函数（上）——“Python”

各位CSDN的uu们你们好呀，今天小雅兰的内容是Python的函数呀，下面，就让我们进入函数的世界吧

首先可以选择性地看一下小雅兰很久之前写的C语言函数章节的知识：

函数——“C”_认真学习的小雅兰.的博客-CSDN博客

函数递归＋青蛙跳台阶——“C”_认真学习的小雅兰.的博客-CSDN博客

函数是什么

语法格式

函数参数

函数返回值

变量作用域

函数执行过程

函数是什么

编程中的函数和数学中的函数有一定的相似之处.

数学上的函数, 比如 y = sin x , x 取不同的值, y 就会得到不同的结果.

编程中的函数, 是一段可以被重复使用的代码片段 .

代码示例: 求数列的和, 不使用函数

# 1. 求 1 - 100 的和
theSum = 0
for i in range(1, 101):
  theSum += i
print(theSum)

# 2. 求 300 - 400 的和
theSum = 0
for i in range(300, 401):
   theSum += i
print(theSum)

# 3. 求 1 - 1000 的和
theSum = 0
for i in range(1, 1001):
  theSum += i
print(theSum)

可以发现, 这几组代码基本是相似的, 只有一点点差异.

可以把重复代码提取出来, 做成一个函数

实际开发中, 复制粘贴是一种不太好的策略. 实际开发的重复代码可能存在几十份甚至上百份.

一旦这个重复代码需要被修改, 那就得改几十次, 非常不便于维护.

代码示例: 求数列的和, 使用函数

# 定义函数
def calcSum(beg, end):
   theSum = 0
   for i in range(beg, end + 1):
       theSum += i
   print(theSum)
# 调用函数
calcSum(1,100)
calcSum(300, 400)
calcSum(1, 1000)

可以明显看到, 重复的代码已经被消除了.

语法格式

创建函数/定义函数

def 函数名(形参列表):
    函数体
    return 返回值

调用函数/使用函数

函数名(实参列表)             #不考虑返回值
返回值 = 函数名(实参列表)     #考虑返回值

函数定义并不会执行函数体内容, 必须要调用才会执行. 调用几次就会执行几次

def test1():
   print('hello')
# 如果光是定义函数, 而不调用, 则不会执行.

#函数调用才会真正执行函数体里面的代码
#函数经过一次定义之后，可以被调用多次
def test():
    print('hello')
    print('hello')
    print('hello')
test()
test()
test()
test()

看到这个图片，发现：第一个test下面画了波浪线，这是警告的意思

函数必须先定义, 再使用.

test3() # 还没有执行到定义, 就先执行调用了, 此时就会报错. 
def test3():
   print('hello')

动漫里释放技能之前, 需要大喊招式的名字, 就是 "先定义, 再使用".

函数参数

在函数定义的时候, 可以在 ( ) 中指定 "形式参数" (简称形参), 然后在调用的时候, 由调用者把 "实际参数" (简称实参) 传递进去.

这样就可以做到一份函数, 针对不同的数据进行计算处理.

考虑前面的代码案例:

def calcSum(beg, end):
   theSum = 0
   for i in range(beg, end + 1):
      theSum += i
   print(theSum)
calcSum(1, 100)
calcSum(300, 400)
calcSum(1, 1000)

上面的代码中, beg, end 就是函数的形参. 1, 100 / 300, 400 就是函数的实参.

在执行 sum(1, 100) 的时候, 就相当于 beg = 1, end = 100 , 然后在函数内部就可以针对 1- 100 进行运算.
在执行 sum(300, 400) 的时候, 就相当于 beg = 300, end = 400 , 然后在函数内部就可以针对 300-400 进行运算.

实参和形参之间的关系, 就像签合同一样.

甲方, 乙方这就相当于形参. 汤老湿, 蔡徐坤就是实参.

def 签合同(甲方, 乙方):
  合同内容....

签合同('汤老湿', '蔡徐坤')
签合同('汤老湿', '鹿晗')
签合同('汤老湿', '吴磊')

注意:

一个函数可以有一个形参, 也可以有多个形参, 也可以没有形参.
一个函数的形参有几个, 那么传递实参的时候也得传几个. 保证个数要匹配.

def test(a, b, c):
   print(a, b, c)
test(10)

和 C++ / Java 不同, Python 是动态类型的编程语言, 函数的形参不必指定参数类型. 换句话说, 一个函数可以支持多种不同类型的参数.

def test(a):
   print(a)
test(10)
test('hello')
test(True)

def add(x,y):
    return x + y
print(add(10,20))
print(add(1.5,2.5))
print(add('hello ','world'))

函数返回值

函数的参数可以视为是函数的 "输入", 则函数的返回值, 就可以视为是函数的 "输出" .

此处的 "输入", "输出" 是更广义的输入输出, 不是单纯指通过控制台输入输出.

我们可以把函数想象成一个 "工厂". 工厂需要买入原材料, 进行加工, 并生产出产品.

函数的参数就是原材料, 函数的返回值就是生产出的产品.

下列代码

def calcSum(beg, end):
   theSum = 0
   for i in range(beg, end + 1):
      theSum += i
   print(theSum)
calcSum(1, 100)

可以转换成

def calcSum(beg, end):
   theSum = 0
   for i in range(beg, end + 1):
     theSum += i
   return theSum
result = calcSum(1, 100)
print(result)

这两个代码的区别就在于, 前者直接在函数内部进行了打印, 后者则使用 return 语句把结果返回给函数调用者, 再由调用者负责打印.

我们一般倾向于第二种写法.

实际开发中我们的一个通常的编程原则, 是 "逻辑和用户交互分离". 而第一种写法的函数中, 既包含了计算逻辑, 又包含了和用户交互(打印到控制台上). 这种写法是不太好的, 如果后续我们需要的是把计算结果保存到文件中, 或者通过网络发送, 或者展示到图形化界面里, 那么第一种写法的函数,

就难以胜任了.

而第二种写法则专注于做计算逻辑, 不负责和用户交互. 那么就很容易把这个逻辑搭配不同的用户交互代码, 来实现不同的效果.

一个函数中可以有多个 return 语句

# 判定是否是奇数
def isOdd(num):
   if num % 2 == 0:
      return False
   else:
      return True
result = isOdd(10)
print(result)

执行到 return 语句, 函数就会立即执行结束, 回到调用位置.

上述代码有另一种写法：

# 判定是否是奇数
def isOdd(num):
   if num % 2 == 0:
      return False
   return True
result = isOdd(10)
print(result)

如果 num 是偶数, 则进入 if 之后, 就会触发 return False , 也就不会继续执行 return True

一个函数是可以一次返回多个返回值的. 使用 , 来分割多个返回值.

def getPoint():
    x = 10
    y = 20
    return x, y


a, b = getPoint()

如果只想关注其中的部分返回值, 可以使用 _ 来忽略不想要的返回值.

def getPoint():
   x = 10
   y = 20
   return x, y


_, b = getPoint()

变量作用域

观察以下代码

def getPoint():
   x = 10
   y = 20
   return x, y


x, y = getPoint()

在这个代码中, 函数内部存在 x, y, 函数外部也有 x, y.

但是这两组 x, y 不是相同的变量, 而只是恰好有一样的名字.

变量只能在所在的函数内部生效.

在函数 getPoint() 内部定义的 x, y 只是在函数内部生效. 一旦出了函数的范围, 这两个变量就不再生效了.

def getPoint():
  x = 10
  y = 20
  return x, y


getPoint()
print(x, y)

在不同的作用域中, 允许存在同名的变量

虽然名字相同, 实际上是不同的变量.

x = 20
def test():
   x = 10
   print(f'函数内部 x = {x}')

test()
print(f'函数外部 x = {x}')

注意:

在函数内部的变量, 也称为 "局部变量"
不在任何函数内部的变量, 也称为 "全局变量"

如果函数内部尝试访问的变量在局部不存在, 就会尝试去全局作用域中查找

x = 20

def test():
  print(f'x = {x}')

test()

x = 20

def test():
    x = 10
    
test()
print(f'x = {x}')

如果是想在函数内部, 修改全局变量的值, 需要使用 global 关键字声明

x = 20

def test():
    global x
    x = 10
    print(f'函数内部 x = {x}')

test()
print(f'函数外部 x = {x}')

如果此处没有 global , 则函数内部的 x = 10 就会被视为是创建一个局部变量 x, 这样就和全局变量 x 不相关了.

if / while / for 等语句块不会影响到变量作用域

换而言之, 在 if / while / for 中定义的变量, 在语句外面也可以正常使用.

for i in range(1, 11):
   print(f'函数内部 i = {i}')

print('-----------------------------')
print(f'函数外部 i = {i}')

函数执行过程

调用函数才会执行函数体代码. 不调用则不会执行.
函数体执行结束(或者遇到 return 语句), 则回到函数调用位置, 继续往下执行.

def test():
   print("执行函数内部代码")
   print("执行函数内部代码")
   print("执行函数内部代码")

print("1111")
test()
print("2222")
test()
print("3333")
test()
print('4444')