Python 函数

                     

贡献者： shizy0808; addis

　　 函数是组织好的，可重复使用的，用来实现相关功能的代码段。它能提高代码的重复利用率。Python 提供了许多内建函数，比如 print()。我们也可以自己创建函数，这被叫做自定义函数。需要在程序中多次执行同一项任务时，你无需反复编写完成该任务的代码，而只需调用执行该任务的函数，让 Python 运行其中的代码。你将发现，通过使用函数，程序的编写、阅读、测试和修复都将更容易。

1. 函数的定义与调用

　　 我们通过一个简单的例子开始介绍：

def func1():
    # 定义一个函数，函数名为func1
     print('hello python')
func1()

这个示例演示了最简单的函数结构。第一行的代码行使用关键字 def 来告诉 Python 我们要定义一个函数。然后向 Python 指出了函数名，还可能在括号内指出函数为完成其任务需要什么样的信息。在这里，函数名为 func1，它不需要任何信息就能完成其工作，因此括号是空的（括号必不可少）；最后，定义以冒号结尾，后面的所有缩进行构成了函数体。第二行处的文本是函数注释，以 # 开始，通常用来描述了函数是做什么的。 第三行 print('hello python') 是函数体内的唯一一行代码。 函数调用让 Python 执行函数的代码。要调用函数，可依次指定函数名以及用括号括起的必要信息，由于这个函数不需要任何信息，因 此调用它时只需输入 func1() 即可。

2. 向函数传递信息

　　 只需对上面函数稍作修改，就可以让函数 func1() 不仅向用户显示 hello python，还将可以打印其他信息。在函数定义 def func1() 的括号内添加信息。通过在这里添加信息，就可让函数接受你给定的任何值。

def func2(str):
    '''
     改进第一个函数，使得它可以输出更多信息
     输入：字符串
    '''
     print('hello'+str)
func2('C++')
func2('Tom')

输出

hello C++
hello Tom

上述代码在第一行函数定义处多了一个信息，函数功能变得更加丰富。同时我们注意到第二个用三个单引号开头，不再是 #。三个单引号是用来进行多行注释的。另外注意到 Python 中字符串可以通过 + 来连接。

3. 实参和形参

　　 前面定义函数 func2 时，要求函数定义括号里面指定一个信息。调用这个函数并提供这种信息。实际上这个所谓的信息是一个形参，而在函数调用过程中，如 func2('C++')，值 C++ 是一个实参。实参是调用函数时传递给函数的信息。我们调用函数时，将要让函数使用的信息放在括号内。通俗的说，将函数定义中的变量称为形参，将函数调用中的变量称为实参。

4. 传递参数

　　 函数定义中可能包含多个形参，因此函数调用中也可能包含多个实参。向函数传递实参的方式很多，可使用位置实参，这要求实参的顺序与形参的顺序相同; 也可使用关键字实参，其中每个实参都由变量名和值组成。

位置实参

　　 在调用函数时，Python 必须将函数调用中的每个实参都关联到函数定义中的一个形参。为此，最简单的关联方式是基于实参的顺序，这种关联方式被称为位置实参。如 一个用来展示个人基本信息的函数定义如下：

def ShowInfo(name,age,ID):
    '''
    定义一个函数，来展示个人信息
    name: 姓名
    age: 年龄
    ID： 学号
    '''
    print("my name is "+name+",my age is "+str(age)," and my ID  is"+ID)

ShowInfo('XiaoMin', 16,'123456')

输出 my name is XiaoMin,my age is 16 and my ID is123456。这个函数有三个参数，name，age，ID，调用函数时候也需要指定三个参数，否则会报错，这三个参数的顺序与定义函数顺序一致，这就是位置参数。

关键字实参

　　 关键字实参是传递给函数的名称-值对。在实参中将名称和值关联起来，因此向函数传递实参时不会混淆。关键字实参无需考虑函数调用中的实参顺序。

　　 函数 ShowInfo() 还是原来那样，但调用这个函数时，我们向 Python 明确地指出了各个实参对应的形参。如：

ShowInfo(name='XiaoMin',ID='123456',age=16)

输出结果与之前一样，这时候不需要考虑参数的顺序。也可以按顺序填写位置参数，然后指定剩下参数的名字，如 ShowInfo('XiaoMin', ID='123456', age=16)。

5. 参数默认值

　　 编写函数时，可给每个形参指定默认值。在调用函数中给形参提供了实参时，Python 将使用指定的实参值; 否则，将使用形参的默认值。因此，给形参指定默认值后，可在函数 调用中省略相应的实参。使用默认值可简化函数调用，还可清楚地指出函数的典型用法。我们再次以展示个人信息为例：

def ShowInfo2(name,age=16,ID):
    '''
    定义一个函数，来展示个人信息
    name: 姓名
    age: 年龄
    ID： 学号
    '''
    print("my name is "+name+",my age is "+str(age)," and my ID  is"+ID)

调用函数

ShowInfo(name='XiaoMin',ID='123456')
ShowInfo(name='XiaoLi',ID='10086')

这里我们只给定了两个实参，而 age 使用了默认值，结果就会使用默认值。

6. 函数返回值

　　 函数并非总是直接显示输出，相反，它可以处理一些数据，并返回一个或一组值。函数返回的值被称为返回值。在 Python 函数中，可使用 return 语句将值返回到调用函数的代码行。返回值让你能够将程序的大部分繁重工作移到函数中去完成，从而简化主程序。

　　 下面我们定义一个函数，通过给定分数来返回对应的成绩登记。

def score(num):
    '''
    打分
    :param num:
    :return: 等级
    '''
    num = float(num)
    if num>100 or num<0:
        print('输入有误！')
    if num>90:
        return 'A'
    elif num>80:
        return 'B'
    elif num>60:
        return 'C'
    else:
        return 'D'
state =score(89)
print("state",state)

通函数 score，返回成绩等级。

　　 如果没有 return，那么返回 None。它的类型是 NoneType。

　　 若要返回多个值，用 return (val1, val2, ...)，即返回一个 tuple 类型括号可省略。调用时用 (a, b) = fun(1, 2)，第一个括号可省略。如果不需要某一个返回值，可以用 _ 代替，例如 _, b = fun(1, 2)。事实上这是 tuple 的语法而不是函数特有的，例如 (a, b) = (123, 234) 可以分别对 a, b 赋值，两个括号都分别可以省略。

7. 传递列表

　　 向函数传递列表很有用，这种列表包含的可能是名字、数字或更复杂的对象。将列表传递给函数后，函数就能直接访问其内容。下面使用函数来提高处理列表的效率。假设有一个用户列表，我们要问候其中的每位用户。下面的示例将一个名字列表传递给一个名为 greet_users() 的函数，这个函数问候列表中的每个人。

def greet_users(names):
"""向列表中的每位用户都发出简单的问候"""
for name in names:
    msg = "Hello, " + name.title() + "!"
    print(msg)
usernames = ['xiaomin', 'toy', 'mar']
greet_users(usernames)

将列表传递给函数后，函数就可对其进行修改。在函数中对这个列表所做的任何修改都是永久性的，即他可以改变原始列表。

8. 传递任意数量的实参

　　 有时候，我们预先不知道函数需要接受多少个实参，好在 Python 允许函数从调用语句中收集任意数量的实参。为了达到这个目的，在使用形参前加 *para 但不管调用语句提供了多少实参，这个形参都将它们包括进去。例如求和

def sum(*num):
    # num 现在是一个 tuple
    s=0
    for i in num:
        s = s+i
    return s
print(sum(1,2,3))
print(sum(1,2,3,4))

两次调用函数分别传递了三个，四个参数。

9. 匿名函数

• f = lambda x,y: sqrt(x**2+y**2)，这和用 def 定义是等价的。匿名函数体只能有一个表达式，默认 return 表达式的值。

10. 函数和全局变量的范围

　　 一个函数可以调用在它前面或者后面定义的函数，也可以使用在它前面或后面定义的全局变量。但在函数外的代码只能调用它之前定义的函数和全局变量。