python函数讲座
python函数讲座
函数是组织好的，可重复使用的，用来实现单一，或相关联功能的代码段。函数能提高应用的模块性，和代码的重复利用率。
Python 中函数的应用非常广泛，前面讲座中我们已经使用过过多个函数，比如 input() 、print()、range()函数等等，这些都是 Python 的内置函数，可以直接使用。
除了可以直接使用的内置函数外，Python 还支持自定义函数，即将一段有规律的、可重复使用的代码定义成函数，从而达到一次编写、多次调用的目的。
Python函数的一般分类
（1）内置函数。Python语言内置了若干常用的函数，例如abs()、len()等等，在程序中可以直接使用。
（2）标准库函数。Python语言安装程序同时会安装若干标准库，例如math、random等等。通过import语句，可以导入标准库，然后使用其中定义的函数。
（3）第三方库函数。Python社区提供了许多其他高质量的库，如Python图像库等等，需要下载安装。下载安装这些库后，通过import语句，可以导入库，然后使用其中定义的函数。
（4）用户自定义函数。本讲座将讨论函数的定义和调用方法。
自定义函数的简单规则：
函数代码块以 def 关键词开头，后接函数标识符名称和圆括号 ()和冒号：。
任何传入参数和自变量必须放在圆括号中间，圆括号之间可以用于定义参数。
函数内容（函数体）缩进。
Python 定义函数的语法格式
Python 定义函数使用 def 关键字，一般格式如下：
def 函数名（参数列表）:
函数体
[return [返回值]]
各部分参数的含义如下：
函数名：其实就是一个符合 Python 语法的标识符，但不建议读者使用 a、b、c 这类简单的标识符作为函数名，函数名最好能够体现出该函数的功能（如上面的 my_len，即表示我们自定义的 len() 函数）。
参数列表：设置该函数可以接收多少个参数，多个参数之间用逗号（ , ）分隔。
[return [返回值] ]：整体作为函数的可选参参数，用于设置该函数的返回值。也就是说，一个函数，可以用返回值，也可以没有返回值，是否需要根据实际情况而定。函数中可以有多条return语句，只要执行了一条return语句，程序返回到调用程序。
注意，在创建函数时，即使函数不需要参数，也必须保留一对空的“()”，否则 Python 解释器将提示“invaild syntax”错误。
默认情况下，参数值和参数名称是按函数声明中定义的顺序匹配起来的。
例、#定义一个比较字符串大小的函数
#函数的定义（声明）
def s_max(s1,s2):
if s1>s2:
return s1
else:
return s2
Python函数的调用
python函数的应用一般需要：先定义（声明）、后调用。
定义一个函数只给了函数一个名称，指定了函数里包含的参数，和代码块结构。
这个函数的基本结构完成以后，你可以通过另一个函数调用执行，也可以直接从Python提示符执行。
函数调用的基本语法格式如下
函数名([参数值])
调用函数一方，可以使用变量来接收函数的返回结果。
s1= s_max('li','wang') #函数的调用
print(s1)
参见下图：
函数的定义和调用示例2、计算并返回第n阶调和数（1 + 1/2 + 1/3 + … + 1/n）的函数，输出前n个调和数
def harmonic(n): #自定义函数：计算n阶调和数（1 + 1/2 + 1/3 + … + 1/n）
total = 0.0
for i in range(1, n+1):
total += 1.0 / i
return total
n = int(6) #调用前用定义的函数
for i in range(1, n+1): #输出前n个调和数的值
print(harmonic(i))
参数的作用
函数的参数，增加函数的通用性，针对相同的数据处理逻辑，能够适应更多的数据。
1.在函数内部，把参数当作变量使用，进行需要的数据处理。
2.函数调用时，按照函数定义的参数顺序，把希望在函数内部处理的数据，通过参数传递。
形式参数（简称形参）和实际参数（简称实参）
形参：定义函数时，小括号中的参数，是用来接收参数用的，在函数内部作为变量使用。
实参：调用函数时，小括号中的参数，是用来把数据传递到函数内部用的。
声明函数时声明的形式参数，等同于函数体中的局部变量，在函数体中的任何位置都可以使用。
局部变量和形式参数变量的区别在于，局部变量在函数体中绑定到某个对象；而形式参数变量则绑定到函数调用代码传递的对应实际参数对象。
Python 中，根据实际参数的类型不同，函数参数的传递方式可分为 2 种：值传递和引用（地址）传递：
值传递：参数类型应为不可变类型（字符串、数字、元组）；
引用（地址）传递：参数类型应为可变类型（列表，字典）；
值传递和引用传递的区别是，函数参数进行值传递后，若形参的值发生改变，不会影响实参的值；而函数参数继续引用传递后，改变形参的值，实参的值也会一同改变。
下面程序演示了函数参数值传递的情况：
def swap(a , b) :
# 下面代码实现a、b变量的值交换
a, b = b, a
print("swap函数里，a的值是", \
a, "；b的值是", b)
a = 6
b = 9
swap(a , b)
print("交换结束后，变量a的值是", \
a , "；变量b的值是", b)
运行结果：
下面程序演示了函数参数引用传递的情况：
def swap(dw):
# 下面代码实现dw的a、b两个元素的值交换
dw['a'], dw['b'] = dw['b'], dw['a']
print("swap函数里，a元素的值是",\
dw['a'], "；b元素的值是", dw['b'])
dw = {'a': 6, 'b': 9}
swap(dw)
print("交换结束后，a元素的值是",\
dw['a'], "；b元素的值是", dw['b'])
运行结果：
在Python中要让函数修改某些数据，则可以通过把这些数据包装成列表、字典等可变对象，然后把列表、字典等可变对象作为参数传入函数，在函数中通过列表、字典的方法修改它们，这样才能改变这些数据。
【Python中函数参数的传递机制补充说明：
不可变参数通过“值”进行传递。像元组、字符串这样的对象是通过对象引用而不是拷贝进行传递的，但是你不可能在原处修改来改变不可变对象，实际效果像是创建了一份拷贝。
可变对象通过"指针"进行传递：像列表和字典这样的对象也是通过对象引用进行传递的，但是由于你可以在原处修改可变对象，类似于C语言使用指针进行传递的情况。
本质上，Python的参数传递都是通过引用来进行传递的，由于不可变对象和可变对象的修改机制不同，造成了不同的结果。这本身不是bug，而是Python的工作方式。
对于不可变对象，如int类型，元组和字符串等，参数名称可能最初共享传递的对象（实质上是指向这些对象的指针），但只是临时的，仅当函数第一次调用的时候如此。只要对参数名重新赋值，这种关系就结束了。因为不可变对象不支持在原处修改。我们可以看出，在函数调用结束时，number变量和num函数参数引用了不同的对象。
对于可变对象，当参数传递项列表和字典这样的可修改对象的时候，就需要注意，对这样的对象的原处修改，可能在函数退出后依然有效，并由此影响到调用者。】
变量的作用域
局部变量、全局变量和类型成员变量
局部变量是在函数内部定义的变量，只能在函数内部使用，临时保存函数内部需要使用的数据，函数执行结束后，函数内部的局部变量，会被系统回收。
不同的函数，可以定义相同的名字的局部变量，但是各用各的不会产生影响。
如果在一个函数中定义的局部变量（或形式参数变量）与全局变量重名，则局部变量（或形式参数变量）优先，即函数中定义的变量是指局部变量（或形式参数变量），而不是全局变量。
全局变量：在一个源代码文件中，在函数和类定义之外声明的变量。
全局变量的作用域为其定义的模块，从定义的位置起，直到文件结束位置。
全局变量是在函数外部定义的变量，(没有定义在某一个函数内)，所有函数内部都可以使用这个变量。
通过import语句导入模块，也可以通过全限定名称“模块名.变量名”访问。或者通过from…import语句导入模块中的变量并访问。
例、
#局部变量全局变量的例子
num = 100 #全局变量
def f():
num = 105 #局部变量
print("输出函数内的局部变量的值：",num)
#测试代码
f()
print("输出函数外的全局变量的值：",num)
在函数体中，可以引用全局变量，但如果函数内部的变量名是第一次出现且在赋值语句之前（变量赋值），则解释为定义局部变量（不存在），参见下例：
m = 100
n = 200
def f():
print(m+10) #引用全局变量m
n =n + 10 #注意这句错误
#测试代码
f()
