Python筆記（六）——函式
目錄
3.1 可更改(mutable)與不可更改(immutable)物件
一、定義一個函式
你可以定義一個由自己想要功能的函式，以下是簡單的規則：
- 以 def 關鍵詞開頭，後接函式名和圓括號 ()，括號中寫引數、括號外寫冒號:。然後，在縮排塊中編寫函式體，函式的返回值用 return 語句返回。
- 任何傳入引數和自變數必須放在圓括號中間，圓括號之間可以用於定義引數。
- 函式的第一行語句可以選擇性地使用文件字串——用於存放函式說明。
- 函式內容以冒號起始，並且縮排。
- return 值/表示式 結束函式，選擇性地返回一個值給呼叫方。不帶表示式的return相當於返回 None。
一般格式如下：
def 函式名（引數列表）: ''' 文件字串即註釋 ''' 函式體 #return包含在函式體內
預設情況下，引數值和引數名稱是按函式宣告中定義的順序匹配起來的。
舉例：
#函式定義 def area(width, height): #引數的變數 return width * height def print_welcome(name): #引數是字串 print('welcome', name) def square_of_sum(L): #引數是列表 sum = 0 for x in L: sum = sum + x * x return sum #呼叫函式 print_welcome('Run') print ('area=', area(4, 8)) print ('列表求和:', square_of_sum([-5, 0, 5, 15, 25]))
二、函式呼叫
定義一個函式：給了函式一個名稱，指定了函式裡包含的引數，和程式碼塊結構。
這個函式的基本結構完成以後，你可以通過另一個函式呼叫執行，也可以直接從 Python 命令提示符執行。
如下例項呼叫了 printme() 函式：
# 定義函式
def printme( str ):
# 列印任何傳入的字串
print (str)
# 呼叫函式
printme("我要呼叫使用者自定義函式!")
printme("再次呼叫同一函式")輸出結果：
我要呼叫使用者自定義函式! 再次呼叫同一函式
三、引數傳遞
在 python 中，物件有型別，變數是沒有型別的：
a=[1,2,3]
a="Runoob"以上程式碼中，[1,2,3] 是 List 型別，"Runoob" 是 String 型別，而變數 a 是沒有型別，她僅僅是一個物件的引用（一個指標），可以是指向 List 型別物件，也可以是指向 String 型別物件。
3.1 可更改(mutable)與不可更改(immutable)物件
在 python 中，strings, tuples, 和 numbers 是不可更改的物件，而 list,dict 等則是可以修改的物件。
-
不可變型別：變數賦值 a=5 後再賦值 a=10，這裡實際是新生成一個 int 值物件 10，再讓 a 指向它，而 5 被丟棄，不是改變a的值，相當於新生成了a。
-
可變型別：變數賦值 la=[1,2,3,4] 後再賦值 la[2]=5 則是將 list la 的第三個元素值更改，本身la沒有動，只是其內部的一部分值被修改了。
python 函式的引數傳遞：
-
不可變型別：類似 c++ 的值傳遞，如 整數、字串、元組。如fun（a），傳遞的只是a的值，沒有影響a物件本身。比如在 fun（a）內部修改 a 的值，只是修改另一個複製的物件，不會影響 a 本身。
-
可變型別：類似 c++ 的引用傳遞，如 列表，字典。如 fun（la），則是將 la 真正的傳過去，修改後fun外部的la也會受影響
python 中一切都是物件，嚴格意義我們不能說值傳遞還是引用傳遞，我們應該說傳不可變物件和傳可變物件。
3.2 python 傳不可變物件例項
例項(Python 3.0+)
def ChangeInt( a ):
a = 10
b = 2
ChangeInt(b)
print( b ) # 結果是 2例項中有 int 物件 2，指向它的變數是 b，在傳遞給 ChangeInt 函式時，按傳值的方式複製了變數 b，a 和 b 都指向了同一個 Int 物件，在 a=10 時，則新生成一個 int 值物件 10，並讓 a 指向它。
3.3 傳可變物件例項
可變物件在函式裡修改了引數，那麼在呼叫這個函式的函式裡，原始的引數也被改變了。例如：
例項(Python 3.0+)
# 可寫函式說明
def changeme( mylist ):
"修改傳入的列表"
mylist.append([1,2,3,4])
print ("函式內取值: ", mylist)
return
# 呼叫changeme函式
mylist = [10,20,30]
changeme( mylist )
print ("函式外取值: ", mylist)傳入函式的和在末尾新增新內容的物件用的是同一個引用。故輸出結果如下：
函式內取值: [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]] 函式外取值: [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]
四、引數
以下是呼叫函式時可使用的正式引數型別：
- 必需引數
- 關鍵字引數
- 預設引數
- 不定長引數
4.1 必需引數
必需引數須以正確的順序傳入函式。呼叫時的數量必須和宣告時的一樣。
呼叫printme()函式，你必須傳入一個引數，不然會出現語法錯誤：
例項(Python 3.0+)
#可寫函式說明
def printme( str ):
"列印任何傳入的字串"
print (str)
#呼叫printme函式
printme()以上例項輸出結果：
Traceback (most recent call last): File "test.py", line 10, in <module> printme() TypeError: printme() missing 1 required positional argument: 'str'
4.2 關鍵字引數
關鍵字引數和函式呼叫關係緊密，函式呼叫使用關鍵字引數來確定傳入的引數值。
使用關鍵字引數允許函式呼叫時引數的順序與宣告時不一致，因為 Python 直譯器能夠用引數名匹配引數值。
以下例項在函式 printme() 呼叫時使用引數名：
例項(Python 3.0+)
#可寫函式說明
def printme( str ):
"列印任何傳入的字串"
print (str)
#呼叫printme函式
printme( str = "菜鳥教程")以上例項輸出結果：
菜鳥教程以下例項中演示了函式引數的使用不需要使用指定順序：
例項(Python 3.0+)
#可寫函式說明
def printinfo( name, age ):
"列印任何傳入的字串"
print ("名字: ", name)
print ("年齡: ", age)
return
#呼叫printinfo函式
printinfo( age=50, name="runoob" )以上例項輸出結果：
名字: runoob 年齡: 50
4.3 預設引數
呼叫函式時，如果沒有傳遞引數，則會使用預設引數。以下例項中如果沒有傳入 age 引數，則使用預設值：
例項(Python 3.0+)
#可寫函式說明
def printinfo( name, age = 35 ):
"列印任何傳入的字串"
print ("名字: ", name)
print ("年齡: ", age)
return
#呼叫printinfo函式
printinfo( age=50, name="runoob" )
print ("------------------------")
printinfo( name="runoob" )以上例項輸出結果：
名字: runoob 年齡: 50 ------------------------ 名字: runoob 年齡: 35
4.4 不定長引數
你可能需要一個函式能處理比當初宣告時更多的引數。這些引數叫做不定長引數，和上述 2 種引數不同，宣告時不會命名。基本語法如下：
def functionname([formal_args,] *var_args_tuple ):
"函式_文件字串"
function_suite
return [expression]a.加了星號 * 的引數會以元組(tuple)的形式匯入，存放所有未命名的變數引數。
例項(Python 3.0+)
# 可寫函式說明
def printinfo( arg1, *vartuple ):
"列印任何傳入的引數"
print ("輸出: ")
print (arg1)
print (vartuple)
# 呼叫printinfo 函式
printinfo( 70, 60, 50 )以上例項輸出結果：
輸出: 70 (60, 50)
如果在函式呼叫時沒有指定引數，它就是一個空元組。我們也可以不向函式傳遞未命名的變數。如下例項：
例項(Python 3.0+)
# 可寫函式說明
def printinfo( arg1, *vartuple ):
"列印任何傳入的引數"
print ("輸出: ")
print (arg1)
for var in vartuple:
print (var)
return
# 呼叫printinfo 函式
printinfo( 10 )
printinfo( 70, 60, 50 )以上例項輸出結果：
輸出: 10 輸出: 70 60 50
b.還有一種就是引數帶兩個星號 **基本語法如下：
def functionname([formal_args,] **var_args_dict ):
"函式_文件字串"
function_suite
return [expression]加了兩個星號 ** 的引數會以字典的形式導入。
例項(Python 3.0+)
# 可寫函式說明
def printinfo( arg1, **vardict ):
"列印任何傳入的引數"
print ("輸出: ")
print (arg1)
print (vardict)
# 呼叫printinfo 函式
printinfo(1, a=2,b=3)以上例項輸出結果：
輸出:
1
{'a': 2, 'b': 3}宣告函式時，引數中星號 * 可以單獨出現，例如:
def f(a,b,*,c):
return a+b+c如果單獨出現星號 * 後的引數必須用關鍵字傳入。
>>> def f(a,b,*,c):
... return a+b+c
...
>>> f(1,2,3) # 報錯
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、匿名函式
python 使用 lambda 來建立匿名函式。
所謂匿名，意即不再使用 def 語句這樣標準的形式定義一個函式。
- lambda 只是一個表示式，函式體比 def 簡單很多。
- lambda的主體是一個表示式，而不是一個程式碼塊。僅僅能在lambda表示式中封裝有限的邏輯進去。
- lambda 函式擁有自己的名稱空間，且不能訪問自己引數列表之外或全域性名稱空間裡的引數。
- 雖然lambda函式看起來只能寫一行，卻不等同於C或C++的行內函數，後者的目的是呼叫小函式時不佔用棧記憶體從而增加執行效率。
lambda 函式的語法只包含一個語句，如下：
lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression如下例項：
# 可寫函式說明
sum = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2
# 呼叫sum函式
print ("相加後的值為 : ", sum( 10, 20 ))
print ("相加後的值為 : ", sum( 20, 20 ))以上例項輸出結果：
相加後的值為 : 30 相加後的值為 : 40
六、return語句
return [表示式] 語句用於退出函式，選擇性地向呼叫方返回一個表示式。不帶引數值的return語句返回None。之前的例子都沒有示範如何返回數值，以下例項演示了 return 語句的用法：
例項(Python 3.0+)
def sum( arg1, arg2 ):
# 返回2個引數的和."
total = arg1 + arg2
print ("函式內 : ", total)
return total
# 呼叫sum函式
total1 = sum( 10, 20 )
print ("函式外 : ", total1)
def lis(a, b, c):
'''引數是列表'''
return(a*10, b*10, c*10)
print("引數是列表：",lis(4,5,6))以上例項輸出結果：
函式內 : 30 函式外 : 30 引數是列表： (40, 50, 60)
七、變數作用域
Python 中，程式的變數並不是在哪個位置都可以訪問的，訪問許可權決定於這個變數是在哪裡賦值的。
變數的作用域決定了在哪一部分程式可以訪問哪個特定的變數名稱。Python的作用域一共有4種，分別是：
- L （Local） 區域性作用域
- E （Enclosing） 閉包函式外的函式中
- G （Global） 全域性作用域
- B （Built-in） 內建作用域
以 L –> E –> G –>B 的規則查詢，即：在區域性找不到，便會去區域性外的區域性找（例如閉包），再找不到就會去全域性找，再者去內建中找。
x = int(2.9) # 內建作用域
g_count = 0 # 全域性作用域
def outer():
o_count = 1 # 閉包函式外的函式中
def inner():
i_count = 2 # 區域性作用域Python 中只有模組（module），類（class）以及函式（def、lambda）才會引入新的作用域，其它的程式碼塊（如 if/elif/else/、try/except、for/while等）是不會引入新的作用域的，也就是說這些語句內定義的變數，外部也可以訪問，如下程式碼：
>>> if True:
... msg = 'I am from Runoob'
...
>>> msg
'I am from Runoob'
>>> 例項中 msg 變數定義在 if 語句塊中，但外部還是可以訪問的。
如果將 msg 定義在函式中，則它就是區域性變數，外部不能訪問：
>>> 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
>>> 從報錯的資訊上看，說明了 msg_inner 未定義，無法使用，因為它是區域性變數，只有在函式內可以使用。
八、全域性變數和區域性變數
定義在函式內部的變數擁有一個區域性作用域，定義在函式外的擁有全域性作用域。
區域性變數只能在其被宣告的函式內部訪問，而全域性變數可以在整個程式範圍內訪問。呼叫函式時，所有在函式內宣告的變數名稱都將被加入到作用域中。如下例項：
例項(Python 3.0+)
total = 0 # 這是一個全域性變數
# 可寫函式說明
def sum( arg1, arg2 ):
#返回2個引數的和."
total = arg1 + arg2 # total在這裡是區域性變數.
print ("函式內是區域性變數 : ", total)
return total
#呼叫sum函式
sum( 10, 20 )
print ("函式外是全域性變數 : ", total)以上例項輸出結果：
函式內是區域性變數 : 30 函式外是全域性變數 : 0
九、global 和 nonlocal關鍵字
當內部作用域想修改外部作用域的變數時，就要用到global和nonlocal關鍵字了。
以下例項修改全域性變數 num：
例項(Python 3.0+)
num = 1
def fun1():
global num # 需要使用 global 關鍵字宣告
print(num)
num = 123
print(num)
fun1()
print(num)以上例項輸出結果：
1
123
123如果要修改巢狀作用域（enclosing 作用域，外層非全域性作用域）中的變數則需要 nonlocal 關鍵字了，如下例項：
例項(Python 3.0+)
def outer():
num = 10
def inner():
nonlocal num # nonlocal關鍵字宣告
num = 100
print(num)
inner()
print(num)
outer()以上例項輸出結果：
100
100另外有一種特殊情況，假設下面這段程式碼被執行：
例項(Python 3.0+)
a = 10
def test():
a = a + 1
print(a)
test()以上程式執行，報錯資訊如下：
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錯誤資訊為區域性作用域引用錯誤，因為 test 函式中的 a 使用的是區域性，未定義，無法修改。
修改 a 為全域性變數，通過函式引數傳遞，可以正常執行輸出結果為：
例項(Python 3.0+)
a = 10
def test(a):
a = a + 1
print(a)
test(a)執行輸出結果為：
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