Python3 函數

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組性,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

你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 關鍵字開頭,後接函數識別字名稱和圓括號 ()
  • 任何傳入參數和引數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串—用於存放函數說明。
  • 函數內容以冒號起始,並且縮進。
  • return [運算式] 結束函數,選擇性地返回一個值給調用方。不帶運算式的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。

實例

讓我們使用函數來輸出"Hello World!":

>>>def hello() : print("Hello World!") >>> hello() Hello World! >>>

更複雜點的應用,函數中帶上參數變數:

實例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 # 計算面積函數 def area(width, height): return width * height def print_welcome(name): print("Welcome", name) print_welcome("zaixian") w = 4 h = 5 print("width =", w, " height =", h, " area =", area(w, h))

以上實例輸出結果:

Welcome zaixian
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,你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+)

#!/usr/bin/python3 # 定義函數 def printme( str ): # 列印任何傳入的字串 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,變數是沒有類型的:

a=[1,2,3]

a="zaixian"

以上代碼中,[1,2,3] 是 List 類型,"zaixian" 是 String 類型,而變數 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:變數賦值 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:變數賦值 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

實例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 def ChangeInt( a ): a = 10 b = 2 ChangeInt(b) print( b ) # 結果是 2

實例中有 int 對象 2,指向它的變數是 b,在傳遞給 ChangeInt 函數時,按傳值的方式複製了變數 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:

實例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 # 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:

實例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 #可寫函數說明 def printme( str ): "列印任何傳入的字串" print (str) return # 調用 printme 函數,不加參數會報錯 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,因為 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:

實例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 #可寫函數說明 def printme( str ): "列印任何傳入的字串" print (str) return #調用printme函數 printme( str = "IT研修")

以上實例輸出結果:

IT研修

以下實例中演示了函數參數的使用不需要使用指定順序:

實例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 #可寫函數說明 def printinfo( name, age ): "列印任何傳入的字串" print ("名字: ", name) print ("年齡: ", age) return #調用printinfo函數 printinfo( age=50, name="zaixian" )

以上實例輸出結果:

名字:  zaixian
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:

實例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 #可寫函數說明 def printinfo( name, age = 35 ): "列印任何傳入的字串" print ("名字: ", name) print ("年齡: ", age) return #調用printinfo函數 printinfo( age=50, name="zaixian" ) print ("------------------------") printinfo( name="zaixian" )

以上實例輸出結果:

名字:  zaixian
年齡:  50
------------------------
名字:  zaixian
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數參數。

實例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 # 可寫函數說明 def printinfo( arg1, *vartuple ): "列印任何傳入的參數" 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數。如下實例:

實例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 # 可寫函數說明 def printinfo( arg1, *vartuple ): "列印任何傳入的參數" 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_文檔字串"
   function_suite
   return [expression]

加了兩個星號 ** 的參數會以字典的形式導入。

實例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 # 可寫函數說明 def printinfo( arg1, **vardict ): "列印任何傳入的參數" 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 只是一個運算式,函數體比 def 簡單很多。
  • lambda的主體是一個運算式,而不是一個代碼塊。僅僅能在lambda運算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記憶體從而增加運行效率。

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:

實例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 # 可寫函數說明 sum = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2 # 調用sum函數 print ("相加後的值為 : ", sum( 10, 20 )) print ("相加後的值為 : ", sum( 20, 20 ))

以上實例輸出結果:

相加後的值為 :  30
相加後的值為 :  40

return語句

return [運算式] 語句用於退出函數,選擇性地向調用方返回一個運算式。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:

實例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3 # 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

強制位置參數

Python3.8 新增了一個函數形參語法 / 用來指明函數形參必須使用指定位置參數,不能使用關鍵字參數的形式。

在以下的例子中,形參 a 和 b 必須使用指定位置參數,c 或 d 可以是位置形參或關鍵字形參,而 e 或 f 要求為關鍵字形參:
def f(a, b, /, c, d, *, e, f):
    print(a, b, c, d, e, f)

以下使用方法是正確的:

f(10, 20, 30, d=40, e=50, f=60)

以下使用方法會發生錯誤:

f(10, b=20, c=30, d=40, e=50, f=60)   # b 不能使用關鍵字參數的形式
f(10, 20, 30, 40, 50, f=60)           # e 必須使用關鍵字參數的形式