python函數

函數的定義:

函數是指將一組語句的集合通過一個名字(函數名)封裝起來,要想執行這個函數,只需要調用其函數名即可。

函數的特性:

  1. 減少重複的代碼

  2. 使程序變得可拓展

  3. 使程序變得容易維護

語法定義:

def sayhi():#函數名
    print("Hello, I'm nobody!")

sayhi() #調用函數
可以帶參數
#下面這段代碼
a,b = 5,8
c = a**b
print(c)


#改成用函數寫
def calc(x,y):
    res = x**y
    return res #返回函數執行結果

c = calc(a,b) #結果賦值給c變量
print(c)
參數可以讓函數更加靈活,還可以根據調用時傳參的不同來決定函數內部的執行流程。

函數參數:

形參變量:

只有在被調用時纔會分配內存單元,在調用結束,即刻釋放所分配的內存單元。因此,形參只在函數內部有效。函數調用結束返回主調用函數後則不能再使用該形參變量。

實參:

可以是常參、變量、表達式、函數等,無論實參是何種類型的量,在進行函數調用時,他們都必須有確定的值,以便把這些值傳送給形參。因此應預先用賦值,輸入等辦法使參數獲得確定值。

例子:

def calc(x, y):      ## x和y爲形參
    res = x**y
    return res


a = 2
b = 2
c = calc(a, b)     ##a和b爲實參
print(c)

默認參數:

def stu_register(name,age,country,course):
    print("----註冊學生信息------")
    print("姓名:",name)
    print("age:",age)
    print("國籍:",country)
    print("課程:",course)


stu_register("王山炮",22,"CN","python_devops")
stu_register("張叫春",21,"CN","linux")
stu_register("劉老根",25,"CN","linux")

發現 country 這個參數 基本都 是"CN", 就像我們在網站上註冊用戶,像國籍這種信息,你不填寫,默認就會是 中國, 
這就是通過默認參數實現的,把country變成默認參數非常簡單

    
def stu_register(name,age,course,country='CN'):
    print("----註冊學生信息------")
    print("姓名:",name)
    print("age:",age)
    print("國籍:",country)
    print("課程:",course)


stu_register("王山炮",22,"python_devops",country='US')
stu_register("張叫春",21,"linux")
stu_register("劉老根",25,"linux")
這樣,這個參數在調用時不指定,那默認就是CN,指定了的話,就用你指定的值。
另外,你可能注意到了,在把country變成默認參數後,我同時把它的位置移到了最後面,爲什麼呢

關鍵參數:

正常情況下,給函數傳參數要按順序,不想按順序就可以用關鍵參數,只需指定參數名即可(指定了參數名的參數就叫關鍵參數),但記住一個要求就是,關鍵參數必須放在位置參數(以位置順序確定對應關係的參數)之後
def stu_register(name, age, course='PY' ,country='CN'):
    print("----註冊學生信息------")
    print("姓名:", name)
    print("age:", age)
    print("國籍:", country)
    print("課程:", course)


調用可以這樣:
stu_register("王山炮",course='PY', age=22,country='JP' )
stu_register('李白', '28', course='Linux', country='US')

非固定參數:

若你的函數在定義時不確定用戶想傳入多少個參數,就可以使用非固定參數
def stu_register(name,age,*args): # *args 會把多傳入的參數變成一個元組形式
    print(name,age,args)

stu_register("Alex",22)
#輸出
#Alex 22 () #後面這個()就是args,只是因爲沒傳值,所以爲空

stu_register("Jack",32,"CN","Python")
#輸出
# Jack 32 ('CN', 'Python')
還可以有一個**kwargs
def stu_register(name,age,*args,**kwargs): # *kwargs 會把多傳入的參數變成一個dict形式
    print(name,age,args,kwargs)

stu_register("Alex",22)
#輸出
#Alex 22 () {}#後面這個{}就是kwargs,只是因爲沒傳值,所以爲空

stu_register("Jack",32,"CN","Python",sex="Male",province="ShanDong")
#輸出
# Jack 32 ('CN', 'Python') {'province': 'ShanDong', 'sex': 'Male'}

返回值:

函數外部的代碼要想獲取函數的執行結果,就可以在函數裏用return語句把結果返回
def stu_register(name, age, course='PY' ,country='CN'):
    print("----註冊學生信息------")
    print("姓名:", name)
    print("age:", age)
    print("國籍:", country)
    print("課程:", course)
    if age > 22:
        return False
    else:
        return True

registriation_status = stu_register("王山炮",22,course="PY全棧開發",country='JP')

if registriation_status:
    print("註冊成功")

else:
    print("too old to be a student.")
注意
函數在執行過程中只要遇到return語句,就會停止執行並返回結果,so 也可以理解爲 return 語句代表着函數的結束
如果未在函數中指定return,那這個函數的返回值爲None

全局與局部變量:

name = "Alex Li"

def change_name(name):
    print("before change:",name)
    name = "金角大王,一個有Tesla的男人"
    print("after change", name)


change_name(name)

print("在外面看看name改了麼?",name)
輸出
before change: Alex Li
after change 金角大王,一個有Tesla的男人
在外面看看name改了麼? Alex Li
不用傳name 值到函數裏,也可以在函數裏調用外面的變量
name = "Alex Li"


def change_name():
    name = "金角大王,一個有Tesla的男人"
    print("after change", name)


change_name()

print("在外面看看name改了麼?", name)
但就是不能改!
在函數中定義的變量稱爲局部變量,在程序的一開始定義的變量稱爲全局變量。
全局變量作用域是整個程序,局部變量作用域是定義該變量的函數。
當全局變量與局部變量同名時,在定義局部變量的函數內,局部變量起作用;在其它地方全局變量起作用。

名稱空間:

又名name space, 是存放名字與變量值綁定關係的地方

名稱空間共3種,分別如下:

  1. locals: 是函數內的名稱空間,包括局部變量和形參

  2. globals: 全局變量,函數定義所在模塊的名字空間

  3. builtins: 內置模塊的名字空間

不同變量的作用域不同就是由這個變量所在的命名空間決定的。

作用域即範圍:

  1. 全局範圍:全局存活,全局有效

  2. 局部範圍:臨時存活,局部有效

查看作用域方法 globals(),locals()

作用域:

作用域(scope),程序設計概念,通常來說,一段程序代碼中所用到的名字並不總是有效/可用的,而限定這個名字的可用性的代碼範圍就是這個名字的作用域。

如何在函數裏修改全局變量? name = "Alex Li" def change_name():    global name    name = "Alex 又名 金角大王,路飛學城講師"    print("after change", name) change_name() print("在外面看看name改了麼?", name) global name的作用就是要在函數裏聲明全局變量name ,意味着最上面的name = "Alex Li"即使不寫,程序最後面的print也可以打印name

作用域的查找順序:

LEGB 代表名字查找順序: locals -> enclosing function -> globals -> __builtins__

  • locals 是函數內的名字空間,包括局部變量和形參

  • enclosing 外部嵌套函數的名字空間

  • globals 全局變量,函數定義所在模塊的名字空間

  • builtins 內置模塊的名字空間

嵌套函數:

name = "Alex"

def change_name():
    name = "Alex2"

    def change_name2():
        name = "Alex3"
        print("第3層打印", name)

    change_name2()  # 調用內層函數
    print("第2層打印", name)


change_name()
print("最外層打印", name)
輸出
第3層打印 Alex3
第2層打印 Alex2
最外層打印 Alex

匿名函數:

匿名函數就是不需要顯式的指定函數名
#這段代碼
def calc(x,y):
    return x**y

print(calc(2,5))

#換成匿名函數
calc = lambda x,y:x**y
print(calc(2,5))

匿名函數主要是和其它函數搭配使用的呢,如下:
例一:
res = map(lambda x:x**2,[1,5,7,4,8])
for i in res:
    print(i)
輸出:
1
25
49
16
64

或:
res = map(lambda x:x**2,[1,5,7,4,8])
print(list(res))
輸出:
[1, 25, 49, 16, 64]

例二:
data1 = [1, 3, 5, 7, 9]
data2 = [2, 4, 6, 8, 10]
f = map(lambda x, y: x*y, data1, data2)
print(list(f))

輸出:
[2, 12, 30, 56, 90]

高階函數:

變量可以指向函數,函數的參數能接收變量,那麼一個函數就可以接收另一個函數作爲參數,這種函數就稱之爲高階函數。
def add(x,y,f):
    return f(x) + f(y)


res = add(3,-6,abs)
print(res)

只需滿足以下任意一個條件,即是高階函數
接受一個或多個函數作爲輸入
return 返回另外一個函數

遞歸:

在函數內部,可以調用其他函數。如果一個函數在內部調用自身本身,這個函數就是遞歸函數。
def calc(n):
    print(n)
    if int(n/2) ==0:
        return n
    return calc(int(n/2))

calc(10)
輸出
10
5
2
1
來看實現過程,我改了下代碼
def calc(n):
    v = int(n/2)
    print(v)
    if v > 0:
        calc(v)
    print(n)

calc(10)
輸出
5
2
1
0
1
2
5
10

遞歸特性:

  1. 必須有一個明確的結束條件

  2. 每次進入更深一層遞歸時,問題規模相比上次遞歸都應有所減少

  3. 遞歸效率不高,遞歸層次過多會導致棧溢出(在計算機中,函數調用是通過棧(stack)這種數據結構實現的,每當進入一個函數調用,棧就會加一層棧幀,每當函數返回,棧就會減一層棧幀。由於棧的大小不是無限的,所以,遞歸調用的次數過多,會導致棧溢出)

遞歸函數實際應用案例,二分查找

data = [1, 3, 6, 7, 9, 12, 14, 16, 17, 18, 20, 21, 22, 23, 30, 32, 33, 35]


def binary_search(dataset,find_num):
    print(dataset)

    if len(dataset) >1:
        mid = int(len(dataset)/2)
        if dataset[mid] == find_num:  #find it
            print("找到數字",dataset[mid])
        elif dataset[mid] > find_num :# 找的數在mid左面
            print("\033[31;1m找的數在mid[%s]左面\033[0m" % dataset[mid])
            return binary_search(dataset[0:mid], find_num)
        else:# 找的數在mid右面
            print("\033[32;1m找的數在mid[%s]右面\033[0m" % dataset[mid])
            return binary_search(dataset[mid+1:],find_num)
    else:
        if dataset[0] == find_num:  #find it
            print("找到數字啦",dataset[0])
        else:
            print("沒的分了,要找的數字[%s]不在列表裏" % find_num)


binary_search(data,66)



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