一个函数的地方被使用,而不必显式地定义一个函数。Lambda函数通常用于一些简单的函数,可以在一行代码中完成。Lambda函数的语法如下:


lambda 参数: 表达式

其中,参数可以是多个,用逗号分隔,表达式是函数体,其结果就是函数的返回值。


下面举例说明Lambda函数的用法:

# 定义一个普通函数
def add(x, y):
    return x + y
# 使用Lambda函数
f = lambda x, y: x + y
# 调用函数
print(add(2, 3))  # 输出 5
print(f(2, 3))   # 输出 5

4.7.png

在上面的例子中,我们先定义了一个普通函数add,然后使用Lambda函数定义了一个等价的函数f。可以看到,使用Lambda函数定义函数比较简洁,而且可以直接把它赋值给一个变量。最后,我们调用了这两个函数,得到了相同的结果。

Lambda函数还可以用于函数的参数,例如:

# 使用Lambda函数作为参数
result = map(lambda x: x * x, [1, 2, 3, 4, 5])
# 输出结果
print(list(result))  # 输出 [1, 4, 9, 16, 25]

4.8.png

在上面的例子中,我们使用Lambda函数作为map函数的第一个参数,对列表中的每个元素求平方。注意,map函数返回的是一个迭代器,需要用list函数将其转化为列表。

递归

递归是在函数定义中使用函数自身的一种方法。递归函数通常具有两部分:基本情况和递归情况。基本情况是指在递归过程中需要结束递归的情况,递归情况是指在递归过程中需要调用函数自身的情况。递归函数的实现通常使用if语句来判断是否达到基本情况,如果达到,则直接返回结果;否则,继续调用函数自身,直到达到基本情况。


下面通过一个例子来说明递归函数的实现:

# 计算阶乘
def factorial(n):
    # 基本情况
    if n == 0 or n == 1:
        return 1
    # 递归情况
    else:
        return n * factorial(n-1)
# 测试
print(factorial(5))  # 输出 120

4.9.png

在上面的例子中,我们定义了一个函数factorial,用于计算n的阶乘。首先判断n是否为0或1,如果是,则直接返回1,这就是基本情况。否则,继续调用函数自身,计算(n-1)的阶乘,这就是递归情况。最终得到n的阶乘。


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