《Python零基础快乐学习之旅》学习笔记11——函数设计

秒速五厘米 2022-10-25 12:51 168阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  第11章 函数设计
 *   *  11.1 Python函数基本概念
     *   *  11.1.1 函数的定义
         *  11.1.2 没有输入参数没有返回值的函数
     *  11.2 函数的参数设计
     *   *  11.2.1 传递一个参数
         *  11.2.2 多个参数传递
         *  11.2.3 参数默认值的处理
     *  11.3 函数返回值
     *   *  11.3.1 返回None
         *  11.3.2 简单返回数值数据
         *  11.3.3 返回多种数据
         *  11.3.4 简单返回字符串数据
     *  11.4 调用函数时参数为列表
     *  11.5 传递任意数量的参数
     *   *  11.5.1 传递并处理任意数量的参数
         *  11.5.2 设计含有一般参数与任意数量参数的函数
     *  11.6 局部变量与全局变量
     *   *  11.6.1 全局变量的使用范围
         *  11.6.2 局部变量与全局变量同名
         *  11.6.3 程序设计的注意事项
     *  11.7 匿名函数lambda

# 第11章 函数设计 #

## 11.1 Python函数基本概念 ##

### 11.1.1 函数的定义 ###

函数的语法格式如下：

def 函数名称(参数值1[,参数值2,...]):
    """ 函数注释（docstring）"""
    	程序代码段
    	return [返回值1,返回值2, ...]		# 中括号可有可无

*  **函数名称**。名称必须是唯一的，程序将来可以呼叫引用。
 *  **参数值**。参数值可有可无，视函数设计需要而定，可接收呼叫函数传来的变量，各参数之间用逗号“,”隔开。
 *  **函数注释**。函数注释可有可无，为加强程序可读性，通常会加上注释以说明函数的功能，有多行注释时用3个双引号（或单引号）括起来。
 *  return \[返回值1,返回值2,…\]。不论是return还是右边的**返回值**都是可有可无的。如果有多个返回数据，需要用逗号“,”隔开。

### 11.1.2 没有输入参数没有返回值的函数 ###

程序实例：

# 定义一个函数
    def greeting():
        """第一个Python函数设计"""
        print("Hello world")
    
    # 主程序
    greeting()

执行结果：

Hello world

## 11.2 函数的参数设计 ##

### 11.2.1 传递一个参数 ###

程序实例：

# 定义函数
    def greeting(name):
        """传递1个参数的函数设计"""
        print("Hello,", name)
    greeting('James')

执行结果：

Hello, James

### 11.2.2 多个参数传递 ###

设计的函数需要传递多个参数时，调用此函数时需要注意传递参数的位置是否正确。常见的传递参数为数值或字符串数据，有时也会需要传递列表、元组或字典。

程序实例：

def subtract(m, n):
        """减法设计"""
        result = m - n
        print(result)
    print("本程序将执行a-b的运算")
    a = int(input("a = "))
    b = int(input("b = "))
    print("a - b = ", end="") # 输出a-b字符串，接下来的输出不换行
    subtract(a, b)

执行结果：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3VzZXJuYW1lNjY2_size_16_color_FFFFFF_t_70]

### 11.2.3 参数默认值的处理 ###

在设计函数时，可以给参数一个默认值，若调用该函数时没有设置参数值，则会采用默认值。需要注意的是：函数设计时，`含有默认值的参数必须放在参数列表的最右边`，否则会出错。

程序实例：

# 定义函数
    def greeting(name = 'python'):
        """传递1个参数的函数设计"""
        print("Hello,", name)
    greeting('James')
    greeting()

执行结果：

Hello, James
    Hello, python

## 11.3 函数返回值 ##

### 11.3.1 返回None ###

当设计函数时没有“return \[返回值\]”部分时，Python在直译时会自动返回处理成“return None”，相当于返回None。None在Python中独立成为一个数据类型：**NoneType**。

程序实例：

# 定义函数
    def greeting(name = 'python'):
        """传递1个参数的函数设计"""
        print("Hello,", name)
    ret_value = greeting()
    print("greeting()返回值为：", ret_value, "，数据类型为：", type(ret_value))

执行结果：

Hello, python
    greeting()返回值为： None ，数据类型为： <class 'NoneType'>

当函数设计时有return，但没有返回值时，Python也将自动处理成return None。

程序实例：

# 定义函数
    def greeting(name = 'python'):
        """传递1个参数的函数设计"""
        print("Hello,", name)
        return 
    ret_value = greeting()
    print("greeting()返回值为：", ret_value, "，数据类型为：", type(ret_value))

执行结果：

Hello, python
    greeting()返回值为： None ，数据类型为： <class 'NoneType'>

### 11.3.2 简单返回数值数据 ###

参数具有返回值功能，可以大大增加程序的可读性。

程序实例：

def subtract(x1, x2):
        """减法设计"""
        result = x1 - x2
        return result   # 返回减法结果
    print("本程序将执行a - b的运算")
    a = int(input("a = "))
    b = int(input("b = "))
    print("a - b = ", subtract(a, b)) # 输出a-b字符串和结果

执行结果：  
![在这里插入图片描述][20210131180745964.png]

### 11.3.3 返回多种数据 ###

使用return返回函数数据时，允许返回多种数据，各种数据之间以逗号”**,**“隔开。

程序实例：

def multifunction(x1, x2):
        """加减乘除四则运算"""
        result_add = x1 + x2
        result_sub = x1 - x2
        result_mul = x1 * x2
        result_div = x1 / x2
        # 返回加、减、乘、除的结果
        return (result_add, result_sub, result_mul, result_div)
    
    x1 = x2 = 10
    add, sub, mul, div = multifunction(x1, x2)
    print("加法结果：", add)
    print("减法结果：", sub)
    print("乘法结果：", mul)
    print("除法结果：", div)

执行结果：

加法结果： 20
    减法结果： 0
    乘法结果： 100
    除法结果： 1.0

### 11.3.4 简单返回字符串数据 ###

程序实例：

def findByKey(k, dic = set()):
        boolean = k in dic
        if boolean == True:
            result = '是该集合的成员'
        else:
            result = '不是该集合的成员'
        return result
    
    res1 = findByKey(1, { 1, 3, 5, 7, 9})
    res2 = findByKey('apple', { 'orange', 'pear'})
    print(res1)
    print(res2)

执行结果：

是该集合的成员
    不是该集合的成员

## 11.4 调用函数时参数为列表 ##

在调用函数时，可以将列表（可以是由**数值**、**字符串**或**字典**组成）作为参数传递给函数，然后函数可以遍历列表内容，执行更进一步操作。

程序实例：

def mail_msg(recipients):
        str1 = '尊敬的用户：'
        str2 = '恭喜您被天上掉下来的馅饼砸中！快来看看吧！'
        str3 = '404'
        for recipient in recipients:
            msg = str1 + recipient + '\n' + str2 + '\n' + str3
            print(msg, '\n')
    
    members = ['声微饭否', '奇怪的打野', 'bug搬运工']
    mail_msg(members)

执行结果：

尊敬的用户：声微饭否
    恭喜您被天上掉下来的馅饼砸中！快来看看吧！
    404
    
    尊敬的用户：奇怪的打野
    恭喜您被天上掉下来的馅饼砸中！快来看看吧！
    404
    
    尊敬的用户：bug搬运工
    恭喜您被天上掉下来的馅饼砸中！快来看看吧！
    404

## 11.5 传递任意数量的参数 ##

### 11.5.1 传递并处理任意数量的参数 ###

在设计函数时，可能会遇到多个参数传递到该函数的情况。

程序实例：

# “*”表示可以有1个或多个参数传递到此函数中
    def make_icecream(*toppings):
        print("这个冰淇淋所加配料如下：")
        for topping in toppings:
            print("--- ", topping)
    
    make_icecream('草莓酱')
    make_icecream('草莓酱', '奶油', '巧克力')

执行结果：

这个冰淇淋所加配料如下：
    ---  草莓酱
    这个冰淇淋所加配料如下：
    ---  草莓酱
    ---  奶油
    ---  巧克力

### 11.5.2 设计含有一般参数与任意数量参数的函数 ###

程序设计时，会遇上需要传递一般参数与任意数量参数的情况，这时任意数量的参数必须放在最右边。

程序实例：

# “*”表示可以有1个或多个参数传递到此函数中
    def make_icecream(icecream_type, *toppings):
        print(icecream_type,"冰淇淋所加配料如下：")
        for topping in toppings:
            print("--- ", topping)
    
    make_icecream('香草', '草莓酱')
    make_icecream('芒果', '草莓酱', '奶油', '巧克力')

执行结果：

香草 冰淇淋所加配料如下：
    ---  草莓酱
    芒果 冰淇淋所加配料如下：
    ---  草莓酱
    ---  奶油
    ---  巧克力

## 11.6 局部变量与全局变量 ##

如果某个变量只能在函数内使用，影响范围限定在这个函数内，那么这个变量就称为**局部变量**（local variable）。如果某个变量的影响范围是整个程序，则这个变量称为**全局变量**（global variable）。

Python程序在调用函数时，会创建一个内存工作区间，在这个内存工作空间可以处理属于这个函数的变量。当函数工作结束，返回原先呼叫程序时，这个内存工作区间就被收回，原先存在的变量也将被销毁，因此**局部变量**的影响范围只限定在所属的函数内。

对于**全局变量**而言，一般是在主程序内创建。程序在执行时，不但主程序可以引用，所有属于这个程序的函数也可以引用，因此它的影响范围是整个程序。

### 11.6.1 全局变量的使用范围 ###

一般在主程序内创建的变量称为全局变量，这个变量可以被主程序以及程序内的所有函数引用。

程序实例：

def printmsg():
        print("函数打印：",msg)
    
    msg = 'Hello world'     # 设置全局变量
    print("主程序打印：", msg)
    printmsg()      # 调用函数

执行结果：

主程序打印： Hello world
    函数打印： Hello world

### 11.6.2 局部变量与全局变量同名 ###

如果全局变量与函数内的局部变量使用相同的名称，那么，在局部变量所在的函数中使用局部变量的内容，其它区域则使用全局变量的内容。

程序实例：

def printmsg():
        msg = 'Hello, python'
        print("函数打印：",msg)
    
    msg = 'Hello world'     # 设置全局变量
    print("主程序打印：", msg)
    printmsg()      # 调用函数

执行结果：

主程序打印： Hello world
    函数打印： Hello, python

### 11.6.3 程序设计的注意事项 ###

一般程序设计时，有关使用局部变量需要注意以下几点，否则程序会有错误产生。

*  局部变量内容无法在其他函数引用。
 *  局部变量内容无法在主程序引用。
 *  一般在函数内不能修改全局变量的值，除非在函数内使用**global**声明此变量。

程序实例：

def printmsg():
        global msg      # 使用global声明全局变量
        msg = "php"     # 更改全局变量
        print("更改后：", msg)
    
    msg = "Python"
    print("更改前：", msg)
    printmsg()

执行结果：

更改前： Python
    更改后： php

## 11.7 匿名函数lambda ##

**匿名函数**是指没有名称的函数，Python使用**def**来定义一般函数，使用**lambda**来定义匿名函数。匿名函数的最大特点是可以有许多参数，但只能有一个程序代码语句，可以将执行结果返回。

lambda arg1[, arg2, ..., argn]:expression # arg1是参数，可以有多个参数

程序实例：

# 单一参数的匿名函数
    # 定义lambda函数
    square = lambda x: x**2     # 返回平方值
    
    print(square(5))
    
    # 多个参数的匿名函数
    add = lambda a,b: a+b       # 返回a+b的和
    
    print(add(3, 8))

执行结果：

25
    11

--------------------

**往期文章：**

*  [《Python零基础快乐学习之旅》学习笔记2——认识变量与基本数学运算][Python_2]
 *  [《Python零基础快乐学习之旅》学习笔记3——Python的基本数据类型][Python_3_Python]
 *  [《Python零基础快乐学习之旅》学习笔记4——基本输入与输出][Python_4]
 *  [《Python零基础快乐学习之旅》学习笔记5——程序的流程控制使用if语句][Python_5_if]
 *  [《Python零基础快乐学习之旅》学习笔记6——列表（list）][Python_6_list]
 *  [《Python零基础快乐学习之旅》学习笔记7——循环设计][Python_7]
 *  [《Python零基础快乐学习之旅》学习笔记8——元组（tuple）][Python_8_tuple]
 *  [《Python零基础快乐学习之旅》学习笔记9——字典（dict）][Python_9_dict]
 *  [《Python零基础快乐学习之旅》学习笔记10——集合（set）][Python_10_set]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3VzZXJuYW1lNjY2_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221024/81d5beb72ac74fa8bb1675ad768a0b4c.png
[20210131180745964.png]: /images/20221024/05d9052c4fc04ed0b61dde0da8d4c553.png
[Python_2]: https://blog.csdn.net/username666/article/details/108984204
[Python_3_Python]: https://blog.csdn.net/username666/article/details/108984226
[Python_4]: https://blog.csdn.net/username666/article/details/110963905
[Python_5_if]: https://blog.csdn.net/username666/article/details/111089216
[Python_6_list]: https://blog.csdn.net/username666/article/details/111463110
[Python_7]: https://blog.csdn.net/username666/article/details/113391428
[Python_8_tuple]: https://blog.csdn.net/username666/article/details/113393686
[Python_9_dict]: https://blog.csdn.net/username666/article/details/113436671
[Python_10_set]: https://blog.csdn.net/username666/article/details/113447734