Python笔记（六）——函数、模块、包

清疚 2022-04-02 09:40 253阅读 0赞

**目录**

一、定义一个函数

二、函数调用

三、参数传递

3.1 可更改(mutable)与不可更改(immutable)对象

3.2 python 传不可变对象实例

3.3 传可变对象实例

四、参数

4.1 必需参数

4.2 关键字参数

4.3 默认参数

4.4 不定长参数

五、匿名函数

六、return语句

七、变量作用域

八、全局变量和局部变量

九、global 和 nonlocal关键字

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#                       ![20190103150456798.png][] #

#                              ![20190103150804991.png][] #

#                       ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3NzY0MTI5_size_16_color_FFFFFF_t_70][] #

# 一、定义一个函数 #

你可以定义一个由自己想要功能的函数，以下是简单的规则：

*  以 **def** 关键词开头，后接函数名和圆括号 **()**，括号中写参数、括号外写冒号:。然后，在缩进块中编写函数体，函数的返回值用 return** **语句返回。
 *  任何传入参数和自变量必须放在圆括号中间，圆括号之间可以用于定义参数。
 *  函数的第一行语句可以选择性地使用文档字符串——用于存放函数说明。
 *  函数内容以冒号起始，并且缩进。
 *  **return 值/表达式** 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。

一般格式如下：

def 函数名（参数列表）:
        '''
            文档字符串即注释
        '''
        函数体 #return包含在函数体内

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3NzY0MTI5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

默认情况下，参数值和参数名称是按函数声明中定义的顺序匹配起来的。

举例：

#函数定义
    def area(width, height): #参数的变量
        return width * height
    	
    def print_welcome(name): #参数是字符串
        print('welcome', name)
    
    def square_of_sum(L): #参数是列表
        sum = 0
        for x in L:
            sum = sum + x * x
        return sum
    
    #调用函数
    print_welcome('Run')
    print ('area=', area(4, 8))
    print ('列表求和:', square_of_sum([-5, 0, 5, 15, 25]))

![20181226112421745.png][]

# 二、函数调用 #

定义一个函数：给了函数一个名称，指定了函数里包含的参数，和代码块结构。

这个函数的基本结构完成以后，你可以通过另一个函数调用执行，也可以直接从 Python 命令提示符执行。

如下实例调用了 **printme()** 函数：

# 定义函数
    def printme( str ):
       # 打印任何传入的字符串
       print (str)
     
    # 调用函数
    printme("我要调用用户自定义函数!")
    printme("再次调用同一函数")

输出结果：

>     我要调用用户自定义函数!
>     再次调用同一函数

# 三、参数传递 #

在 python 中，**对象有类型**，变量是**没有类型**的：

a=[1,2,3] 
    a="Runoob"

以上代码中，**\[1,2,3\]** 是 List 类型，**"Runoob"** 是 String 类型，而变量 a 是没有类型，她仅仅是一个对象的引用（一个指针），可以是指向 List 类型对象，也可以是指向 String 类型对象。

## 3.1 可更改(mutable)与不可更改(immutable)对象 ##

在 python 中，strings, tuples, 和 numbers 是不可更改的对象，而 list,dict 等则是可以修改的对象。

*  **不可变类型：**变量赋值 **a=5** 后再赋值 **a=10**，这里实际是新生成一个 int 值对象 10，再让 a 指向它，而 5 被丢弃，不是改变a的值，相当于新生成了a。
 *  **可变类型：**变量赋值 **la=\[1,2,3,4\]** 后再赋值 **la\[2\]=5** 则是将 list la 的第三个元素值更改，本身la没有动，只是其内部的一部分值被修改了。

python 函数的参数传递：

*  **不可变类型：**类似 c++ 的**值传递**，如 **整数、字符串、元组**。如fun（a），传递的只是a的值，没有影响a对象本身。比如在 fun（a）内部修改 a 的值，只是修改另一个复制的对象，不会影响 a 本身。
 *  **可变类型：**类似 c++ 的**引用传递**，如 **列表，字典**。如 fun（la），则是将 la 真正的传过去，修改后fun外部的la也会受影响

python 中一切都是对象，严格意义我们不能说值传递还是引用传递，我们应该说传不可变对象和传可变对象。

## 3.2 python 传不可变对象实例 ##

实例(Python 3.0+)

def ChangeInt( a ): 
        a = 10 
    
    b = 2 
    ChangeInt(b) 
    print( b ) # 结果是 2

实例中有 int 对象 2，指向它的变量是 b，在传递给 ChangeInt 函数时，按传值的方式复制了变量 b，a 和 b 都指向了同一个 Int 对象，在 a=10 时，则新生成一个 int 值对象 10，并让 a 指向它。

## 3.3 传可变对象实例 ##

可变对象在函数里修改了参数，那么在调用这个函数的函数里，原始的参数也被改变了。例如：

实例(Python 3.0+)

# 可写函数说明 
    def changeme( mylist ): 
        "修改传入的列表" 
        mylist.append([1,2,3,4]) 
        print ("函数内取值: ", mylist) 
        return 
    
    # 调用changeme函数 
    mylist = [10,20,30] 
    changeme( mylist ) 
    print ("函数外取值: ", mylist)

传入函数的和在末尾添加新内容的对象用的是同一个引用。故输出结果如下：

>     函数内取值:  [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]
>     函数外取值:  [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]

# 四、参数 #

以下是调用函数时可使用的正式参数类型：

*  必需参数
 *  关键字参数
 *  默认参数
 *  不定长参数

## 4.1 必需参数 ##

必需参数须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。

**调用printme()函数**，你**必须传入一个参数**，不然会出现语法错误：

实例(Python 3.0+)

#可写函数说明 
    def printme( str ): 
        "打印任何传入的字符串" 
        print (str) 
    
    #调用printme函数 
    printme()

以上实例输出结果：

>     Traceback (most recent call last):
>       File "test.py", line 10, in <module>
>         printme()
>     TypeError: printme() missing 1 required positional argument: 'str'

## 4.2 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。

使用关键字参数允许函数调用时参数的顺序与声明时不一致，因为 Python 解释器能够用参数名匹配参数值。

以下实例在函数 printme() 调用时使用参数名：

实例(Python 3.0+)

#可写函数说明 
    def printme( str ): 
        "打印任何传入的字符串" 
        print (str) 
    
    #调用printme函数 
    printme( str = "菜鸟教程")

以上实例输出结果：
    菜鸟教程

以下实例中演示了函数参数的使用不需要使用指定顺序：

实例(Python 3.0+)

#可写函数说明 
    def printinfo( name, age ): 
        "打印任何传入的字符串" 
        print ("名字: ", name) 
        print ("年龄: ", age) 
        return 
    
    #调用printinfo函数 
    printinfo( age=50, name="runoob" )

以上实例输出结果：

>     名字:  runoob
>     年龄:  50

## 4.3 默认参数 ##

调用函数时，如果没有传递参数，则会使用默认参数。以下实例中如果没有传入 age 参数，则使用默认值：

实例(Python 3.0+)

#可写函数说明 
    def printinfo( name, age = 35 ): 
        "打印任何传入的字符串" 
        print ("名字: ", name) 
        print ("年龄: ", age) 
        return 
    
    #调用printinfo函数 
    printinfo( age=50, name="runoob" ) 
    print ("------------------------") 
    printinfo( name="runoob" )

以上实例输出结果：

>     名字:  runoob
>     年龄:  50
>     ------------------------
>     名字:  runoob
>     年龄:  35

## 4.4 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。这些参数叫做不定长参数，和上述 2 种参数不同，声明时不会命名。基本语法如下：

def functionname([formal_args,] *var_args_tuple ):
       "函数_文档字符串"
       function_suite
       return [expression]

**a.**加了星号 \* 的参数会以**元组(tuple)的**形式导入，存放所有未命名的变量参数。

实例(Python 3.0+)

# 可写函数说明 
    def printinfo( arg1, *vartuple ): 
        "打印任何传入的参数" 
        print ("输出: ") 
        print (arg1) 
        print (vartuple) 
    
    # 调用printinfo 函数 
    printinfo( 70, 60, 50 )

以上实例输出结果：

>     输出: 
>     70
>     (60, 50)

如果**在函数调用时没有指定参数**，它就是一个**空元组**。我们也可以不向函数传递未命名的变量。如下实例：

实例(Python 3.0+)

# 可写函数说明 
    def printinfo( arg1, *vartuple ): 
        "打印任何传入的参数" 
        print ("输出: ") 
        print (arg1) 
        for var in vartuple: 
            print (var) 
        return 
    
    # 调用printinfo 函数 
    printinfo( 10 ) 
    printinfo( 70, 60, 50 )

以上实例输出结果：

>     输出:
>     10
>     输出:
>     70
>     60
>     50

**b.**还有一种就是参数带两个星号 \*\*基本语法如下：

def functionname([formal_args,] **var_args_dict ): 
        "函数_文档字符串" 
        function_suite 
        return [expression]

加了两个星号 \*\* 的参数会***以字典的形式导***入。

实例(Python 3.0+)

# 可写函数说明 
    def printinfo( arg1, **vardict ): 
        "打印任何传入的参数" 
        print ("输出: ") 
        print (arg1) 
        print (vardict) 
    
    # 调用printinfo 函数 
    printinfo(1, a=2,b=3)

以上实例输出结果：

输出: 
    1
    {'a': 2, 'b': 3}

声明函数时，参数中星号 \* 可以单独出现，例如:

def f(a,b,*,c):
        return a+b+c

如果单独出现星号 \* 后的参数必须用关键字传入。

>>> def f(a,b,*,c):
    ...     return a+b+c
    ... 
    >>> f(1,2,3)   # 报错
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    TypeError: f() takes 2 positional arguments but 3 were given
    >>> f(1,2,c=3) # 正常
    6
    >>>

# 五、匿名函数 #

python 使用 lambda 来创建匿名函数。

所谓匿名，意即不再使用 def 语句这样标准的形式定义一个函数。

*  lambda 只是一个表达式，函数体比 def 简单很多。
 *  lambda的主体是一个表达式，而不是一个代码块。仅仅能在lambda表达式中封装有限的逻辑进去。
 *  lambda 函数拥有自己的命名空间，且不能访问自己参数列表之外或全局命名空间里的参数。
 *  虽然lambda函数看起来只能写一行，却不等同于C或C++的内联函数，后者的目的是调用小函数时不占用栈内存从而增加运行效率。

lambda 函数的语法只包含一个语句，如下：

lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression

如下实例：

# 可写函数说明 
    sum = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2 
    
    # 调用sum函数 
    print ("相加后的值为 : ", sum( 10, 20 )) 
    print ("相加后的值为 : ", sum( 20, 20 ))

以上实例输出结果：

>     相加后的值为 :  30
>     相加后的值为 :  40

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# 六、return语句 #

![20190103154610540.png][]

**return \[表达式\]** 语句用于退出函数，选择性地向调用方返回一个表达式。不带参数值的return语句返回None。之前的例子都没有示范如何返回数值，以下实例演示了 return 语句的用法：

实例(Python 3.0+)

def sum( arg1, arg2 ): 
        # 返回2个参数的和." 
        total = arg1 + arg2 
        print ("函数内 : ", total) 
        return total 
    
    # 调用sum函数 
    total1 = sum( 10, 20 ) 
    print ("函数外 : ", total1)
    
    def lis(a, b, c):
        '''参数是列表'''
        return(a*10, b*10, c*10)
    print("参数是列表：",lis(4,5,6))

以上实例输出结果：

函数内 :  30
    函数外 :  30
    参数是列表： (40, 50, 60)

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# 七、变量作用域 #

Python 中，程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的，访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的。

变量的作用域决定了在哪一部分程序可以访问哪个特定的变量名称。Python的作用域一共有4种，分别是：

*  L （Local） 局部作用域
 *  E （Enclosing） 闭包函数外的函数中
 *  G （Global） 全局作用域
 *  B （Built-in） 内建作用域

以 L –> E –> G –>B 的规则查找，即：在局部找不到，便会去局部外的局部找（例如闭包），再找不到就会去全局找，再者去内建中找。

x = int(2.9) # 内建作用域 
    
    g_count = 0 # 全局作用域 
    def outer(): 
        o_count = 1 # 闭包函数外的函数中 
        def inner(): 
            i_count = 2 # 局部作用域

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/elif/else/、try/except、for/while等）是不会引入新的作用域的，也就是说这些语句内定义的变量，外部也可以访问，如下代码：

>>> if True:
    ...  msg = 'I am from Runoob'
    ... 
    >>> msg
    'I am from Runoob'
    >>>

实例中 msg 变量定义在 if 语句块中，但外部还是可以访问的。

如果将 msg 定义在函数中，则它就是局部变量，外部不能访问：

>>> def test():
    ...     msg_inner = 'I am from Runoob'
    ... 
    >>> msg_inner
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    NameError: name 'msg_inner' is not defined
    >>>

从报错的信息上看，说明了 msg\_inner 未定义，无法使用，因为它是局部变量，只有在函数内可以使用。

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# 八、全局变量和局部变量 #

**定义在函数内部的变量**拥有一个**局部作用域**，定义在函数外的拥有全局作用域。

局部变量只能在其被声明的函数内部访问，而全局变量可以在整个程序范围内访问。调用函数时，所有在函数内声明的变量名称都将被加入到作用域中。如下实例：

实例(Python 3.0+)

total = 0 # 这是一个全局变量 
    # 可写函数说明 
    def sum( arg1, arg2 ): 
    #返回2个参数的和." 
    total = arg1 + arg2 # total在这里是局部变量. 
    print ("函数内是局部变量 : ", total) 
    return total 
    
    #调用sum函数 
    sum( 10, 20 ) 
    print ("函数外是全局变量 : ", total)

以上实例输出结果：

>     函数内是局部变量 :  30
>     函数外是全局变量 :  0

# 九、global 和 nonlocal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。

以下实例修改全局变量 num：

实例(Python 3.0+)

num = 1 
    def fun1(): 
        global num # 需要使用 global 关键字声明 
        print(num) 
        num = 123 
        print(num) 
    fun1() 
    print(num)

以上实例输出结果：

1
    123
    123

如果要修改嵌套作用域（enclosing 作用域，外层非全局作用域）中的变量则需要 nonlocal 关键字了，如下实例：

实例(Python 3.0+)

def outer(): 
        num = 10 
        def inner(): 
            nonlocal num # nonlocal关键字声明 
            num = 100 
            print(num) 
        inner() 
        print(num) 
    outer()

以上实例输出结果：

100
    100

另外有一种特殊情况，假设下面这段代码被运行：

实例(Python 3.0+)

a = 10 
    def test(): 
        a = a + 1 
        print(a) 
    test()

以上程序执行，报错信息如下：

Traceback (most recent call last):
      File "test.py", line 7, in <module>
        test()
      File "test.py", line 5, in test
        a = a + 1
    UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment

错误信息为局部作用域引用错误，因为 test 函数中的 a 使用的是局部，未定义，无法修改。

修改 a 为全局变量，通过函数参数传递，可以正常执行输出结果为：

实例(Python 3.0+)

a = 10 
    def test(a): 
        a = a + 1 
        print(a) 
    test(a)

执行输出结果为：

![20190630154511627.png][]

![20190630154519736.png][]

[20190103150456798.png]: /images/20220402/56c0af2e5a894a338e695fd1e30a1252.png
[20190103150804991.png]: /images/20220402/72876c45f6244a4e850baebda6f7c370.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3NzY0MTI5_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220402/1c67069198e2452893631218576d158f.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3NzY0MTI5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20220402/ccc19cbcb536449d8eada92947b97dd5.png
[20181226112421745.png]: /images/20220402/317b35608ebe4ce89e0f975651a03cf9.png
[20190103154610540.png]: /images/20220402/c1fe66b082904be1970afdaeabdb8b08.png
[20190630154511627.png]: /images/20220402/4824703e1f7f4dbdb30529059bc42149.png
[20190630154519736.png]: /images/20220402/2c1097766cc74727baeae352cd20b03b.png