函数概述
函数的概念
函数就是把完成特定功能的一段代码封装起来。给该功能起一个名字（函数名）。
哪里需要实现该功能就在哪里调用该函数。
函数可以在任何时间任何地方调用。
函数的作用
- 函数是能完成某一功能的代码段
- 函数是可重复执行的代码段
- 函数方便管理和维护,便于复用
定义函数
使
用函数之前一定要先定义。
python 的函数定义非常简单。
函数定义语法：
def 函数名([形参列表]):
函数体说明：
1. def 是定义函数的关键字。(define function)
函数名是这个函数的符号(引用)，调用这个函数的时候我们需要函数名。
函数名后的圆括号是必须的。
形参列表表示我们可以定义多个形参，接受函数调用时传递过来的参数。形参不是必须的，根据需要决定是否需要定义形参
圆括号后面必须有一个分号
:.新起一行，必须有缩进来定义函数体。函数体就是函数每次调用的时候都会执行的代码。
# 定义无参函数
def show():
print("我是函数内的代码1")
print("我是函数内的代码2")
# 定义有参函数，形参在函数内部可以作为普通变量使用。
def show1(a, b):
print(a + b)
函数调用
定
义函数的目的是为了让函数做一些事情。
但是函数如果仅仅定义不会自己去执行。
时刻记住一句话，函数只有被调用才能被执行！
所以想要函数执行，必须显示的去调用函数。
在使用函数的时候，一定要保证声明在前，调用在后！
简单函数调用
函数调用非常简单，只需要： 函数名(实参)即可。当然如果函数定义的时候没有形参，则就不用实参。
def show():
print("我是函数内的代码1")
print("我是函数内的代码2")
show() # 调用函数
show() # 一个函数可以多次调用。每次调用都会执行一次函数体的代码
show()
带形参的函数调用
函数声明的时候，在括号内的是形参。
那么在调用函数的时候应该传递相同属性的参数过去，函数调用的时候的参数，叫你实参！
形参和实参的个数必须匹配，但是有一种情况除外，后面再说。
def add(a, b):
print(a + b)
add(2, 3)
add(20, 3)
函数的返回值
#
4.1.return的使用
前面定义的函数都是非常简单的，仅仅做了一些输出。在实际开发中，这种函数其实没有太多的用处。
返回值在函数定义中一个非常重要的地方。
我们定义的函数可以完成一个的功能，很多情况下，功能完成之后需要给函数调用者返回一些数据，这些返回的数据就需要用到函数的返回值功能。
比如：定义一个函数可以实现两个数的相加，然后返回给调用者计算的结果！
def add(a, b):
n = a + b
return n
print(add(3, 5))
print(add(30, 5))
说明：
1. 在函数内任何地方都可以出现return。return的作用就是结束函数，并把return后面的值返回给调用者。
一旦碰到
return,不管后面有多少代码，不管是否处于循环中，函数都会立即结束。如果整个函数内部没有出现
return,则函数会自动执行到函数体最后一行代码。如果函数体内没有
return,则函数运行结束的时候自动返回Nonereturn后面也可以不跟返回值，这种情况下主要是为了结束函数，也会返回None
案例1：一个给定的数，判断是否为质数
分析：定义一个函数，这个给定的数通过参数传递，最后结果：是否为质数，通过返回一个bool值给调用者。
def is_prime(num):
for i in range(2, num):
if num % i == 0:
return False
return True
num = int(input("请输入一个整数："))
if is_prime(num):
print("%d 是质数！" % num)
else:
print("%d 不是是质数！" % num)案例2：计算输入的任意两个数之间所有的质数的和
分析：刚才已经定义了判断一个是否为质数，现在需要再定义一个可以计算两个数之间所有的质数的和的函数，并把计算结果返回给调用者。
def is_prime(num):
for i in range(2, num):
if num % i == 0:
return False
return True
def add_prime(num1, num2):
sum = 0
for num in range(num1, num2):
if is_prime(num):
sum += num
return sum
num1 = int(input("请输入第一个整数："))
num2 = int(input("请输入第2个整数："))
print("%d 到 %d 的之间所有的质数的和是：%d" % (num1, num2, add_prime(num1, num2)))4.2.返回多个值
使用return一次只能返回一个值。
有些场景下，我们需要返回多个值。这种情况下我们我们可以把返回值的封装到list或tuple中，接受者拿到这个list或tuple直接解包就可以使用了。
最好封装在tuple中，因为tuple是不可变的, 所以效率比较高。
def foo(x):
return x ** 2, x ** 3, x ** 4
x = 4
a, b, c = foo(x)
print("%d 的平方是：%d, 3次方式：%d, 4次方是：%d" % (x, a, b, c))
文档注释
以
前我们使用 # 来我们的代码添加注释，只使用单行注释。
我们定义了一个好函数，函数的描述等信息也应该让调用者很容易获取到，这个时候就用到文档注释。
文档注释将来可以直接生成 api 文档方便阅读。
如果要给函数添加文档注释，直接在函数内部的首行放置一个字符串即可。字符串可以是单行的(" "或者' ')，也可以是是多行的(""" """ 或 ''' ''')。
但是一般使用多行字符串来定义
作为国际惯例：
注释的第一行，一般是对函数的简述。
然后一个空行。
然后开始进行详细描述函数功能等。
def foo(x):
"""该函数是对参数做一些计算
计算参数的多个次幂
:param x: 要计算次幂的数字
:return: 返回2次幂、3次幂、4次幂组成的元组
"""
return x ** 2, x ** 3, x ** 4
print(foo.__doc__) # 打印函数的文档注释
作用域规则
有了函数之后，我们必须要面对一个作用域的问题。
比如：你现在访问一个变量，那么 python 解析器是怎么查找到这个变量，并读取到这个变量的值的呢？ 依靠的就是作用域规则！
#
命名空间（namespace）
先了解第一个概念：命名空间。
命名空间是从命名到对象的映射。当前 pytyon 的命名空间是靠字典来实现的，但是对我们来说我们并需要关注这个，而且以后也有可能会更改。
命名空间的一些例子：
1. 内置的命名集(the set of built-in names)。这命名集(命名空间)包含了像abs()这样的内置函数和内置的异常名等。
在一个模块中的全局命名集。
函数内的局部命名空间。
从某种意义上来说，一个对象的属性集也是一个命名空间。
对命名空间来说，需要要知道最重要的一点是：在不同的命名空间的中的命名绝对没有任何的关系！
不同的命名空间具有不同的生命周期。
包含内置命名的命名空间在 python 一启动就被创建了，而且在 python 程序结束之前永远不会被删除。
一个模块的全局命名空间是在这个模块被读入到内存的时候被创建。正常情况下全局命名空间也是在 python 结束之后才会被删除。
局部命名空间是在函数被调用的时候被创建。当函数结束或者抛了异常这个函数又没处理的时候，局部命名空间会被销毁。(用忘记这个局部命名空间可能更恰当)
当然，函数递归调用时，每调用一次都会创建一个新的局部命名空间。
#
作用域(scope)
作用域就是 python 程序的一块文本区域，在这个区域内，可以直接访问(Directly accessible)命名空间。
直接访问的意思就是：当你访问一个绝对的命名的时候，直接在命名空间中查找
尽管作用域的定义是静态的，但是作用域的使用(查找变量)却是动态的。
在代码执行的任何时间，至少有 3 个嵌套的作用域，这些作用域的命名空间可以直接访问。
内部作用域(局部作用域)。包含了所有的局部命名，在访问变量的时候，首先在内部作用域中查找。
然后是嵌套函数的外层作用域。在这里搜索非局部，但也是非全局的命名。(在 python 中允许在函数中定义函数的)
然后是包含当前模块的全局作用域。
最后搜索的是最外层的创建内置命名的作用域。
#
作用域在 python 中的具体应用
6.3.1.访问局部作用域
def foo():
a = 20
print(a)
foo()说明：
函数内部访问变量a, 先在foo函数内部查找。因为 a确实是在函数内部声明的变量，然后就找到了a
6.3.2.访问外部作用域
a = 100
def foo():
print(a)
foo()说明：
在
foo函数内部，我们直接去访问一个变量a,那么就会沿着作用域从内向外开始查找a先查找
foo的局部作用域，发现没有a。然后继续去foo函数的外部作用域，这个例子中就直接到了当前模块的全局作用域，所以找到了 a, 所以就输出了全局作用域中a的值！
6.3.3.访问外部函数的作用域
def outer():
a = 20
def inner():
print(a)
inner()
outer()说明：
我们在一个函数的内部声明了一函数，这种函数嵌套在 python 中是允许的。
内部函数
inner执行的时候，访问变量a,现在inner内部找变量a, 没有找到，然后去他外部的函数中找变量a, 找到后, 就直接输出了他的值
#
python 针对修改变量值的特殊情况
6.4.1.只能修改局部变量
在 python 的函数中, 修改一个变量的值的时候,永远操作的是局部变量
为什么会这样呢?
这其实是由 python 定义变量的方式所决定的.
python 不需要显示的去定义变量,直接赋值的时候如果变量不存在直接就定义了.
如果在函数内部可以直接修改外部作用域变量的值,则就无法定义一个同名变量了.
所以, python 才规定不能在函数内部直接修改外部作用域变量的值.
a = 10
def foo():
a = 20 # 这里其实是新创建了一个局部变量 a .并不是修改的全局作用域的变量 a
print(a) # 根据作用域的查找规则,这里访问的是局部变量 a
foo()
print(a) # 根据作用域查找规则,这里访问的是全局作用域的 a
6.4.2.变量必须先赋值才能使用
看下面的代码:
a = 10
def foo():
a = a + 2
foo()
说明:
a = a + 2 这行代码有问题. 为什么?
首先要搞清楚 a + 2 中的a是局部变量还是全局变量?
是局部变量a!
在解释器运行这个函数的时候, 已经检测到函数内部有创建局部变量a, 所以这个时候你访问到的一定是局部变量a.
a + 2 中的局部变量a还没有 被赋值,所以和 2 相加抛出了异常.UnboundLocalError
a = 10
def foo():
print(a)
a = 20
foo()
说明:
原因和前面的一样的.
解析器已经检测到你后面会声明局部变量a, 所以print(a)中的 a 仍然是局部变量.但是还没有赋值,所以就抛异常了
总结:
在函数内部如果你定义了局部变量,那么你在任何地方都没有办法访问到函数外部作用域的同名变量.
#
函数内修改全局变量
通过前面的学习, 正常情况下我们知道了在函数内部没有办法修改全局变量的值!
但是这只是正常情况下!
如果我们有在函数内部修改全局变量值的需求怎么办?
也是可以的, 但是我们需要做些小动作: 使用关键字global
a = 10
def foo():
global a # 告诉 pytyon 解析器, a 以后就是全局变量了
a = 20
foo()
print(a) # 20说明:
global后面跟上全局变量的名, 那么在后面的代码中就可以使用全局变量了.如果有多个全局变量需要修改,
global可以同时定义多个全局变量.global a, b, c
#
内部函数修改外部函数的局部变量
当用到函数嵌套的时候, 内部函数正常情况下也是无法修改外部函数的局部变量, 只能访问读取.
如果想修改怎么办?
使用关键字:nonlocal
a = 10
def outer():
a = 20
def inner():
nonlocal a # 把 a 绑定到外部函数的局部变量 a 上
a = 30
inner()
print("outer 的局部变量a:" + str(a)) # 30 被内部函数 inner 修改了
outer()
print("全局变量a:" + str(a))