Python学习笔记（三）——函数

末蓝、 2022-06-18 02:55 217阅读 0赞

本文是[廖雪峰的Python教程][Python]的笔记，主要是摘抄一些重点。所以我把他划分到转载里。侵删。

# 1. 调用函数 #

调用函数的时候，如果传入的参数数量不对，会报TypeError的错误，并且Python会明确地告诉你：abs()有且仅有1个参数，但给出了两个：

>>> abs(1, 2)
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    TypeError: abs() takes exactly one argument (2 given)

如果传入的参数数量是对的，但参数类型不能被函数所接受，也会报TypeError的错误，并且给出错误信息：str是错误的参数类型：

>>> abs('a')
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    TypeError: bad operand type for abs(): 'str'

## 数据类型转换 ##

>>> int('123')
    123
    >>> int(12.34)
    12
    >>> float('12.34')
    12.34
    >>> str(1.23)
    '1.23'
    >>> str(100)
    '100'
    >>> bool(1)
    True
    >>> bool('')
    False

# 2. 定义函数 #

def my_abs(x):
        if x >= 0:
            return x
        else:
            return –x

请注意，函数体内部的语句在执行时，一旦执行到return时，函数就执行完毕，并将结果返回。因此，函数内部通过条件判断和循环可以实现非常复杂的逻辑。

如果没有return语句，函数执行完毕后也会返回结果，只是结果为None。

return None可以简写为return。

## 空函数 ##

pass语句什么都不做，那有什么用？实际上pass可以用来作为占位符，比如现在还没想好怎么写函数的代码，就可以先放一个pass，让代码能运行起来。

##    参数检查 ##

对于自己写的函数，如果参数类型不对，Python解释器就无法帮我们检查。试试my\_abs和内置函数abs的差别：

>>> my_abs('A')
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
      File "<stdin>", line 2, in my_abs
    TypeError: unorderable types: str() >= int()
    >>> abs('A')
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    TypeError: bad operand type for abs(): 'str'

当传入了不恰当的参数时，内置函数abs会检查出参数错误，而我们定义的my\_abs没有参数检查，会导致if语句出错，出错信息和abs不一样。所以，这个函数定义不够完善。

让我们修改一下my\_abs的定义，对参数类型做检查，只允许整数和浮点数类型的参数。数据类型检查可以用内置函数isinstance()实现：

def my_abs(x):
        if not isinstance(x, (int, float)):
            raise TypeError('bad operand type')
        if x >= 0:
            return x
        else:
            return –x

## 返回多个值 ##

返回值是一个**tuple**！但是，在语法上，返回一个tuple可以省略括号，而多个变量可以同时接收一个tuple，按位置赋给对应的值，所以，Python的函数返回多值其实就是返回一个tuple，但写起来更方便。

# 3. 函数的参数 #

>>> power(5, 2)
    25
    >>> power(5, 3)
    125

修改后的power(x, n)函数有两个参数：x和n，这两个参数都是位置参数，调用函数时，传入的两个值按照位置顺序依次赋给参数x和n。

## 默认参数 ##

这个时候，默认参数就排上用场了。由于我们经常计算x2，所以，完全可以把第二个参数n的默认值设定为2：

def power(x, n=2):
        s = 1
        while n > 0:
            n = n - 1
            s = s * x
        return s

这样，当我们调用power(5)时，相当于调用power(5,2)

**注意：**

**一是必选参数在前，默认参数在后**，否则Python的解释器会报错（思考一下为什么默认参数不能放在必选参数前面）；

**二是如何设置默认参数**。

当函数有多个参数时，把变化大的参数放前面，变化小的参数放后面。变化小的参数就可以作为默认参数。

使用默认参数有什么好处？最大的好处是能降低调用函数的难度。

**也可以不按顺序提供部分默认参数。当不按顺序提供部分默认参数时，需要把参数名写上。**比如调用enroll('Adam','M', city='Tianjin')，意思是，city参数用传进去的值，其他默认参数继续使用默认值。

默认参数很有用，但使用不当，也会掉坑里。默认参数有个最大的坑，演示如下：

先定义一个函数，传入一个list，添加一个END再返回：

def add_end(L=[]):
        L.append('END')
        return L

当你正常调用时，结果似乎不错：

>>> add_end([1, 2, 3])
    [1, 2, 3, 'END']
    >>> add_end(['x', 'y', 'z'])
    ['x', 'y', 'z', 'END']

当你使用默认参数调用时，一开始结果也是对的：

>>> add_end()
    ['END']

但是，再次调用add\_end()时，结果就不对了：

>>> add_end()
    ['END', 'END']
    >>> add_end()
    ['END', 'END', 'END']

很多初学者很疑惑，默认参数是\[\]，但是函数似乎每次都“记住了”上次添加了'END'后的list。

原因解释如下：

Python函数在定义的时候，默认参数L的值就被计算出来了，即\[\]，因为默认参数L也是一个变量，它指向对象\[\]，每次调用该函数，如果改变了L的内容，则下次调用时，默认参数的内容就变了，不再是函数定义时的\[\]了。

所以，定义默认参数要牢记一点：**默认参数必须指向不变对象！**

为什么要设计str、None这样的不变对象呢？因为不变对象一旦创建，对象内部的数据就不能修改，这样就减少了由于修改数据导致的错误。此外，由于对象不变，多任务环境下同时读取对象不需要加锁，同时读一点问题都没有。**我们在编写程序时，如果可以设计一个不变对象，那就尽量设计成不变对象**。

## 可变参数（0个或多个参数，组装为list） ##

我们把函数的参数改为可变参数：

def calc(*numbers):
        sum = 0
        for n in numbers:
            sum = sum + n * n
        return sum

定义可变参数和定义一个list或tuple参数相比，仅仅在参数前面加了一个\*号。在函数内部，参数numbers接收到的是一个tuple，因此，函数代码完全不变。但是，调用该函数时，可以传入任意个参数，包括0个参数：

>>> calc(1, 2)
    5
    >>> calc()
    0

如果已经有一个list或者tuple，要调用一个可变参数怎么办？可以这样做：

>>> nums = [1, 2, 3]
    >>> calc(nums[0], nums[1], nums[2])
    14

这种写法当然是可行的，问题是太繁琐，所以Python允许你在list或tuple前面加一个\*号，把list或tuple的元素变成可变参数传进去：

>>> nums = [1, 2, 3]
    >>> calc(*nums)
    14

\*nums表示把nums这个list的所有元素作为可变参数传进去。这种写法相当有用，而且很常见。

## 关键字参数（组装为dict） ##

def person(name, age, **kw):
        print('name:', name, 'age:', age, 'other:', kw)

函数person除了必选参数name和age外，还接受关键字参数kw。在调用该函数时，可以只传入必选参数：

>>> person('Michael', 30)
    name: Michael age: 30 other: {}

也可以传入任意个数的关键字参数：

>>> person('Bob', 35, city='Beijing')
    name: Bob age: 35 other: {'city': 'Beijing'}
    >>> person('Adam', 45, gender='M', job='Engineer')
    name: Adam age: 45 other: {'gender': 'M', 'job': 'Engineer'}
    
    >>> extra = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
    >>> person('Jack', 24, **extra)
    name: Jack age: 24 other: {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}

\*\*extra表示把extra这个dict的所有key-value用关键字参数传入到函数的\*\*kw参数，kw将获得一个dict，注意kw获得的dict是extra的一份拷贝，对kw的改动不会影响到函数外的extra。

## 命名关键字参数 ##

较为复杂。请看[http://www.liaoxuefeng.com/wiki/0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000/001431752945034eb82ac80a3e64b9bb4929b16eeed1eb9000][http_www.liaoxuefeng.com_wiki_0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000_001431752945034eb82ac80a3e64b9bb4929b16eeed1eb9000]

## 参数组合 ##

在Python中定义函数，可以用必选参数、默认参数、可变参数、关键字参数和命名关键字参数，这5种参数都可以组合使用。但是请注意，参数定义的顺序必须是：**必选参数、默认参数、可变参数、命名关键字参数和关键字参数。**

请看[http://www.liaoxuefeng.com/wiki/0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000/001431752945034eb82ac80a3e64b9bb4929b16eeed1eb9000][http_www.liaoxuefeng.com_wiki_0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000_001431752945034eb82ac80a3e64b9bb4929b16eeed1eb9000]

# 4. 递归函数 #

在函数内部，可以调用其他函数。如果一个函数在内部调用自身本身，这个函数就是递归函数。

def fact(n):
        if n==1:
            return 1
    return n * fact(n - 1)

使用递归函数需要注意防止栈溢出。在计算机中，函数调用是通过栈（stack）这种数据结构实现的，每当进入一个函数调用，栈就会加一层栈帧，每当函数返回，栈就会减一层栈帧。由于栈的大小不是无限的，所以，递归调用的次数过多，会导致栈溢出。

[Python]: http://www.liaoxuefeng.com/wiki/0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000
[http_www.liaoxuefeng.com_wiki_0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000_001431752945034eb82ac80a3e64b9bb4929b16eeed1eb9000]: http://www.liaoxuefeng.com/wiki/0014316089557264a6b348958f449949df42a6d3a2e542c000/001431752945034eb82ac80a3e64b9bb4929b16eeed1eb9000