Python3.5基础之函数的定义与使用实例详解【参数、作用域、递归、重载等】

Belle ·

更新时间:2024-11-15

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本文实例讲述了Python3.5函数的定义与使用。分享给大家供大家参考，具体如下：

1、函数学习框架

2、函数的定义与格式

（1）定义

（2）函数调用

注：函数名称不能以数字开头，建议函数名称的开头用小写的字母

（3）函数有四种格式，分别是：无参数无返回值，有参数无返回值、无参数有返回值、有参数有返回值


#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:ZhengzhengLiu
# 无参数无返回值
def hello():
 # 函数体/方法体
 print("hello world")
hello()
# 有参数无返回值
def add(x, y):
 print(x + y)
add(10, 20)
# 无参数有返回值
def sleep():
 return "sleep"
s = sleep()
print(s)
# print(sleep())  等价于上面两句
# 有参数有返回值
def sub(x, y):
 return x * y
res = sub(12, 6)
print(res)

运行结果

hello world
30
sleep
72

3、函数的参数

注：定义再函数体内的参数是形参，调用时传入的参数是实参。

函数参数包括：位置参数、关键字参数和不定个数参数

（1）位置参数、关键字参数

示例代码：


#位置参数
def test(x,y,z):
 print(x,y,z)
test(1,2,3)
#关键字参数
def test1(x,y,z=10):
 print(x,y,z)
test1(1,2,3)
test1(1,2)  #关键字参数，z采用默认的参数值
test1(x=2,z=3,y=1) #调用时的关键字参数

运行结果：

1 2 3
1 2 3
1 2 10
2 1 3

（2）默认参数

注：带有默认值参数的形参必须放在参数的最后面的位置。

（3）不定个数参数，用*args 和 **kwarg

总结：

（1）定义时 *的作用将位置实参装配成元组

定义时 **的作用将关键字实参装配成字典

（2）调用时 *作用将元组或列表打散成位置参数进行参数传递

调用时 **作用将字典打散成关键字参数进行参数传递


#不定个数参数
def test2(x,y,z,*args):
 print(x,y,z,args)
#定义时 *的作用 将位置实参装配成元组
test2(1,2,3,4,6,7,8,9)
def test3(x,y,z,**kwargs):
 print(x,y,z,kwargs)
#定义时 **的作用 将关键字实参装配成字典
test3(1,2,3,a=6,b=19,c=8)
def ts(x,*args,**kwargs):
 print(x,args,kwargs)
ts(1,2,3,a=6,b=19,c=8)
def test4(x,y,z):
 print(x,y,z)
x = [1,2,3]
y = {"x":1,"y":"hello","z":"你好"}
test4(*x)  #调用时 *作用 将元组或列表打散成位置参数进行参数传递
test4(**y)  #调用时 **作用 将字典打散成关键字参数进行参数传递

运行结果：

1 2 3 (4, 6, 7, 8, 9)
1 2 3 {'b': 19, 'a': 6, 'c': 8}
1 (2, 3) {'b': 19, 'a': 6, 'c': 8}
1 2 3
1 hello 你好

4、函数的传值：基本类型传值调用、非基本类型参数传递调用（强引用与弱引用）


#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:ZhengzhengLiu
#基本类型传值调用
def test(x):
 print(x)
test(10)
#非基本类型参数传递调用
li = [1,2,3,4]
print(id(li)) #打印传递前的地址
def test1(x):
 print(id(x))
 x[0] = 2 #修改第一个参数为2
 print(x)
test1(li) #强引用（传址调用，列表里面的内容会进行修改）
#test1(list(li)) #弱引用（用list可以消除强引用，不能修改列表里的元素）
for i in li:
 print(i)

运行结果：（强引用传址调用）

10
17741864
17741864
[2, 2, 3, 4]
2
2
3
4


#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:ZhengzhengLiu
#基本类型传值调用
def test(x):
 print(x)
test(10)
#非基本类型参数传递调用
li = [1,2,3,4]
print(id(li)) #打印传递前的地址
def test1(x):
 print(id(x))
 x[0] = 2 #修改第一个参数为2
 print(x)
#test1(li) #强引用（传址调用，列表里面的内容会进行修改）
test1(list(li)) #弱引用（用list可以消除强引用，传值调用，不能修改列表里的元素）
for i in li:
 print(i)

运行结果：（弱引用，传值调用）

10
18501544
18613272
[2, 2, 3, 4]
1
2
3
4


#不可变对象——传递对象的值，修改值修改的是另一个复制对象，不影响原来对象本身
def getNum(a):
 a = 10
 print("函数内变量a的值：",a)
a = 8
getNum(a)
print("函数外变量a的值：",a)
#可变对象——传递对象本身，函数内部修改值会影响对象本身
list01 = [0,1,2,3]
def getNum1(num):
 num.append(4)
 print(num)
 print(id(num))
getNum1(list01)
print(list01)
print(id(list01))

运行结果：

函数内变量a的值： 10
函数外变量a的值： 8
[0, 1, 2, 3, 4]
5908280
[0, 1, 2, 3, 4]
5908280

5、函数的返回值

示例代码：


#多个返回值
def re(a,b):
 a *= 10
 b *= 10
 return a,b
num = re(1,2)
print(type(num))  #如果返回多个值，并且存在一个变量中，会以元组的形式保存
print(num)
#分别获取多个返回值
re1,re2 = re(3,4)
print(type(re1))
print(re1,re2)

运行结果：

<class 'tuple'>
(10, 20)
<class 'int'>
30 40

简单实例练习：


def operation(a,b,opt):
 if opt == "+":
  return a+b
 elif opt == "-":
  return a-b
 elif opt =="*":
  return a*b
 elif opt =="/":
  return a/b
 else:
  return "输入有误"
num1 = int(input("请输入第一个字符："))
num2 = int(input("请输入第二个字符："))
op = input("请输入运算符：")
result = operation(num1,num2,op)
print(result)

运行结果：

请输入第一个字符：1
请输入第二个字符：2
请输入运算符：+
3

6、变量的作用域：全局变量与局部变量

在函数的内部，不能识别全局变量，想要在函数内部使用全局变量，需要关键字global，但不建议这样使用，使用global具有污染性。

（1）局部变量

（2）全局变量

（3）当全局变量与局部变量同名时，优先使用局部变量


#全局变量与局部变量同名
a = 10  #全局变量
print("全局变量a:%d"%a)
def test01():
 a = 20
 print("test01中的a:%d"%a)
def test02():
 print("test02中的a:%d"%a)
test01()
test02()

运行结果：

全局变量a:10
test01中的a:20
test02中的a:10

（4）修改全局变量


#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:ZhengzhengLiu
i = 20
def test():
 #i += 10  #函数内部直接修改全局的值（错误）
 global i  #函数内部修改全局的值用global关键字
 i += 10
 print(i)  #获取全局变量的值
test()

运行结果：

30

注：上边代码中，函数内修改不可变类型的全局变量，需要通过global关键字

总结：对不可变类型变量重新赋值，实际上是重新创建一个不可变类型对象，并将原来的变量指向新创建的对象。

如果没有其他变量引用原有对象的话（即：引用计数为0），原有对象就会被回收。

（5）可变类型的全局变量：函数内修改可变类型的全局变量，可以不使用global关键字


#函数内修改可变类型的全局变量——直接修改，无需使用global关键字
a = [100,200,300]
print("可变类型全局变量a：",a)
print("可变类型全局变量a的地址：%d" %id(a))
def test01():
 a.append(400)  
 print("test01函数内修改可变类型全局变量a:",a)
 print("test01函数内修改可变类型全局变量后a的地址：%d" %id(a))
def test02():
 print("test02函数内使用可变类型全局变量a:",a)
 print("test02函数内使用可变类型全局变量a的地址：%d" %id(a))
test01()
test02()

运行结果：

可变类型全局变量a： [100, 200, 300]
可变类型全局变量a的地址：18241896
test01函数内修改可变类型全局变量a: [100, 200, 300, 400]
test01函数内修改可变类型全局变量后a的地址：18241896
test02函数内使用可变类型全局变量a: [100, 200, 300, 400]
test02函数内使用可变类型全局变量a的地址：18241896

7、匿名函数

示例代码：


#匿名函数——lambda
#语法：lambda arg1[,arg2...]:表达式 默认return
num = lambda a,b:a+b
print(num(1,2))

运行结果：

3

简单应用（一）：


#四则运算——利用lambda表达式
def operation(a,b,opt):
 re = opt(a,b)
 return re
num1 = int(input("请输入第一个字符："))
num2 = int(input("请输入第二个字符："))
result = operation(num1,num2,lambda a,b:a+b)
print(result)

运行结果：

请输入第一个字符：2
请输入第二个字符：3
5

简单应用（二）：


#列表中的字典元素进行排序——lambda表达式
students = [
 {"name":"Joe","age":"18"},
 {"name":"Tom","age":"20"},
 {"name":"Susan","age":"16"}
]
students.sort(key=lambda x:x["name"])  #对字典按照关键字name排序
print(students)

运行结果：

[{'age': '18', 'name': 'Joe'}, {'age': '16', 'name': 'Susan'}, {'age': '20', 'name': 'Tom'}]

8、递归函数

代码示例：


#函数的嵌套
def test1():
 print("in test1...")
def test2():
 test1()
 print("in test2...")
def test3():
 test2()
 print("in test3...")
test3()

运行结果：

in test1...
in test2...
in test3...


#递归函数
def func(n):
 print("进入第%d层梦"%n)
 if n ==3:
  print("进入潜意识区")
 else:
  func(n+1)
 print("从第%d层梦中醒来"%n)
func(1)

运行结果：

进入第1层梦
进入第2层梦
进入第3层梦
进入潜意识区
从第3层梦中醒来
从第2层梦中醒来
从第1层梦中醒来

应用：求阶乘


#阶乘——利用while
i = 1
num = 1
while i <= 4:
 num = num*i
 i+=1
print(num)
#阶乘——利用递归
def func01(n):
 if n ==1:
  return 1
 return n*func01(n-1)
print(func01(4))

运行结果：

24
24

利用递归实现阶乘的原理过程：

9、常用内置函数

示例代码：


#abs()——绝对值函数
num = -1
print(abs(num))
#sorted()——排序函数
list01 = [1,4,2,7,9,3]
print(sorted(list01))  #由小到大排序
print(sorted(list01,reverse=True))  #由大到小排序
#sum()——求和
print(sum(list01))
#round()——四舍五入，获取指定位数的小数
print(round(3.1415926,2))
#pow()——乘方数（幂）
print(pow(2,3))
#isinstance——类型判断
num1 = 5
print(isinstance(num1,int))
#eval()——执行表达式或字符串作为运算
print(eval("1+3"))
#exec()——执行Python语句
exec('print("Hello")')

运行结果：

1
[1, 2, 3, 4, 7, 9]
[9, 7, 4, 3, 2, 1]
26
3.14
8
True
4
Hello

10、高阶函数

示例代码：


#常用高阶函数
#map()
num1 = map(lambda x:x*2,[1,2,3,4,5])
print(num1)
for i in num1:  #遍历map对象的内容
 print(i,end=" ")
print()
#filter()
num2 = filter(lambda x:x%2 == 1,[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10])
print(num2)
for j in num2:  #遍历filter对象的内容
 print(j,end=" ")
print()
#reduce()
from functools import reduce
print(reduce(lambda x,y:x+y,[1,2,3,4],10)) #10是起始值

运行结果：

<map object at 0x0059F730>
2 4 6 8 10
<filter object at 0x0059F890>
1 3 5 7 9
20


name = ["joe","jack","TOM","suSAN"]
age = [17,18,20,15]
sex = ["M","M","M","F"]
#案例一——格式化英文名。首字母大写，其他小写
names = map(lambda t:t[0:1].upper()+t[1:].lower(),name)
for stu_name in names:
 print(stu_name,end=" ")
print()
#案例二——将三个序列结合到一起，形成一个集合
newStu = map(lambda n,a,s:(n,a,s),name,age,sex)
student = []
for tup in newStu:
 student.append(tup)
print(student)
#案例三——过滤性别为男的用户
males = filter(lambda x:x[2] == "M",student)
man = []
for m in males:
 man.append(m)
print(man)
#案例四——求性别为男的用户的平均年龄
from functools import reduce
man_count = len(man)
total_age = reduce(lambda x,y:x+y[1],man,0)
print("总年龄：",total_age)
print("平均年龄：%.2f" %(total_age/man_count))

运行结果：

Joe Jack Tom Susan
[('joe', 17, 'M'), ('jack', 18, 'M'), ('TOM', 20, 'M'), ('suSAN', 15, 'F')]
[('joe', 17, 'M'), ('jack', 18, 'M'), ('TOM', 20, 'M')]
总年龄： 55
平均年龄：18.33

11、约瑟夫环

（1）一群人围在一起坐成环状（如：N）

（2）从某个编号开始报数（如：K）

（3）数到某数（如：M）的时候，此人出列，下一个人重新报数

（4）一直循环，直到所有人出列，约瑟夫环结束

约瑟夫环实现代码：


#约瑟夫环问题
# n=9(总人数) m = 3(报数) k：索引
#k = (k+(m-1))%len(list)
def func(n,m):
 #生成一个列表
 people = list(range(1,n+1))
 k = 0  #定义开始的索引
 #开始循环报数
 while len(people) > 2:
  k = (k+(m-1))%len(people)
  print("kill:",people[k])
  del(people[k])
  print(k)
 return people
print(func(9,3))

运行结果：

kill: 3
2
kill: 6
4
kill: 9
6
kill: 4
2
kill: 8
4
kill: 5
2
kill: 2
1
[1, 7]

12、函数重载

在Python中，没有函数重载，若非要使用函数重载，则后边的同名函数会覆盖掉前面的函数。


#函数重载
def test(x):
 print(x)
def test(x,y):
 print(x+y)
#test(1) #出错
test(1,2) #覆盖test(x)

运行结果：

3

13、函数的嵌套和闭包

（1）函数嵌套：在函数内部再定义新的函数


#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:ZhengzhengLiu
#函数嵌套
def test():
 def test1():
  def test2():
   print("hello")
  return test2
 return test1
res = test()  #test函数返回值res是一个函数，等价于res ==> test1
re = res()  #res() ==>test1() ,test1函数返回值re是一个函数,re==>test2
re()   #re() ==> test2()

运行结果：

hello

（2）闭包：内部函数可以取到外部函数的局部变量


#闭包:内部函数可以取到外部函数的局部变量
def test(x):
 def test1(y):
  def test2(z):
   print(x+y+z)
  return test2
 return test1
res = test(10)
re = res(20)
re(30)

运行结果：

6

14、装饰器

（1）形象举例：照片与相框

照片：被装饰的对象，相框：装饰对象。

装饰作用：动态扩展装饰，即：不会改变被装饰的对象（照片）的内容，只是动态改变装饰的对象（相框）。

（2）装饰器修饰无参数的函数


#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:ZhengzhengLiu
#装饰器——日志管理
def log(func):    #log(func)==> func = delete（delete函数作为实参传入到func）
 def warp():
  print("logger strating...")
  func()   #运行delete
  print("logger ending...")
 return warp
@log #用log来装饰delete，等价于delete = log(delete) = warp
def delete():
 print("deleting...")
delete()   #执行warp

运行结果：

logger strating...
deleting...
logger ending...

（3）装饰器修饰有参数和返回值的函数


#装饰器修饰有参数、有返回值的函数
def log(func):    #log(func)==> func = delete（delete函数作为实参传入到func）
 def warp(*args,**kwargs):
  print("logger strating...")
  res = func(*args,**kwargs)   #运行delete
  print(res)
  print("logger ending...")
 return warp
@log #用log来装饰delete，等价于delete = log(delete) = warp
def delete(name,age):
 print("deleting...")
 print(name,age)
 return "delete success"
delete("liu",20)   #执行warp

运行结果：

logger strating...
deleting...
liu 20
delete success
logger ending...

（4）装饰器自身带有参数


#装饰器带有参数
def log(i):
 def warp1(func):
  def warp2(*args,**kwargs):
   print("logger strating...")
   if i>0:
    print("logging success...")
    func(*args, **kwargs)
   else:
    print("logging failed...")
   print("logger ending...")
  return warp2
 return warp1
@log(1)
def delete():
 print("deleting...")
delete()

运行结果：

logger strating...
logging success...
deleting...
logger ending...


#装饰器带有参数
def log(i):
 def warp1(func):
  def warp2(*args,**kwargs):
   print("logger strating...")
   if i>0:
    print("logging success...")
    func(*args, **kwargs)
   else:
    print("logging failed...")
   print("logger ending...")
  return warp2
 return warp1
@log(-1)
def delete():
 print("deleting...")
delete()
#logger strating...
logging failed...
logger ending...

15、迭代器


#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:ZhengzhengLiu
#迭代器——笛卡尔积
import itertools
x = range(1,6)
coml = itertools.combinations(x,3) #排列
coml2 = itertools.permutations(x,4) #组合
y = ["a","b","c"]
coml3 = itertools.product(x,y) #笛卡尔积
coml4 = itertools.chain(coml,coml2,coml3)
for h in coml4:
 print(h)

运行结果：

(1, 2, 3)
(1, 2, 4)
(1, 3, 4)
(2, 3, 4)
(1, 2, 3, 4)
(1, 2, 4, 3)
(1, 3, 2, 4)
(1, 3, 4, 2)
(1, 4, 2, 3)
(1, 4, 3, 2)
(2, 1, 3, 4)
(2, 1, 4, 3)
(2, 3, 1, 4)
(2, 3, 4, 1)
(2, 4, 1, 3)
(2, 4, 3, 1)
(3, 1, 2, 4)
(3, 1, 4, 2)
(3, 2, 1, 4)
(3, 2, 4, 1)
(3, 4, 1, 2)
(3, 4, 2, 1)
(4, 1, 2, 3)
(4, 1, 3, 2)
(4, 2, 1, 3)
(4, 2, 3, 1)
(4, 3, 1, 2)
(4, 3, 2, 1)
(1, 'a')
(1, 'b')
(1, 'c')
(2, 'a')
(2, 'b')
(2, 'c')
(3, 'a')
(3, 'b')
(3, 'c')
(4, 'a')
(4, 'b')
(4, 'c')

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希望本文所述对大家Python程序设计有所帮助。

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