Python之路--python基礎(chǔ)3

blankyao 發(fā)布于2019-07-31 11:17 / 1092人閱讀

摘要：缺省參數(shù)就是給參數(shù)設(shè)定默認(rèn)值，如果在傳參過程中，缺省參數(shù)傳入值的話則依照傳入的值，如果沒有傳入值則按照默認(rèn)的值。

python基礎(chǔ)3
1、函數(shù)基本語法及特性
2、函數(shù)參數(shù)
3、局部變量和全局變量
4、返回值
嵌套函數(shù)
5、遞歸函數(shù)
6、匿名函數(shù)
7、高階函數(shù)
8、內(nèi)置函數(shù)
9、函數(shù)式編程

在編程語言中的函數(shù)并非數(shù)學(xué)意義上的函數(shù)(總是返回根據(jù)參數(shù)計(jì)算得到的結(jié)果)，編程語言中的函數(shù)也稱為過程，在使用這個(gè)函數(shù)的時(shí)候有可能不會(huì)返回一個(gè)結(jié)果或者說返回的結(jié)果不是數(shù)學(xué)意義上的函數(shù)執(zhí)行的結(jié)果。

一、函數(shù)基本語法及特性 1、抽象和結(jié)構(gòu)

抽象是程序能夠被別人理解的關(guān)鍵所在(無論對(duì)編寫程序還是閱讀程序來說，這都至關(guān)重要)。
程序應(yīng)非常抽象，如下載網(wǎng)頁、計(jì)算使用頻率、打印每個(gè)單詞的使用頻率。下面將上述簡(jiǎn)單描述轉(zhuǎn)換為一個(gè)Python程序：

page = download_page()
freqs = compute_frequencies(page)
for word, freq in freqs:
    print(word, freq)

看到這些代碼，任何人都知道這個(gè)程序是做什么的。至于具體該如何做那么我們就得在函數(shù)中得出定義。

在比如打印斐波那契數(shù)(一種數(shù)列，其中每個(gè)數(shù)都是前兩個(gè)數(shù)的和)

fibs = [0,1]
for i in range(8):
    fibs.append(fibs[-2] + fibs[-1])
print(fibs)

上述代碼會(huì)打印出斐波那契數(shù)的前十個(gè)，當(dāng)然你也可以指定要打印數(shù)的個(gè)數(shù)：

num = int(input("How many Fibonacci numbers do you want?"))
fib = [0,1]
for i in range(num-2):
    fibs.append(fibs[-2] + fibs[-1])
print(fibs)

當(dāng)我們?cè)谄渌胤较胧褂眠@些數(shù)的時(shí)候，你可能會(huì)想到我再把這個(gè)循環(huán)再寫一次，對(duì)于這段代碼是可以的，但是對(duì)于更加復(fù)雜的代碼你還愿意去重寫嗎？真正的程序員會(huì)去抽象程序，把一些想要實(shí)現(xiàn)的功能抽象為函數(shù)，直接調(diào)用這個(gè)函數(shù)來實(shí)現(xiàn)指定的功能，讓程序更加簡(jiǎn)潔、易懂并且降低代碼的重復(fù)率。真正的程序員會(huì)像下面這樣做：

num = int(input("How many Fibonacci numbers do you want?"))
print(fibs(num))

2、函數(shù)的定義

def 函數(shù)名():
    函數(shù)體

例如：

def hello():
    print("Hello world!")

3、給函數(shù)編寫文檔

要給函數(shù)編寫文檔，以確保其他人能夠理解，可添加注釋。放在函數(shù)開頭的字符串成為文檔字符串(docstring)，將作為函數(shù)的一部分存儲(chǔ)起來。例如：

def square(x):
    "Calculates the square of the number x."
    return x * x

可以像下面這樣訪問文檔字符串：

>>> square.__doc__
"Calculates the square of the number x."

特殊的內(nèi)置函數(shù)help很有用。在交互式解釋器中，可使用它獲取有關(guān)函數(shù)的信息，其中包含函數(shù)的文檔字符串。

>>> help(square)
Help on function square in module __main__:
square(x)
Calculates the square of the number x.

二、函數(shù)的參數(shù)

為了讓一個(gè)函數(shù)更通用，在定義函數(shù)的時(shí)候可以讓函數(shù)接收數(shù)據(jù)，函數(shù)接收的數(shù)據(jù)就是函數(shù)的參數(shù)。

1、參數(shù)的基本應(yīng)用 （1）定義帶參數(shù)的函數(shù)

示例如下：

def add(a,b):
    c = a + b
    print(c)

（2）調(diào)用帶參數(shù)的函數(shù)

以上面的add函數(shù)為例，我們調(diào)用該函數(shù)，代碼如下：

def add(a,b):
    c = a + b
    print(c)
   
add(11,22)   #調(diào)用帶參數(shù)的函數(shù)時(shí)，需要在小括號(hào)中傳遞數(shù)據(jù)

（3）調(diào)用函數(shù)時(shí)參數(shù)的順序

>>> def test(a,b):
...     print(a,b)
... 
>>> test(1,2)
1 2
>>> test(b=1,a=2)
2 1
>>> 
>>> test(b=1,2)
  File "", line 1
SyntaxError: positional argument follows keyword argument
>>> 
>>>

通過以上代碼我們可以看出，函數(shù)的參數(shù)在調(diào)用的過程中是一一對(duì)應(yīng)的，如果不指定那個(gè)實(shí)參是那個(gè)對(duì)應(yīng)的形參時(shí)，會(huì)默認(rèn)按實(shí)參的順序?qū)?shí)參賦值給形參。

（4）總結(jié)

定義時(shí)小括號(hào)中的參數(shù)，用來接收參數(shù)用的，稱為“形參”

調(diào)用時(shí)小括號(hào)中的參數(shù)，用來傳遞給函數(shù)的，稱為“實(shí)參”

2、參數(shù)的高級(jí)應(yīng)用 （1）缺省參數(shù)

調(diào)用函數(shù)時(shí)，缺省參數(shù)的值如果沒有傳入，則被認(rèn)為是默認(rèn)值。缺省參數(shù)就是給參數(shù)設(shè)定默認(rèn)值，如果在傳參過程中，缺省參數(shù)傳入值的話則依照傳入的值，如果沒有傳入值則按照默認(rèn)的值。如下代碼：

def sum(a,b=11):
    result = a + b 
    print("%d+%d=%d"%(a,b,result))

sum(11,22)    #調(diào)用函數(shù)時(shí)會(huì)將11和22分別賦值給a和b
sum(10,)      #調(diào)用函數(shù)時(shí)，由于只給了一個(gè)實(shí)參，則10賦值給a，b則用默認(rèn)的參數(shù)值11

程序運(yùn)行結(jié)果如下：

注意：帶有默認(rèn)值的參數(shù)一定要位于參數(shù)列表的最后面。

>>> def printinfo(name, age=35, sex):
...     print name
...
  File "", line 1
SyntaxError: non-default argument follows default argument

（2）不定長(zhǎng)參數(shù)

有時(shí)可能需要一個(gè)函數(shù)能處理比當(dāng)初聲明時(shí)更多的參數(shù)，這些參數(shù)叫做不定長(zhǎng)參數(shù)，聲明時(shí)不會(huì)命名。

基本語法如下：

def functionname([formal_args,] *args, **kwargs):
    "函數(shù)_文檔字符串"
    function_suite
    return [expression]

加*號(hào)的變量args會(huì)存放所有未命名的變量參數(shù)，args為元組
加**號(hào)的變量kwargs會(huì)存放命名參數(shù)，即形如key=value的參數(shù)，kwargs為字典

可變參數(shù)示例：

>>> def fun(a, b, *args, **kwargs):
...     """可變參數(shù)演示示例"""
...     print "a =", a
...     print "b =", b
...     print "args =", args
...     print "kwargs: "
...     for key, value in kwargs.items():
...         print key, "=", value
...
>>> fun(1, 2, 3, 4, 5, m=6, n=7, p=8)  # 注意傳遞的參數(shù)對(duì)應(yīng)
a = 1
b = 2
args = (3, 4, 5)
kwargs: 
p = 8
m = 6
n = 7
>>>
>>>
>>> c = (3, 4, 5)
>>> d = {"m":6, "n":7, "p":8}
>>> fun(1, 2, *c, **d)    # 注意元組與字典的傳參方式
a = 1
b = 2
args = (3, 4, 5)
kwargs: 
p = 8
m = 6
n = 7
>>>
>>>
>>> fun(1, 2, c, d) # 注意不加星號(hào)與上面的區(qū)別
a = 1
b = 2
args = ((3, 4, 5), {"p": 8, "m": 6, "n": 7})
kwargs:
>>>
>>>

（3）引用傳參

可變類型與不可變類型的變量分別作為函數(shù)參數(shù)時(shí)，會(huì)有什么不同？

Python有沒有類似C語言中的指針傳參？

>>> def selfAdd(a):
...     """自增"""
...     a += a
...
>>> a_int = 1
>>> a_int
1
>>> selfAdd(a_int)
>>> a_int
1
>>> a_list = [1, 2]
>>> a_list
[1, 2]
>>> selfAdd(a_list)
>>> a_list
[1, 2, 1, 2]

Python中函數(shù)參數(shù)是引用傳遞(注意不是值傳遞)。對(duì)于不可變類型，因變量不能修改，所以運(yùn)算不會(huì)影響到變量自身；而對(duì)于可變類型來說，函數(shù)體中的運(yùn)算可能會(huì)更改傳入的參數(shù)變量。

如下代碼示例：

>>> def selfAdd(a):
...     """自增"""
...     a = a + a   # 我們更改了函數(shù)體的這句話
...
>>> a_int = 1
>>> a_int
1
>>> selfAdd(a_int)
>>> a_int
1
>>> a_list = [1, 2]
>>> a_list
[1, 2]
>>> selfAdd(a_list)
>>> a_list
[1, 2]      # 想一想為什么沒有變呢？

Python中變量之間的賦值利用到引用，只要是有"="就是引用，引用就是變量中存儲(chǔ)的是地址，而地址指向的內(nèi)存空間是存真實(shí)數(shù)據(jù)地方。a = a + a會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的內(nèi)存空間，然后讓變量a指向這段空間；而a += a是將a所指向的那段空間的值變?yōu)閍 + a。如下demo：

>>> a = [1,2]
>>> id(a)
31329224
>>> a = a + a
>>> a
[1, 2, 1, 2]
>>> id(a)
31991944
>>> b = 2
>>> id(b)
1587990368
>>> b = b + b
>>> b
4
>>> id(b)
1587990432
>>> c = [1,2]
>>> id(c)
31992072
>>> c += c
>>> c
[1, 2, 1, 2]
>>> id(c)
31992072
>>>

三、局部變量和全局變量 1、局部變量

局部變量，就是定義在函數(shù)內(nèi)部的變量，其作用單位只是在函數(shù)體內(nèi)；

不同的函數(shù)，可以定義相同名字的局部變量，其不會(huì)產(chǎn)生影響；

局部變量的作用：為了臨時(shí)保存數(shù)據(jù)需要在函數(shù)中定義變量來進(jìn)行存儲(chǔ)。

示例：

def test1():
    a = 100     #此時(shí)的a為局部變量，作用范圍只在test1函數(shù)內(nèi)
def test2():
    print("a=%d"%a)
    
test1()
test2()

此時(shí)由于a是局部變量，其做作用范圍只在test1函數(shù)中，相當(dāng)于test2函數(shù)中沒有定義變量a，所以上述程序在運(yùn)行時(shí)會(huì)報(bào)如下錯(cuò)誤：

2、全局變量 （1）什么是全局變量

如果一個(gè)變量既能在函數(shù)體中使用，也能在其他函數(shù)中使用，這樣的變量稱為全局變量。

示例：

#定義全局變量
a = 100

def test1():
    print("a=%d"%a)

def test2():
    print("a=%d"%a)

#調(diào)用函數(shù)
test1()
test2()

由于變量a是全局變量，所以在test1和test2兩個(gè)函數(shù)中都可以使用變量a，運(yùn)行結(jié)果如下：

（2）全局變量與局部變量同名的問題

當(dāng)全局變量與局部變量同名時(shí)，在定義該局部變量的函數(shù)體內(nèi)以局部變量為主，如下示例：

#定義全局變量
a = 100 

def test1():
    a = 300 
    print("---test1--修改前--a=%d"%a)
    a = 200 
    print("---test1--修改后--a=%d"%a)

def test2():
    print("---test2---a=%d"%a)

test1()
test2()

此時(shí)，對(duì)于test1函數(shù)，函數(shù)體內(nèi)定義了和全部變量同名的局部變量a，此時(shí)會(huì)以函數(shù)中的變量a為根據(jù)；對(duì)于test2函數(shù)，函數(shù)體內(nèi)沒有定義和全局變量同名的局部變量，所以如果test2函數(shù)使用變量a，則以全部變量a為根據(jù)。運(yùn)行結(jié)果如下：

（3）修改全局變量

既然是全局變量，就可以在所有的函數(shù)中是，那么是否可以修改呢？看如下代碼：

#定義全局變量
a = 100 

def test1():
    global a
    print("---test1--修改前--a=%d"%a)
    a = 200 
    print("---test1--修改后--a=%d"%a)

def test2():
    print("---test2---a=%d"%a)

test1()
test2()

代碼運(yùn)行結(jié)果如下：

在函數(shù)體內(nèi)利用global這個(gè)關(guān)鍵字來聲明變量為全局變量，此時(shí)在函數(shù)體內(nèi)對(duì)該變量的操作就是相當(dāng)于對(duì)全局變量的操作。

（4）可變類型的全局變量

看下面兩個(gè)代碼示例的區(qū)別：

#定義全局變量
a = 100 

def test1():
    print("---test1--修改前--a=%d"%a)
    a = 200 
    print("---test1--修改后--a=%d"%a)

def test2():
    print("---test2---a=%d"%a)

test1()
test2()

上述代碼運(yùn)行結(jié)果為：

#定義全局變量
a = [11,22,33]

def test1():
    print("---test1--修改前--",a)
    a.append(44)
    print("---test1--修改前--",a)

def test2():
    print("---test2--修改前--",a)

test1()
test2()

上述代碼運(yùn)行結(jié)果為：

對(duì)于上述兩種情況，列表(list)、字典(dict)這種可變的類型的全局變量不用再函數(shù)體內(nèi)聲明全局變量，在函數(shù)體中對(duì)該變量的操作就是在對(duì)全局變量進(jìn)行操作；而像數(shù)值類型(int,flaot,bool,long)、字符串(str)、元組(tuple)這種不可變類型的操作，要想在函數(shù)體內(nèi)對(duì)這種全局變量進(jìn)行操作，必須在函數(shù)體內(nèi)聲明其為全局變量。

（5）總結(jié)

在函數(shù)外邊定義的變量叫全局變量

全局變量能夠在所有的函數(shù)中進(jìn)行訪問

如果在函數(shù)中修改全局變量，那么就需要使用global進(jìn)行聲明

如果全局變量的名字和局部變量的名字相同，那么使用的是局部變量的，小技巧強(qiáng)龍不壓地頭蛇

在函數(shù)中不使用global聲明全局變量時(shí)不能修改全局變量的本質(zhì)是不能修改全局變量的指向，即不能將全局變量指向新的數(shù)據(jù)

對(duì)于不可變類型的全局變量來說，因其指向的數(shù)據(jù)不能修改，所以不能使用global時(shí)無法修改全局變量

對(duì)于可變類型的全局變量來說，因其指向的數(shù)據(jù)可以修改，所以不使用global時(shí)也可修改全局變量

四、函數(shù)的返回值

“返回值”，就是程序中函數(shù)完成一件事情后，最后給調(diào)用者返回的結(jié)果。

1、帶有返回值的函數(shù)

想要在函數(shù)中把結(jié)果返回給調(diào)用者，需要在函數(shù)中使用return
如下示例：

def add2num(a, b):
    c = a+b
    return c
或者
def add2num(a, b):
    return a + b

2、保存函數(shù)的返回值

在程序中，如果一個(gè)函數(shù)返回了一個(gè)數(shù)據(jù)，那么想要用這個(gè)數(shù)據(jù)，就需要用一個(gè)變量來保存函數(shù)返回的數(shù)據(jù)。示例如下：

#定義函數(shù)
def add2num(a, b):
    return a+b

#調(diào)用函數(shù)，順便保存函數(shù)的返回值
result = add2num(100,98)

#因?yàn)閞esult已經(jīng)保存了add2num的返回值，所以接下來就可以使用了
print result

3、Python返回多值
看如下代碼：

def test(a,b):
    sum2 = a + b 
    mulit = a * b 
    return [sum2,mulit]

result = test(2,3)
print(result)

運(yùn)行結(jié)果為：

[5,6]

def test(a,b):
    sum2 = a + b 
    mulit = a * b 
    return sum2,mulit

result = test(2,3)
print(result)

運(yùn)行結(jié)果為：

(5,6)

由上述示例我們可以得出，當(dāng)有多個(gè)返回值時(shí)，利用列表將結(jié)果返回，那么函數(shù)就會(huì)返回一個(gè)列表；當(dāng)將幾個(gè)返回值用逗號(hào)隔開返回時(shí)，默認(rèn)返回的是元組。

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