【轉載自】http://www.runoob.com/python3/python3-tutorial.html
函數是組織好的,可重複使用的,用來實現單一,或相關聯功能的代碼段。
函數能提高應用的模塊性,和代碼的重複利用率。你已經知道Python提供了許多內建函數,比如print()。但你也可以自己創建函數,這被叫做用戶自定義函數。
定義一個函數
可以定義一個由自己想要功能的函數,以下是簡單的規則:
- 函數代碼塊以 def 關鍵詞開頭,後接函數標識符名稱和圓括號 ()。
- 任何傳入參數和自變量必須放在圓括號中間,圓括號之間可以用於定義參數。
- 函數的第一行語句可以選擇性地使用文檔字符串—用於存放函數說明。
- 函數內容以冒號起始,並且縮進。
- return [表達式] 結束函數,選擇性地返回一個值給調用方。不帶表達式的return相當於返回 None。
語法
Python 定義函數使用 def 關鍵字,一般格式如下:
def 函數名(參數列表): 函數體
默認情況下,參數值和參數名稱是按函數聲明中定義的順序匹配起來的。
讓我們使用函數來輸出"Hello World!":
>>>def hello() :
print("Hello World!")
>>> hello()
Hello World!
>>>
更復雜點的應用,函數中帶上參數變量:
計算面積函數
def area(width, height):
return width * height
def print_welcome(name):
print("Welcome", name)
print_welcome("Runoob")
w = 4
h = 5
print("width =", w, " height =", h, " area =", area(w, h))
以上實例輸出結果:
width = 4 height = 5 area = 20
函數調用
定義一個函數:給了函數一個名稱,指定了函數裏包含的參數,和代碼塊結構。
這個函數的基本結構完成以後,可以通過另一個函數調用執行,也可以直接從 Python 命令提示符執行。
如下實例調用了 printme() 函數:
實例(Python 3.0+)
#定義函數
def printme( str ):
"打印任何傳入的字符串"
print (str)
return
# 調用函數
printme("我要調用用戶自定義函數!")
printme("再次調用同一函數")
以上實例輸出結果:
我要調用用戶自定義函數! 再次調用同一函數
參數傳遞
在 python 中,類型屬於對象,變量是沒有類型的:
a=[1,2,3] a="Runoob"
以上代碼中,[1,2,3] 是 List 類型,"Runoob" 是 String 類型,而變量 a 是沒有類型,她僅僅是一個對象的引用(一個指針),可以是指向 List 類型對象,也可以是指向 String 類型對象。
可更改(mutable)與不可更改(immutable)對象
在 python 中,strings, tuples, 和 numbers 是不可更改的對象,而 list,dict 等則是可以修改的對象。
-
不可變類型:變量賦值 a=5 後再賦值 a=10,這裏實際是新生成一個 int 值對象 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。
-
可變類型:變量賦值 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 函數的參數傳遞:
-
不可變類型:類似 c++ 的值傳遞,如 整數、字符串、元組。如fun(a),傳遞的只是a的值,沒有影響a對象本身。比如在 fun(a)內部修改 a 的值,只是修改另一個複製的對象,不會影響 a 本身。
-
可變類型: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 中一切都是對象,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對象和傳可變對象。
python 傳不可變對象實例
def ChangeInt( a ):
a = 10
b = 2
ChangeInt(b)
print( b ) # 結果是 2
實例中有 int 對象 2,指向它的變量是 b,在傳遞給 ChangeInt 函數時,按傳值的方式複製了變量 b,a 和 b 都指向了同一個 Int 對象,在 a=10 時,則新生成一個 int 值對象 10,並讓 a 指向它。
傳可變對象實例
可變對象在函數裏修改了參數,那麼在調用這個函數的函數裏,原始的參數也被改變了。例如:
#可寫函數說明
def changeme( mylist ):
"修改傳入的列表"
mylist.append([1,2,3,4])
print ("函數內取值: ", mylist)
return
# 調用changeme函數
mylist = [10,20,30]
changeme( mylist )
print ("函數外取值: ", mylist)
傳入函數的和在末尾添加新內容的對象用的是同一個引用。故輸出結果如下:
函數內取值: [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]] 函數外取值: [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]
參數
以下是調用函數時可使用的正式參數類型:
- 必需參數
- 關鍵字參數
- 默認參數
- 不定長參數
必需參數
必需參數須以正確的順序傳入函數。調用時的數量必須和聲明時的一樣。
調用printme()函數,你必須傳入一個參數,不然會出現語法錯誤:
#可寫函數說明
def printme( str ):
"打印任何傳入的字符串"
print (str)
return #調用printme函數
printme()
以上實例輸出結果:
Traceback (most recent call last): File "test.py", line 10, in <module> printme() TypeError: printme() missing 1 required positional argument: 'str'
關鍵字參數
關鍵字參數和函數調用關係緊密,函數調用使用關鍵字參數來確定傳入的參數值。
使用關鍵字參數允許函數調用時參數的順序與聲明時不一致,因爲 Python 解釋器能夠用參數名匹配參數值。
以下實例在函數 printme() 調用時使用參數名:
#可寫函數說明
def printme( str ):
"打印任何傳入的字符串"
print (str)
return #調用printme函數
printme( str = "菜鳥教程")
以上實例輸出結果:
菜鳥教程
以下實例中演示了函數參數的使用不需要使用指定順序:
#可寫函數說明
def printinfo( name, age ):
"打印任何傳入的字符串"
print ("名字: ", name)
print ("年齡: ", age)
return #調用printinfo函數
printinfo( age=50, name="runoob" )
以上實例輸出結果:
名字: runoob 年齡: 50
默認參數
調用函數時,如果沒有傳遞參數,則會使用默認參數。以下實例中如果沒有傳入 age 參數,則使用默認值:
#可寫函數說明
def printinfo( name, age = 35 ):
"打印任何傳入的字符串"
print ("名字: ", name)
print ("年齡: ", age)
return #調用printinfo函數
printinfo( age=50, name="runoob" )
print ("------------------------")
printinfo( name="runoob" )
以上實例輸出結果:
名字: runoob 年齡: 50 ------------------------ 名字: runoob 年齡: 35
不定長參數
你可能需要一個函數能處理比當初聲明時更多的參數。這些參數叫做不定長參數,和上述 2 種參數不同,聲明時不會命名。基本語法如下:
def functionname([formal_args,] *var_args_tuple ): "函數_文檔字符串" function_suite return [expression]
加了星號 * 的參數會以元組(tuple)的形式導入,存放所有未命名的變量參數。
#可寫函數說明
def printinfo( arg1, *vartuple ):
"打印任何傳入的參數"
print ("輸出: ")
print (arg1)
print (vartuple)
# 調用printinfo 函數
printinfo( 70, 60, 50 )
以上實例輸出結果:
輸出: 70 (60, 50)
如果在函數調用時沒有指定參數,它就是一個空元組。我們也可以不向函數傳遞未命名的變量。如下實例:
# 可寫函數說明
def printinfo( arg1, *vartuple ):
"打印任何傳入的參數"
print ("輸出: ")
print (arg1)
for var in vartuple:
print (var)
return
# 調用printinfo 函數
printinfo( 10 )
printinfo( 70, 60, 50 )
以上實例輸出結果:
輸出: 10 輸出: 70 60 50
還有一種就是參數帶兩個星號 **基本語法如下:
def functionname([formal_args,] **var_args_dict ): "函數_文檔字符串" function_suite return [expression]
加了兩個星號 ** 的參數會以字典的形式導入。
# 可寫函數說明
def printinfo( arg1, **vardict ):
"打印任何傳入的參數"
print ("輸出: ")
print (arg1)
print (vardict)
# 調用printinfo 函數
printinfo(1, a=2,b=3)
以上實例輸出結果:
輸出: 1 {'a': 2, 'b': 3}
聲明函數時,參數中星號 * 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 * 後的參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 >>>
匿名函數
python 使用 lambda 來創建匿名函數。
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數。
- lambda 只是一個表達式,函數體比 def 簡單很多。
- lambda的主體是一個表達式,而不是一個代碼塊。僅僅能在lambda表達式中封裝有限的邏輯進去。
- lambda 函數擁有自己的命名空間,且不能訪問自己參數列表之外或全局命名空間裏的參數。
- 雖然lambda函數看起來只能寫一行,卻不等同於C或C++的內聯函數,後者的目的是調用小函數時不佔用棧內存從而增加運行效率。
語法
lambda 函數的語法只包含一個語句,如下:
lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression
如下實例:
# 可寫函數說明
sum = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2
# 調用sum函數
print ("相加後的值爲 : ", sum( 10, 20 ))
print ("相加後的值爲 : ", sum( 20, 20 ))
以上實例輸出結果:
相加後的值爲 : 30 相加後的值爲 : 40
return語句
return [表達式] 語句用於退出函數,選擇性地向調用方返回一個表達式。不帶參數值的return語句返回None。之前的例子都沒有示範如何返回數值,以下實例演示了 return 語句的用法:
# 可寫函數說明
def sum( arg1, arg2 ):
# 返回2個參數的和."
total = arg1 + arg2
print ("函數內 : ", total)
return total
# 調用sum函數
total = sum( 10, 20 )
print ("函數外 : ", total)
以上實例輸出結果:
函數內 : 30 函數外 : 30
變量作用域
Python 中,程序的變量並不是在哪個位置都可以訪問的,訪問權限決定於這個變量是在哪裏賦值的。
變量的作用域決定了在哪一部分程序可以訪問哪個特定的變量名稱。Python的作用域一共有4種,分別是:
- L (Local) 局部作用域
- E (Enclosing) 閉包函數外的函數中
- G (Global) 全局作用域
- B (Built-in) 內建作用域
以 L –> E –> G –>B 的規則查找,即:在局部找不到,便會去局部外的局部找(例如閉包),再找不到就會去全局找,再者去內建中找。
x = int(2.9) # 內建作用域 g_count = 0 # 全局作用域 def outer(): o_count = 1 # 閉包函數外的函數中 def inner(): i_count = 2 # 局部作用域
Python 中只有模塊(module),類(class)以及函數(def、lambda)纔會引入新的作用域,其它的代碼塊(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量,外部也可以訪問,如下代碼:
>>> if True: ... msg = 'I am from Runoob' ... >>> msg 'I am from Runoob' >>>
實例中 msg 變量定義在 if 語句塊中,但外部還是可以訪問的。
如果將 msg 定義在函數中,則它就是局部變量,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 >>>
從報錯的信息上看,說明了 msg_inner 未定義,無法使用,因爲它是局部變量,只有在函數內可以使用。
全局變量和局部變量
定義在函數內部的變量擁有一個局部作用域,定義在函數外的擁有全局作用域。
局部變量只能在其被聲明的函數內部訪問,而全局變量可以在整個程序範圍內訪問。調用函數時,所有在函數內聲明的變量名稱都將被加入到作用域中。如下實例:
實例(Python 3.0+)
total = 0 # 這是一個全局變量
# 可寫函數說明
def sum( arg1, arg2 ):
#返回2個參數的和."
total = arg1 + arg2 # total在這裏是局部變量.
print ("函數內是局部變量 : ", total)
return total
#調用sum函數
sum( 10, 20 )
print ("函數外是全局變量 : ", total)
以上實例輸出結果:
函數內是局部變量 : 30 函數外是全局變量 : 0
global 和 nonlocal關鍵字
當內部作用域想修改外部作用域的變量時,就要用到global和nonlocal關鍵字了。
以下實例修改全局變量 num:
num = 1
def fun1():
global num # 需要使用 global 關鍵字聲明
print(num)
num = 123
print(num)
fun1()
print(num)
以上實例輸出結果:
1 123 123
如果要修改嵌套作用域(enclosing 作用域,外層非全局作用域)中的變量則需要 nonlocal 關鍵字了,如下實例:
def outer():
num = 10
def inner():
nonlocal num # nonlocal關鍵字聲明
num = 100
print(num)
inner()
print(num)
outer()
以上實例輸出結果:
100 100
另外有一種特殊情況,假設下面這段代碼被運行:
a = 10
def test():
a = a + 1
print(a)
test()
以上程序執行,報錯信息如下:
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
錯誤信息爲局部作用域引用錯誤,因爲 test 函數中的 a 使用的是局部,未定義,無法修改。
修改 a 爲全局變量,通過函數參數傳遞,可以正常執行輸出結果爲:
a = 10
def test(a):
a = a + 1
print(a)
test(a)
執行輸出結果爲:
11