Python初級教程(15): 函數(shù)

在本文中怒炸，您將學(xué)習(xí)函數(shù)带饱。在Python中，函數(shù)是啥阅羹，它的語法是啥樣纠炮，它的組成部分和類型有哪些月趟。另外，您還將學(xué)習(xí)在Python中如何創(chuàng)建函數(shù)恢口。

1. 函數(shù)是啥孝宗？

在Python中，函數(shù)是一組執(zhí)行特定任務(wù)的相關(guān)語句耕肩。

函數(shù)有助于將我們的程序分解為較小的模塊化塊因妇。隨著我們的程序變得越來越大，函數(shù)使其變得更有組織性和可管理性猿诸。

此外婚被，它避免了重復(fù)，并使代碼可重用梳虽。

其語法為：

def function_name(parameters):
    """docstring"""
    statement(s)

上面是一個函數(shù)的定義址芯，函數(shù)包括以下部分：

關(guān)鍵字def標(biāo)記函數(shù)頭的開始。
一個用于唯一標(biāo)識它的函數(shù)名稱窜觉。與標(biāo)識符一樣谷炸，函數(shù)的命名也遵循相同的規(guī)則，Python初級教程(02): 關(guān)鍵字和標(biāo)識符禀挫。
參數(shù)(parameters/arguments)旬陡，我們通過這些參數(shù)將值傳遞給函數(shù)。函數(shù)也可以沒有參數(shù)语婴。
用冒號:標(biāo)記函數(shù)頭的結(jié)尾描孟。
可選的文檔字符串Docstring，用于描述函數(shù)的功能砰左，可參考Python初級教程(03): 語句匿醒、縮進(jìn)和注釋最后的內(nèi)容。
組成函數(shù)體的一個或多個python語句缠导。語句必須具有相同的縮進(jìn)級別（通常為4個空格）廉羔。
可選的return語句，用于從函數(shù)中返回一個值酬核。

來看個例子：

def greet(name):
    """This function greets to
    the person passed in as
    parameter"""
    print("Hello, " + name + ". Good morning!")

如何在Python中調(diào)用函數(shù)?

定義好函數(shù)后蜜另，我們就可以從程序、或另一個函數(shù)嫡意，甚至直接在Python提示符下調(diào)用它举瑰。要調(diào)用函數(shù)，我們只需鍵入帶有適當(dāng)參數(shù)的函數(shù)名稱即可蔬螟。比如

>>> greet('Paul')
Hello, Paul. Good morning!

調(diào)用函數(shù)的流程示意圖為：

2. 文檔字符串(Docstring)

函數(shù)頭之后的第一個字符串稱為Docstring此迅，是文檔字符串的縮寫。它用于簡要說明函數(shù)的功能。

盡管是可選的耸序，但文檔是一種良好的編程習(xí)慣忍些。除非您的記憶超好，否則請務(wù)必為您的函數(shù)添加適當(dāng)文檔來說明它的功能坎怪。

在上面的示例中罢坝，我們在函數(shù)標(biāo)頭的正下方有一個文檔字符串。我們通常使用三引號搅窿，以便文檔字符串可以擴(kuò)展到多行嘁酿。該字符串可作為函數(shù)的__doc__屬性來使用。

看個例子：

>>> print(greet.__doc__)
This function greets to
    the person passed into the
    name parameter

3. return 語句

return語句用于退出函數(shù)并返回到調(diào)用它的位置男应。

它的語法為：

return [expression_list]

該語句可以包含表達(dá)式闹司，表達(dá)式會被求值，并將該值作為返回值沐飘。如果語句中沒有表達(dá)式或函數(shù)內(nèi)部不存在return語句游桩，則該函數(shù)將返回None對象。比如：

>>> print(greet("May"))
Hello, May. Good morning!
None

在這里耐朴，None是函數(shù)的返回值借卧。

再看個返回值不是None的例子：

def absolute_value(num):
    """This function returns the absolute
    value of the entered number"""

    if num >= 0:
        return num
    else:
        return -num

# Output: 2
print(absolute_value(2))

# Output: 4
print(absolute_value(-4))

上面代碼的運行結(jié)果為：

2
4

4. 變量的作用域和生存期

變量作用域是指我們能夠在多大范圍訪問到變量。在函數(shù)內(nèi)部定義的參數(shù)和變量在外部是不可見的隔箍。因此谓娃，它們具有局部作用域脚乡。

變量的生存期是指變量在內(nèi)存中存在的時間蜒滩。函數(shù)中變量的生存期與函數(shù)執(zhí)行的時間一樣長，一旦從函數(shù)返回奶稠，它們就被銷毀了俯艰。

下面是一個說明函數(shù)中變量的作用域的例子：

def my_func():
    x = 10
    print("Value inside function:", x)

x = 20
my_func()
print("Value outside function:", x)

輸出為：

Value inside function: 10
Value outside function: 20

這里，我們可以看到x的初始值為20锌订。即使my_func()函數(shù)將x的值更改為10竹握，它也不會影響函數(shù)之外的x值。

這是因為函數(shù)內(nèi)部的變量x與外部的變量x是不同辆飘。雖然它們有相同的名稱啦辐，但它們是兩個不同的變量，具有不同的作用域蜈项。

另一方面芹关，函數(shù)外部的變量對于函數(shù)內(nèi)部是可見的。外部變量具有全局域紧卒。

我們可以從函數(shù)內(nèi)部讀取這些值侥衬，但不能更改它們。為了能修改函數(shù)外部變量的值，必須使用關(guān)鍵字global將它們聲明為全局變量轴总。

來看幾個例子：

函數(shù)內(nèi)部可以訪問外部變量：

## variables outside of the function are visible from inside
def my_func():
    print("Value inside function:", x)

x = 20
my_func()
print("Value outside function:", x)

輸出為：

Value inside function: 20
Value outside function: 20

函數(shù)內(nèi)部不能更改外部變量：

## We can read these values from inside the function, but cannot change them
def my_func():
    x = x + 10
    print("Value inside function:", x)

x = 20
my_func()
print("Value outside function:", x)

輸出為：

Traceback (most recent call last):
  File "<ipython-input-4-ba393f2e5c59>", line 7, in <module>
    my_func()
  File "<ipython-input-4-ba393f2e5c59>", line 3, in my_func
    x = x + 10
UnboundLocalError: local variable 'x' referenced before assignment

將函數(shù)內(nèi)部變量設(shè)置為global后直颅，函數(shù)內(nèi)部可以更改外部變量：

## to modify the value of variables outside the function using the keyword global
def my_func():
    global x
    x = x + 10
    print("Value inside function:", x)

x = 20
my_func()
print("Value outside function:", x)

輸出為：

Value inside function: 30
Value outside function: 30

5. 函數(shù)的類型

基本上，我們可以將函數(shù)分為以下兩種類型：

內(nèi)置函數(shù)：內(nèi)置于Python中的函數(shù)
用戶自定義的函數(shù)：由用戶自己定義的函數(shù)

今天的內(nèi)容就講到這怀樟。

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