函数介绍
函数简介(function)
函数是Python中的重要概念,它可以让我们将一个或一组语句封装起来,以便在其他地方反复调用。这样就可以提高代码的复用性和可维护性。下面是一些关于函数的基本知识:
- 函数是一个对象,也属于Python语言的标准类型之一。
- 创建函数时使用def语句,后跟函数名和参数列表,然后是冒号和函数体,函数体中是要执行的语句。
- 函数名必须符合标识符规范,可以包含字母、数字、下划线,但不能以数字开头。
- 定义函数不会立即执行函数体的语句,需要调用函数才会执行。
- 调用函数时,可以向函数传递实参。
- 函数也可以返回值,也可以没有返回值。
举个例子,我们可以定义一个简单的函数fn来输出一些信息:
def fn(): print('这是我的第一个函数!') print('hello') print('今天天气真不错!')
函数定义好了之后,我们可以调用这个函数:
fn()
这样就会输出函数中的三行文本。
在函数中还可以指定形参,形参就是函数定义时用来接收实参的变量,例如:
def fn2(a, b): print(a, '+', b, '=', a + b)
我们可以调用该函数,并向它传递实参:
fn2(10, 20) fn2(123, 456)
这样就会输出相应的结果。
函数的参数
在定义函数时,可以在函数名后的()中定义数量不等的形参,多个形参之间使用,
隔开。形参(形式参数)定义形参就相当于在函数内部声明了变量,但是并不赋值。实参(实际参数)如果函数定义时,指定了形参,那么在调用函数时也必须传递实参,实参将会赋值给对应的形参,简单来说,有几个形参就得传几个实参。
练习1:
定义一个函数,可以用来求任意三个数的乘积
# 求任意三个数的乘积 def mul(a,b,c): print(a*b*c)
练习2:
定义一个函数,可以根据不同的用户名显示不同的欢迎信息
# 根据不同的用户名显示不同的欢迎信息 def welcome(username): print('欢迎',username,'光临')
代码运行示例:
mul(1,2,3) welcome('孙悟空')
定义一个函数,在定义形参时,可以为形参指定默认值。指定了默认值以后,如果用户传递了参数则默认值没有任何作用,如果用户没有传递,则默认值就会生效。
def fn(a = 5 , b = 10 , c = 20): print('a =',a) print('b =',b) print('c =',c)
代码运行示例:
fn(1 , 2 , 3) fn(1 , 2) fn()
实参的传递方式:
- 位置参数:位置参数就是将对应位置的实参复制给对应位置的形参。第一个实参赋值给第一个形参,第二个实参赋值给第二个形参…
fn(1 , 2 , 3)
- 关键字参数:关键字参数可以不按照形参定义的顺序去传递,而直接根据参数名去传递参数。
fn(b=1 , c=2 , a=3)
位置参数和关键字参数可以混合使用,混合使用关键字和位置参数时,必须将位置参数写到前面。
fn(1,c=30)
def fn2(a): print('a =',a) # 函数在调用时,解析器不会检查实参的类型 # 实参可以传递任意类型的对象 b = 123 b = True b = 'hello' b = None b = [1,2,3] fn2(b) fn2(fn)
def fn3(a , b): print(a+b) fn3(123,"456")
在函数中对形参进行重新赋值,不会影响其他的变量。但是如果形参执行的是一个对象,当我们通过形参去修改对象时,会影响到所有指向该对象的变量。
def fn4(a): # 在函数中对形参进行重新赋值,不会影响其他的变量 # a = 20 # a是一个列表,尝试修改列表中的元素 # 如果形参执行的是一个对象,当我们通过形参去修改对象时 # 会影响到所有指向该对象的变量 a[0] = 30 print('a =',a,id(a)) c = 10 c = [1,2,3] fn4(c) fn4(c.copy()) fn4(c[:]) print('c =',c,id(c))
不定长的参数
在Python中,我们经常会遇到需要处理不定长度的参数的情况。不定长的参数指的是函数在定义时,无法确定实际调用时会传入多少个参数。那么,如何处理这种情况呢?接下来我们将介绍如何定义一个可以求任意个数字和的函数。
def sum(*nums): result = 0 for n in nums: result += n print(result)
以上代码定义了一个名为sum
的函数,它使用了一个带有星号(*)的形参nums
,这样它就可以接收任意个参数,并将这些参数保存到一个元组中。然后,我们可以使用循环遍历这个元组,将其中的数进行累加,并打印结果。
现在,我们来测试一下这个函数:
sum(123, 456, 789, 10, 20, 30, 40)
运行后,输出结果为:1458。
带星号的形参
除了上述的不定长参数,我们还可以使用带星号(*)的形参来处理不定长度的参数。带星号的形参只能有一个,并且必须写在所有参数的最后。
def fn(*a): print("a =", a, type(a))
以上代码定义了一个名为fn
的函数,它的形参是一个带星号的a
。当我们调用这个函数时,它会将所有的位置实参统一保存到一个元组中,并打印出来。
让我们来测试一下:
fn(1, 2, 3, 4, 5)
运行后,输出结果为:a = (1, 2, 3, 4, 5) <class 'tuple'>
。
带星号的形参可以和其他参数配合使用。例如,我们可以同时使用带星号的形参和普通的位置参数:
def fn2(a, *b, c): print('a =', a) print('b =', b) print('c =', c)
以上代码定义了一个名为fn2
的函数,它的形参包括一个普通的位置参数a
、一个带星号的形参b
和一个关键字参数c
。在调用这个函数时,第一个实参会赋值给a
,剩下的位置实参会保存到b
的元组中,并且c
必须使用关键字参数来传递。
让我们来测试一下:
fn2(1, 2, 3, 4, c=5)
运行后,输出结果为:
a = 1 b = (2, 3, 4) c = 5
特殊用法和注意事项
除了前面介绍的用法,带星号的形参还有一些特殊用法和需要注意的地方。
首先,如果在形参的开头直接写一个星号(*),则要求所有的参数必须以关键字参数的形式传递。例如:
def fn2(*, a, b, c): print('a =', a) print('b =', b) print('c =', c)
以上代码定义了一个名为fn2
的函数,它没有位置参数,所有参数都必须使用关键字参数来传递。
让我们来测试一下:
fn2(a=3, b=4, c=5)
运行后,输出结果为:
a = 3 b = 4 c = 5
另外,带星号的形参只能接收位置参数,而不能接收关键字参数。下面的代码会产生错误:
def fn3(*a): print('a =', a)
在调用这个函数时,无论使用什么样的方式,都会导致错误:
fn3(1, 2, 3) # 错误!不能使用位置参数 fn3(a=1, b=2, c=3) # 错误!不能使用关键字参数
最后,我们还可以通过参数解包(拆包)的方式将序列或字典中的元素作为实参传递给函数。例如:
def fn4(a, b, c): print('a =', a) print('b =', b) print('c =', c) t = (10, 20, 30) fn4(*t) # 参数解包,相当于 fn4(10, 20, 30) d = {'a': 100, 'b': 200, 'c': 300} fn4(**d) # 参数解包,相当于 fn4(a=100, b=200, c=300)
以上代码分别使用了参数解包来传递元组和字典中的元素给函数fn4
。
函数的返回值
函数的返回值指的是函数执行完成后所返回的结果。在 Python 中,可以使用 return
语句来指定函数的返回值。函数可以直接使用返回值,也可以通过变量来接收返回值。
返回值的使用
下面是一个计算多个数之和的函数示例:
def sum(*nums): # 定义一个变量,来保存结果 result = 0 # 遍历元组,并将元组中的数进行累加 for n in nums : result += n return result r = sum(123, 456, 789)
在上述代码中,sum
函数接受多个参数,并将它们相加得到总和,然后通过 return
语句返回这个结果。调用函数时,可以直接使用函数的返回值,比如将其打印出来。
print(r) # 输出结果为 1368
同时,还可以对返回值进行其他的操作,比如与其他数字相加。
print(r + 778) # 输出结果为 2146
需要注意的是,函数只能有一个返回值,但这个返回值可以是任意对象,甚至可以是一个函数本身。
空的返回值
如果函数中仅写了一个 return
,或者没有写 return
,则相当于隐式地返回了 None
。
def fn2(): a = 10 return r = fn2() print(r) # 输出结果为 None
在上述代码中,函数 fn2
中没有指定返回值,而是直接使用了一个 return
语句。由于 return
后面没有跟任何值,因此相当于隐式地返回了 None
。
函数的执行与返回
当函数执行到 return
语句时,函数将会立即结束,并将 return
后面的值作为返回结果返回给调用者。同时,函数中 return
后面的代码将不会再执行。
def fn3(): print('hello') return print('abc') r = fn3() print(r) # 输出结果为 hello 和 None
在上述代码中,函数 fn3
中的 print('abc')
并没有被执行,因为 return
语句已经结束了函数的执行。函数 fn3
的返回值是 None
,因为 return
后面没有跟任何值。
提前结束函数执行
在函数中,可以使用 return
语句来提前结束函数的执行。当遇到 return
语句时,函数将立即结束执行并返回指定的值。
def fn4(): for i in range(5): if i == 3: return # 遇到 i 等于 3 的时候提前结束函数执行 print(i) print('循环执行完毕!') fn4()
在上述代码中,函数 fn4
使用了一个循环来打印出 0 到 4 的数字。当 i
等于 3 时,执行了 return
语句,函数 fn4
立即结束了执行。因此,循环中后续的代码和最后一行的打印语句都不会执行。
文档字符串(doc str)
在Python中,我们可以通过编写文档字符串来为函数添加说明。文档字符串是函数定义中的一个字符串,用于描述函数的作用、参数和返回值等信息。有了文档字符串,我们可以使用help()
函数来查看函数的说明。
下面是一个函数示例:
def fn(a:int,b:bool,c:str='hello') -> int: ''' 这是一个文档字符串的示例 函数的作用:。。。。。 函数的参数: a,作用,类型,默认值。。。。 b,作用,类型,默认值。。。。 c,作用,类型,默认值。。。。 ''' return 10
上面的代码中,函数fn
有三个参数a
、b
和c
,分别是整数型、布尔型和字符串型。其中,参数c
有一个默认值'hello'
。函数的返回值是整数型。
我们可以使用help()
函数来查看函数fn
的说明:
help(fn)
运行上述代码,将会输出函数fn
的说明文档。
函数的说明文档
函数fn
的说明文档如下:
fn(a:int,b:bool,c:str='hello') -> int 这是一个文档字符串的示例 函数的作用:。。。。。 函数的参数: a,作用,类型,默认值。。。。 b,作用,类型,默认值。。。。 c,作用,类型,默认值。。。。
说明文档使用了标准的格式,可以清晰地描述函数的作用、参数和返回值。在函数的第一行直接编写一个字符串,就可以作为文档字符串。
有了文档字符串,我们可以通过help()
函数来查看函数的说明。比如,我们可以使用以下代码来查看函数fn
的说明:
help(fn)
运行上述代码,将会输出函数fn
的说明文档。
通过文档字符串,我们可以更好地理解函数的功能和使用方法,帮助我们编写更好的代码。所以,在编写函数时,不妨考虑添加文档字符串,让代码更加友好和易于理解。