1. 函數(shù)介紹
??函數(shù) 在編程語言中就是完成特定功能的一個(gè)詞句組 (代碼塊)作谭，這組語句可以作為一個(gè)單位使用萍桌，并且給它取一個(gè)名字匕积∪楣妫可以通過函數(shù)名在程序的不同地方多次執(zhí)行（這叫 函數(shù)的調(diào)用）。函數(shù)在編程語言中有基本分為：預(yù)定義函數(shù)，自定義函數(shù)。預(yù)定義函數(shù)可以直接使用沃暗，而自定義函數(shù)顧名思義需要我們自己定義函數(shù)。
在數(shù)學(xué)中的定義何恶，這里就不介紹了孽锥。請參考 函數(shù)（數(shù)學(xué)函數(shù)）_百度百科
1.1. 為什么要使用函數(shù)
在編程中使用函數(shù)主要有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
- 降低編程難度：通常將一個(gè)復(fù)雜的大問題分解成一系列的小問題，然后將小問題劃分成更小的問題细层，當(dāng)問題細(xì)化為足夠簡單時(shí)惜辑，我們就可以分而治之，各個(gè)小問題解決了疫赎，大問題就迎刃而解了盛撑。
- 代碼重用：避免重復(fù)勞作，提供效率
- 代碼更加簡潔美觀捧搞，可讀性增加
1.2. Python 中的函數(shù)
??在 Python 中抵卫，函數(shù)由 若干語句組成的代碼塊、函數(shù)名稱胎撇、參數(shù)列表 構(gòu)成介粘，它是組織代碼的最小單元，使用函數(shù)可以完成一定的功能晚树，在 Python 中函數(shù)主要分為三類：內(nèi)置函數(shù)姻采、第三方函數(shù)庫、自定義函數(shù)爵憎。常用的內(nèi)置函數(shù)在前面已經(jīng)介紹慨亲，第三方函數(shù)庫需要先引入模塊婚瓜，通過模塊調(diào)用，在模塊學(xué)習(xí)中進(jìn)行介紹巡雨，這里主要說的是如何自定義一個(gè)函數(shù)闰渔。
2. 函數(shù)的基本使用
??在 Python 中席函，定義一個(gè)函數(shù)要使用 def 語句铐望，依次寫出 函數(shù)名、括號茂附、括號中的參數(shù)和冒號:正蛙，然后，在縮進(jìn)塊中編寫函數(shù)體营曼，函數(shù)的返回值用 return 語句 返回乒验。下面是一個(gè)函數(shù)的基本結(jié)構(gòu)：
def 函數(shù)名(參數(shù)列表):
函數(shù)體(代碼塊)
[return 返回值] # 函數(shù)可以無返回值
注意：
-
函數(shù)名就是標(biāo)識符，命名要求一樣 -
語句塊必須縮進(jìn)蒂阱，約定4 個(gè)空格 - Python 的函數(shù)可以沒有 return 語句锻全，會隱式地返回一個(gè) None
- 定義中的參數(shù)列表稱為
形式參數(shù)，只是一種符號表達(dá)式（標(biāo)識符）录煤，簡稱形參
??我們以自定義一個(gè)求絕對值的函數(shù)為例：
In : def abs(x):
...: if x >= 0:
...: return x
...: else:
...: return -x
...:
In : abs(-10)
Out: 10
In : abs
Out: <function __main__.abs(x)>
In : print(abs)
<function abs at 0x0000027021055E18>
??上面只是一個(gè)函數(shù)的定義鳄厌，具體來看一下各個(gè)部分的解釋:
- 函數(shù)名字叫做 abs，接受 1 個(gè)形式參數(shù) x妈踊。
- return x: 表示要返回的值是 x了嚎，函數(shù)可以無返回值。
- 函數(shù)是一個(gè)
可調(diào)用對象廊营，函數(shù)名加括號就表示調(diào)用歪泳。 - 和變量的使用方式相同，在使用函數(shù)時(shí)露筒，需要預(yù)先進(jìn)行定義呐伞。
- 直接打印函數(shù)名，不會觸發(fā)函數(shù)的執(zhí)行慎式，反而會打印函數(shù)的內(nèi)存地址伶氢。
??我們自定義的函數(shù) abs, 由于與內(nèi)置函數(shù)重名，那么將會覆蓋掉內(nèi)置函數(shù)瞬捕，所以請謹(jǐn)慎命名鞍历。
??函數(shù)體內(nèi)部的語句在執(zhí)行時(shí)，一旦執(zhí)行到 return 時(shí)肪虎，函數(shù)就執(zhí)行完畢劣砍，并將結(jié)果返回。因此扇救，函數(shù)內(nèi)部通過條件判斷和循環(huán)可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的邏輯刑枝。如果沒有 return 語句香嗓，函數(shù)執(zhí)行完畢后會隱式地返回 None。如果我們確實(shí)要 return None 可以簡寫為 return装畅，或者不寫 return 語句 (會讓人看不懂靠娱，建議只寫 return)。
??調(diào)用函數(shù)掠兄，那么只需要使用函數(shù)名加括號像云，就能執(zhí)行，但如果函數(shù)定義了參數(shù)蚂夕，那么必須在執(zhí)行的時(shí)候傳遞參數(shù)給函數(shù)迅诬，否則會報(bào)異常！關(guān)于調(diào)用我們還需要了解：
- 函數(shù)定義婿牍，只是聲明了一個(gè)函數(shù)侈贷，它不會被執(zhí)行，調(diào)用時(shí)才會執(zhí)行
- 調(diào)用方式就是函數(shù)名后加上小括號等脂，如果有必要需要在括號內(nèi)寫上參數(shù)
- 調(diào)用時(shí)寫的參數(shù)是實(shí)際參數(shù)俏蛮，是實(shí)實(shí)在在傳入的值，簡稱實(shí)參
函數(shù)是可調(diào)用對象上遥，可以使用 callable() 進(jìn)行判斷
In : def abs(x):
...: if x >= 0:
...: return x
...: else:
...: return -x
# 函數(shù)是可調(diào)用的搏屑，注意這里不能對函數(shù)加括號，那么 callable 判斷的就是函數(shù)的返回值是否可以執(zhí)行了
In : callable(abs)
Out: True
# 字符串是不可調(diào)用的
In : a = '123'
In : callable(a)
Out: False
3. 函數(shù)的參數(shù)
??定義函數(shù)的時(shí)候露该，括號中指定的就是函數(shù)的參數(shù) (形式參數(shù))睬棚，當(dāng)我們調(diào)用函數(shù)時(shí)，需要將數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞解幼，這種傳遞參數(shù)的方式就叫做傳參抑党，嚴(yán)格來說函數(shù)只可以使用兩種方式：位置傳參 和 關(guān)鍵字傳參。
-
位置傳參：按照參數(shù)定義順序傳入實(shí)參撵摆，位置參數(shù)是按位置對應(yīng)的 -
關(guān)鍵字傳參：使用形參的名字來傳入實(shí)參的方式底靠，如果使用了形參的名字，那么傳入?yún)?shù)的順序就可以和定義的順序不同 - 當(dāng)
位置傳參和關(guān)鍵字傳參混用時(shí)特铝，位置參數(shù)必須在關(guān)鍵字參數(shù)之前傳入暑中。
# 定義函數(shù) function:
In : def function(x, y):
...: result = x + y
...: return result
...:
# 位置傳參: # 1 對應(yīng) x，2 對應(yīng) y鲫剿。
In : function(1, 2)
Out: 3
# 關(guān)鍵字傳參: 使用關(guān)鍵字時(shí)鳄逾，參數(shù)可以不用按照位置順序。
In : function(y=1, x=2)
Out: 3
# 混合傳參: 混用時(shí)灵莲，關(guān)鍵字參數(shù)必須要再位置參數(shù)右邊
In : function(1, y = 3)
Out: 4
3.1. 參數(shù)的缺省值
??在定義形式參數(shù)時(shí)雕凹，為參數(shù)指定對應(yīng)的值，就叫做參數(shù)的缺省值，當(dāng)定義了參數(shù)的缺省值以后枚抵，我們傳參時(shí)可以選擇傳遞該參數(shù)的值线欲，也可以選擇不傳遞，當(dāng) 不傳遞 此參數(shù)的值時(shí)汽摹，該參數(shù)就使用指定的 缺省值李丰，否則 將會使用 傳遞的值。
參數(shù)缺省值也屬于位置參數(shù)逼泣，只不過是給位置參數(shù)定義了默認(rèn)值趴泌。
In : def function(x = 10, y = 20):
...: return x + y
...:
# 2 會以位置參數(shù)的形式傳遞給 x，y 沒有傳遞圾旨，會使用缺省值
In : function(2)
Out: 22
# x 沒有傳遞踱讨，會使用缺省值
In : function(y=100)
Out: 110
# y 沒有傳遞魏蔗，會使用缺省值
In : function(x=100)
Out: 120
# 20 以位置參數(shù)的形式傳遞給 x砍的，500 以關(guān)鍵字參數(shù)的形式傳遞給了 y
In : function(20, y=500)
Out: 520
當(dāng)定義參數(shù)的缺省值時(shí)，注意
缺省值參數(shù)必須要放在位置參數(shù)的右邊
# 必須把 x=1莺治，放在 y 的右邊廓鞠，否則無法完成函數(shù)定義
In : def functions(x=1, y):
...: print(x+y)
File "<ipython-input-1-ea496fa7fc81>", line 1
def functions(x=1, y):
^
SyntaxError: non-default argument follows default argument
使用缺省值參數(shù)的好處是：
- 參數(shù)的缺省值可以在未傳入足夠的實(shí)參的時(shí)候，對沒有給定的參數(shù)賦值為缺省值谣旁。
- 參數(shù)非常多的時(shí)候床佳，并不需要用戶每次都輸入所有的參數(shù)，簡化函數(shù)調(diào)用榄审。
3.2. 可變參數(shù)
??可變參數(shù)顧名思義表示參數(shù)的數(shù)量是可變的砌们，并且可以使用一個(gè)形參匹配任意個(gè)實(shí)參。針對傳遞參數(shù)方式的不同又分為 可變位置傳參 和 可變關(guān)鍵字傳參搁进。
3.2.1. 可變位置傳參
??在形參前使用 * 號浪感，表示該形參是可變參數(shù)，可以接受多個(gè)實(shí)參饼问，在函數(shù)內(nèi)部影兽，可變參數(shù)會封裝成元組 (即便是沒有傳遞)
In : def function(*nums):
...: print(nums)
...:
In : function(1,2,3,4) # 多個(gè)參數(shù)會被 nums 收集
(1, 2, 3, 4)
In : function([1,2,3,4]) # 會把 list 收集成元組內(nèi)的一個(gè)元素
([1, 2, 3, 4],)
在函數(shù)定義時(shí)，一般的規(guī)范是使用
*args, 表示收集多個(gè)位置傳參莱革。
3.2.2. 可變關(guān)鍵字傳參
??在形參前使用 ** 號峻堰，表示該形參是可變關(guān)鍵字參數(shù)，可以接受多個(gè)關(guān)鍵字參數(shù)盅视，在函數(shù)內(nèi)部捐名，可變關(guān)鍵字參數(shù)會封裝成字典 (即便是沒有傳遞)
In : def function(**kwargs):
...: print(kwargs)
...:
In : function(a=1,b=2)
{'a': 1, 'b': 2}
# 參數(shù)的缺省值和位置參數(shù)同時(shí)使用
In : def function(x=1, y=2, **kwargs):
...: print('x = {}'.format(x))
...: print('y = {}'.format(y))
...: print(kwargs)
...:
# 參數(shù)沒有 a，b 形參闹击，則被 kwargs 接收
In : function(a=10, b=20)
x = 1
y = 2
{'a': 10, 'b': 20}
# z 沒有被匹配镶蹋，被 kwargs 接收
In : function(x=100,y=200,z=300)
x = 100
y = 200
{'z': 300}
# 前面的按照位置參數(shù)賦值，z 同樣被字典 kwargs 收集
In : function(1000,2000,z=300)
x = 1000
y = 2000
{'z': 300}
3.2.3. 可變參數(shù)混合使用
??前面說的各種參數(shù)是可以混合使用的，當(dāng)混合使用時(shí)遵循一定的順序梅忌，簡單總結(jié)一下狰腌，按照從左至右的順序來說：位置參數(shù)，缺省值參數(shù)牧氮，可變位置參數(shù)琼腔，可變關(guān)鍵字參數(shù)：
def function(位置參數(shù)，缺省值參數(shù)踱葛，可變位置參數(shù)丹莲，可變關(guān)鍵字參數(shù)):
??無論如何，順序不能顛倒尸诽。
# x,y,z 都為位置參數(shù)甥材，z 的缺省值為 1，*args 收集額外的位置傳參性含，**kwargs 收集額外的關(guān)鍵字傳參
In : def function(x,y,z=1,*args,**kwargs):
...: print(x,y,z)
...: print(args)
...: print(kwargs)
...:
In : function(1,2,3,4,5,a=1,b=2)
1 2 3
(4, 5)
{'a': 1, 'b': 2}
3.2.4. 可變參數(shù)小結(jié)
??針對可變參數(shù)以及不同的混用方式可以有如下結(jié)論：
- 分為
可變位置參數(shù)和可變關(guān)鍵字參數(shù) -
可變位置參數(shù)在形參前使用一個(gè)星號 * -
可變關(guān)鍵字參數(shù)在形參前使用兩個(gè)星號 ** -
可變位置參數(shù)和可變關(guān)鍵字參數(shù)都可以收集若干個(gè)實(shí)參洲赵，可變位置參數(shù)收集形成一個(gè)tuple，可變關(guān)鍵字參數(shù)收集形成一個(gè)dict - 混合使用參數(shù)的時(shí)候商蕴，在定義階段要遵循如下順序：
位置參數(shù)叠萍，缺省值參數(shù)，可變位置參數(shù)绪商，可變關(guān)鍵字參數(shù)
??當(dāng)位置傳參和關(guān)鍵字傳參同時(shí)使用時(shí)苛谷，針對同一個(gè)形參不可以重復(fù)賦值！格郁，這一點(diǎn)使用的時(shí)候很重要腹殿。
3.3. keyword-only 參數(shù) *
??Python3 的函數(shù)參數(shù)中，新增了 keyword-only 參數(shù)例书，什么叫 keyword-only 參數(shù)锣尉？ 當(dāng)在一個(gè)星號參數(shù) (可變位置參數(shù)) 后，出現(xiàn)的普通參數(shù)雾叭，我們稱它為 keyword-only 參數(shù)悟耘，因?yàn)槎嘤嗟奈恢脜?shù)都會被 *args 收集，只能通過 keyword 的方式對這些形參進(jìn)行賦值织狐，所以它們只能使用 關(guān)鍵字傳參暂幼。
# x,y 是 keyword-only 參數(shù)，其中 y 存在缺省值移迫，可以不用傳遞旺嬉，x 必須使用關(guān)鍵字的方式進(jìn)行傳遞
In : def function(a, b, c=1, *args, x, y=2, **kwargs):
...: print(a,b,c)
...: print(args)
...: print(x,y)
...: print(kwargs)
...:
In : function(100,200,300,400,d=100,e=200)
---------------------------------------------------------------------------
TypeError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-15-cf60009e3d1f> in <module>
----> 1 function(100,200,300,400,d=100,e=200)
TypeError: function() missing 1 required keyword-only argument: 'x'
In : function(100,200,300,400,d=100,e=200,x=500)
100 200 300
(400,)
500 2
{'d': 100, 'e': 200}
特殊形式：
In : def function(*, x, y):
...: print(x,y)
...:
In : function(1, 2, 3, x=100, y=200)
---------------------------------------------------------------------------
TypeError Traceback(most recent call last)
<ipython-input-18-7d07ae79c088> in <module>
----> 1 function(1,2,3,x=100,y=200)
TypeError: function() takes 0 positional arguments but 3 positional arguments(and 2 keyword-only arguments) were given
In : function(x=100, y=200)
100 200
這里 * 表示不接受位置傳參，只能使用關(guān)鍵字對參數(shù)進(jìn)行賦值
??注意： 使用了 keyword-only 參數(shù)厨埋，那么在定義形參時(shí)的順序就有所改變了邪媳，它們是：位置參數(shù)，缺省值參數(shù)，可變位置參數(shù)雨效，keyword-only 參數(shù)迅涮，可變關(guān)鍵字參數(shù)
4.1. 參數(shù)解構(gòu)
前面我們說過 Python 的封裝與結(jié)構(gòu)，這里的參數(shù)也可以利用這種思想進(jìn)行解構(gòu)徽龟，現(xiàn)有如下函數(shù)：
In : def add(x=1, y=2):
...: print(x+y)
...:
# 將元組的元素 1 和元素 2 分別傳給 x叮姑，y
In : t = (10,20)
In : add(t[0], t[1])
30
# 非字典類型使用 * 解構(gòu)成位置參數(shù)
In : add(*t)
30
# 字典型使用 ** 解構(gòu)成關(guān)鍵字參數(shù)
In : d = {'x':100, 'y':200}
In : add(**d)
300
- 將 t 在傳遞參數(shù)時(shí)解構(gòu)為
10，20据悔，作為位置傳參傳遞給 add 函數(shù) - 將 d 在傳遞參數(shù)時(shí)解構(gòu)為
x=100,y=200传透，作為關(guān)鍵字傳參傳遞給函數(shù) - 這種方法在后面函數(shù)的調(diào)用過程中非常常用
??現(xiàn)在再來回頭看一下，什么時(shí)參數(shù)解構(gòu)极颓？
- 給函數(shù)提供實(shí)參的時(shí)候朱盐，可以在集合類型前使用
*或者**，把集合類型的結(jié)構(gòu)解開菠隆，提取出其中所有元素作為函數(shù)的實(shí)參 - 非字典類型使用
* 解構(gòu)成位置參數(shù) - 字典型使用
** 解構(gòu)成關(guān)鍵字參數(shù) - 提取出來的元素?cái)?shù)目要和參數(shù)的要求匹配兵琳，也要和參數(shù)的類型匹配，否則請使用
*args,**kwargs
In : def add(a,b,*args,m,n,**kwargs):
...: print(a + b + m + n)
...:
In : dic = {'a':100,'b':200}
In : add(**dic,m=300,n=400,x=1000)
1000
5. 函數(shù)的返回值
??我們通常編寫函數(shù)除了代碼可以復(fù)用浸赫，更多的時(shí)候需要的是知道函數(shù)的運(yùn)算結(jié)果闰围，函數(shù)把運(yùn)算的結(jié)果返回給我們，這個(gè)結(jié)果就叫作做函數(shù)的返回值既峡。使用 return 關(guān)鍵字進(jìn)行返回。
# 返回 1 個(gè)數(shù)據(jù)
In : def add(x,y):
...: result = x + y
...: return result
...:
In : a = add(10,20)
In : print(a)
30
# 返回多個(gè)數(shù)據(jù)
In : def add(x,y):
...: result = x + y
...: test = x * y
...: return result,test
...:
In : a = add(10,20)
In : print(a)
(30, 200)
# 多個(gè) return 語句
In : def bigger(x,y):
...: if y > x:
...: return y
...: else:
...: return x
...:
In : a = bigger(10,20)
In : print(a)
20
總結(jié)：
- Python 函數(shù)使用
return語句返回 "返回值" - 所有函數(shù)都有返回值碧查，如果沒有
return語句运敢，隱式調(diào)用return None -
return語句并不一定是函數(shù)的語句塊的最后一條語句 - 一個(gè)函數(shù)可以存在多個(gè)
return語句，但是只有一條可以被執(zhí)行忠售，如果沒有一條return語句被執(zhí)行传惠，隱式調(diào)用return None
5.return None可以簡寫為 return - 函數(shù)執(zhí)行到
return就會返回，所以return后面的語句永遠(yuǎn)不會被執(zhí)行 -
return可以理解為稻扬，結(jié)束當(dāng)前函數(shù)計(jì)算卦方，返回值！
函數(shù)永遠(yuǎn)只能返回一個(gè)數(shù)據(jù)泰佳。
- 返回值數(shù)量 = 0盼砍，即
return(或者不寫return語句)，返回的數(shù)據(jù)為None逝她。 - 返回值數(shù)量 = 1浇坐，返回 object(一個(gè)對象)。
- 返回值數(shù)量 > 1黔宛，返回 tuple(一個(gè)元組)近刘。
