Python零基础入门（三）——函数[学习笔记]

系统管理员 2023-02-10 03:53 56阅读 0赞

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一、函数：  
1.内置函数  
2.定义函数  
二、函数参数：  
1.必选参数  
2.默认参数  
3.可变参数/任意参数  
4.关键字参数  
三、return语句  
四、函数封装  
1.导入整个模块  
2.导入特定的函数  
3.使用 as 给函数指定别名  
4.使用 as 给模块指定别名  
5.\[了解\]导入模块中的所有函数

#  #

# 一、函数： #

在Python中，函数是一组执行特定任务的相关语句。

函数有助于将我们的程序分解为更小的模块化块。随着我们的计划越来越大，功能使其更加有条理和易于管理。

此外，它避免重复并使代码可重用

##  ##

## 1.内置函数： ##

Python有很多内置的函数供我们使⽤，如：print是Python内置的⼀个函数。

关于Python内置函数的列表，可以参考这个链接  
[https://docs.python.org/3/library/functions.html][https_docs.python.org_3_library_functions.html].

name = 'zhangsan'
    friends =['lisi','wangwu']
    
    print(name.capitalize()) # 首字母大写
    print(name.count('n')) # 统计字符i在变量name中出现的次数
    print(len(friends))# 计算元素个数

Zhangsan  
2  
2

##  ##

## 2.定义函数 ##

Python内置的函数并不能满⾜足我们所有的需求，我们需要自定义一些函数来实现我们特定的需求。Python中的函数定义是有一些简单的规则的。

函数是编程中最基本的魔法，但同时一切的复杂⼜又都隐含其中。它的原理和我们学习的数学 公式相似，但是并不完全一样，这里先介绍几个常见的词：

*  def（即 define，定义）的含义是创建函数，也就是定义一个函数
 *  arg（即argument，参数）有时你还能见到这种写法：parameter  
    return 即返回结果

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwNzk0OTg2_size_16_color_FFFFFF_t_70]

**以下是Python中的函数定义的一些规则:**  
1.关键字def标记函数头的开始。  
2.用于唯一标识它的函数名称。函数命名遵循在Python中编写标识符的相同规则。  
3.参数（参数），我们通过它将值传递给函数。它们是可选的。  
4.冒号（:)标记函数头的结尾。  
5.用于描述函数功能的可选文档字符串（docstring）。  
6.构成函数体的一个或多个有效的python语句。语句必须具有相同的缩进级别（通常为4个空格）。  
7.用于从函数返回值的可选return语句。

下⾯我们通过两个实际的例⼦来感受下Python函数的定义规则

1.  计算三⻆形⾯积函数
2.  摄⽒度到华⽒度转换函数

# 1. 计算三⻆形⾯积函数
    def cal_triangle_area(bottom, height):
        return bottom * height / 2
    print('底为3，高为4的三角形面积:', end='')
    print(cal_triangle_area(3, 4))

底为3，高为4的三角形面积:6.0

# 2. 摄⽒度到华⽒度转换函数
    def fahrenheit_converter(C):
        fahrenheit = C * 9/5 + 32
        return str(fahrenheit) + '˚F'
    print('摄氏度是37，转换为华氏度是:', end='')
    print(fahrenheit_converter(37))

摄氏度是37，转换为华氏度是:98.6˚F

函数返回多个值：

def get_user_info():
        return '小明', 20, '男', '未婚'
    name, age, gender, marital_status = get_user_info()
    print ('姓 名 :' + name) 
    print ('年龄:' + str(age))
    print ('性别:' + gender)
    print ('婚姻状态:' + marital_status)

姓 名 :小明  
年龄:20  
性别:男  
婚姻状态:未婚

**变量的范围和寿命**  
变量的范围是程序中识别变量的部分。函数内定义的参数和变量在外部不可见。因此，它们具有局部范围。

变量的生命周期是变量在存储器中退出的时间段。函数内部变量的生命周期与函数执行的时间一样长。

一旦我们从函数返回它们就会被销毁。因此，函数不记得先前调用的变量值。

下面是一个示例，用于说明函数内部变量的范围。

def my_func():
    	x = 10
    	print("Value inside function:",x)
    
    x = 20
    my_func()
    print("Value outside function:",x)

Value inside function: 10  
Value outside function: 20

这里，我们可以看到x的值最初为20。即使函数my\_func（）将x的值更改为10，它也不会影响函数外部的值。

这是因为函数内部的变量x与外部的变量x不同（函数的本地）。尽管它们具有相同的名称，但它们是两个具有不同范围的不同变量。

另一方面，函数外部的变量从内部可见。它们具有全局范围。

我们可以从函数内部读取这些值，但不能更改（写入）它们。为了修改函数外部变量的值，必须使用关键字global将它们声明为全局变量。

#  #

# 二、函数参数： #

##  ##

## 1.必选参数 ##

必选参数必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。否则会出错

def cal_triangle_area(bottom, height):
        return bottom * height / 2
    print(cal_triangle_area(10)) # 应该传递两个必选参数，实际中只传递了一个，报错

File “”, line 2  
return bottom \* height / 2  
^  
IndentationError: expected an indented block

正确调用参数：

def cal_triangle_area(bottom, height):
        return bottom * height / 2
    print(cal_triangle_area(10,6))

30.0

##  ##

## 2.默认参数 ##

函数调用时，如果没有传递参数，则会使用默认参数。例如在计算三角形的⾯面积时，如果没有传递高的值，那默认使用3，如果传递了，就使用传递后的值

def cal_triangle_area(bottom, height=3):
        return bottom * height / 2
    print(cal_triangle_area(10)) # 使用默认参数
    print(cal_triangle_area(10, 4)) # 使用传递参数

15.0  
20.0

注意：函数中的任意数量的参数都可以具有默认值。但是一旦我们有一个默认参数，它右边的所有参数也必须有默认值。

这意味着，非默认参数不能遵循默认参数。例如，如果我们将上面的函数头定义为：  
def cal\_triangle\_area(bottom=6, height):

我们会收到一个错误:

SyntaxError: non-default argument follows default argument

##  ##

## 3.可变参数/任意参数 ##

有时，我们事先并不知道将传递给函数的参数数量.Python允许我们通过具有任意数量参数的函数调用来处理这种情况。

在函数定义中，我们在参数名称前使用星号（\*）来表示这种参数。这是一个例子。

def greet(*names):
        for name in names:
           print("Hello",name)
    greet("Monica","Luke","Steve","John")

Hello Monica  
Hello Luke  
Hello Steve  
Hello John

##  ##

## 4.关键字参数 ##

可变参数允许你传入0个或任意个参数，这些可变参数在函数调用时自动组装为一个tuple（元组）。而关键字参数允许你传入0个或任意个含参数名的参数，这些关键字参数在函数内部自动组装为一个dict。在定义关键字参数时，需要在参数名前加上\*\*号

#关键字参数演示
    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('zhangsan',2)
    person('zhangsan',2,city='Beijing')
    person('David',30,gender='F',job='Engineer')

name: zhangsan age: 2 other: \{\}  
name: zhangsan age: 2 other: \{‘city’: ‘Beijing’\}  
name: David age: 30 other: \{‘gender’: ‘F’, ‘job’: ‘Engineer’\}

#  #

# 三、return语句 #

return语句用于退出函数，一个函数中可以有0个或多个return语句，如果函数中没有return语句，则函数返回None（Python关键之一）

#  #

# 四、函数封装： #

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##### 1.导入整个模块 #####

使⽤模块有什么好处？模块的优势主要有以下⼏点：

1.  ⼤⼤提⾼了代码的可维护性。
2.  其次，编写代码不必从零开始。当⼀个模块编写完毕，就可以被其他地⽅引⽤。我们在编  
    写程序的时候，也经常引⽤其他模块，包括Python内置的模块和来⾃第三⽅的模块。
3.  使⽤模块还可以避免函数名和变量名冲突。相同名字的函数和变量完全可以分别存在不同  
    的模块中，因此，我们⾃⼰在编写模块时，不必考虑名字会与其他模块冲突。但是也要注  
    意，尽量不要与内置函数名字冲突。

PS: ⾃⼰创建模块时要注意命名，不能和Python⾃带的模块名称冲突。例如，系统⾃带了sys  
模块，⾃⼰的模块就不可命名为sys.py，否则将⽆法导⼊系统⾃带的sys模块。

要让函数是可导入的，得先创建模块。 模块是扩展名为.py的文件，包含要导入到程序中的代码。

下面来创建一个包含函数make\_pizza()的模块。

建立pizza.py

def make_pizza(size, *toppings):
        print("\n制作一个 " + str(size) +"寸的披萨 ，配料有：")
        for topping in toppings:
            print("- " + topping)

接下来，我们在pizza.py所在的目录中创建另一个名为making\_pizzas.py的文件，这个文件导  
入刚创建的模块，再调用make\_pizza()两次：  
making\_pizzas.py

import pizza
    pizza.make_pizza(16, '香肠')
    pizza.make_pizza(12,'蘑菇','青椒','芝士')

制作一个 16寸的披萨 ，配料有：

*  香肠

制作一个 12寸的披萨 ，配料有：

*  蘑菇
 *  青椒
 *  芝士

Python读取这个文件时，代码行import pizza让Python打开文件pizza.py，并将其中的所有函  
数都复制到这个程序中。你看不到复制的代码，因为这个程序运行时， Python在幕后复制这些代  
码。你只需知道，在making\_pizzas.py中，可以使用pizza.py中定义的所有函数  
应用模块中函数的语句：

module_name.function_name()

####  ####

##### 2.导入特定的函数 #####

你还可以导入模块中的特定函数，这种导入方法的语法如下：

from module_name import function_name

通过用逗号分隔函数名，可根据需要从模块中导入任意数量的函数：

from module_name import function_0, function_1, function_2

对于前面的making\_pizzas.py示例，如果只想导入要使用的函数，代码将类似于下面这样：

import pizza import make_pizza
    pizza.make_pizza(16, '香肠')
    pizza.make_pizza(12,'蘑菇','青椒','芝士')

若使用这种语法，调用函数时就无需使用句点。由于我们在import语句中显式地导入了函数make\_pizza()，因此调用它时只需指定其名称。

####  ####

##### 3.使用 as 给函数指定别名 #####

如果要导入的函数的名称可能与程序中现有的名称冲突，或者函数的名称太长，可指定简短而独一无二的别名——函数的另一个名称

from pizza import make_pizza as mp
    pizza.make_pizza(16, '香肠')
    pizza.make_pizza(12,'蘑菇','青椒','芝士')

指定别名的通用语法如下：

from module_name import function_name as fn

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##### 4.使用 as 给模块指定别名 #####

还可以给模块指定别名。通过给模块指定简短的别名（如给模块pizza指定别名p），能够更轻松地调用模块中的函数。相比于pizza.make\_pizza()， p.make\_pizza()更为简洁：

import pizza as p
    p.make_pizza(16, '香肠')
    p.make_pizza(12,'蘑菇','青椒','芝士')

给模块指定别名的通用语法如下：

import module_name as mn

####  ####

##### 5.导入模块中的所有函数(看懂即可，不推荐使用) #####

使用星号（ \*）运算符可让Python导入模块中的所有函数：

from pizza import *
    make_pizza(16, '香肠')
    make_pizza(12,'蘑菇','青椒','芝士')

如果模块中有函数的名称与你的项目中使用的名称相  
同：Python可能遇到多个名称相同的函数或变量，进而覆盖函数，而不是分别导入所有的函数。

[https_docs.python.org_3_library_functions.html]: https://docs.python.org/3/library/functions.html
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