Python3.5基础——函数的定义与使

1、函数学习框架

2、函数的定义与格式

（1）定义

（2）函数调用

注：函数名称不能以数字开头，建议函数名称的开头用小写的字母

（3）函数有四种格式，分别是：无参数无返回值，有参数无返回值、无参数有返回值、有参数有返回值

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:ZhengzhengLiu

# 无参数无返回值
def hello():
    # 函数体/方法体
    print("hello world")


hello()


# 有参数无返回值
def add(x, y):
    print(x + y)


add(10, 20)


# 无参数有返回值
def sleep():
    return "sleep"


s = sleep()
print(s)


# print(sleep())       等价于上面两句

# 有参数有返回值
def sub(x, y):
    return x * y


res = sub(12, 6)
print(res)

#运行结果
hello world
30
sleep
72

3、函数的参数

注：定义再函数体内的参数是形参，调用时传入的参数是实参。

函数参数包括：位置参数、关键字参数和不定个数参数

（1）位置参数、关键字参数

示例代码：

#位置参数
def test(x,y,z):
    print(x,y,z)

test(1,2,3)

#关键字参数
def test1(x,y,z=10):
    print(x,y,z)

test1(1,2,3)
test1(1,2)      #关键字参数，z采用默认的参数值
test1(x=2,z=3,y=1)   #调用时的关键字参数
#运行结果：
1 2 3
1 2 3
1 2 10
2 1 3

（2）默认参数

注：带有默认值参数的形参必须放在参数的最后面的位置。

（3）不定个数参数，用*args   和    **kwarg

总结：

（1）定义时  *的作用  将位置实参装配成元组

定义时  **的作用  将关键字实参装配成字典

（2）调用时  *作用  将元组或列表打散成位置参数进行参数传递

调用时  **作用  将字典打散成关键字参数进行参数传递

#不定个数参数

def test2(x,y,z,*args):
    print(x,y,z,args)

#定义时  *的作用  将位置实参装配成元组
test2(1,2,3,4,6,7,8,9)


def test3(x,y,z,**kwargs):
    print(x,y,z,kwargs)

#定义时  **的作用  将关键字实参装配成字典
test3(1,2,3,a=6,b=19,c=8)

def ts(x,*args,**kwargs):
    print(x,args,kwargs)

ts(1,2,3,a=6,b=19,c=8)

def test4(x,y,z):
    print(x,y,z)

x = [1,2,3]
y = {"x":1,"y":"hello","z":"你好"}

test4(*x)       #调用时  *作用  将元组或列表打散成位置参数进行参数传递
test4(**y)      #调用时  **作用  将字典打散成关键字参数进行参数传递

#运行结果：
1 2 3 (4, 6, 7, 8, 9)
1 2 3 {'b': 19, 'a': 6, 'c': 8}
1 (2, 3) {'b': 19, 'a': 6, 'c': 8}
1 2 3
1 hello 你好

4、函数的传值：基本类型传值调用、非基本类型参数传递调用（强引用与弱引用）

#!/usr/bin/env Python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:ZhengzhengLiu

#基本类型传值调用
def test(x):
    print(x)

test(10)

#非基本类型参数传递调用
li = [1,2,3,4]
print(id(li))    #打印传递前的地址

def test1(x):
    print(id(x))
    x[0] = 2   #修改第一个参数为2
    print(x)

test1(li)    #强引用（传址调用，列表里面的内容会进行修改）
#test1(list(li))   #弱引用（用list可以消除强引用，不能修改列表里的元素）

for i in li:
    print(i)

#运行结果：（强引用传址调用）
10
17741864
17741864
[2, 2, 3, 4]
2
2
3
4

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:ZhengzhengLiu

#基本类型传值调用
def test(x):
    print(x)

test(10)

#非基本类型参数传递调用
li = [1,2,3,4]
print(id(li))    #打印传递前的地址

def test1(x):
    print(id(x))
    x[0] = 2   #修改第一个参数为2
    print(x)

#test1(li)    #强引用（传址调用，列表里面的内容会进行修改）
test1(list(li))   #弱引用（用list可以消除强引用，传值调用，不能修改列表里的元素）

for i in li:
    print(i)

#运行结果：（弱引用，传值调用）
10
18501544
18613272
[2, 2, 3, 4]
1
2
3
4

#不可变对象——传递对象的值，修改值修改的是另一个复制对象，不影响原来对象本身
def getNum(a):
    a = 10
    print("函数内变量a的值：",a)

a = 8
getNum(a)
print("函数外变量a的值：",a)

#可变对象——传递对象本身，函数内部修改值会影响对象本身
list01 = [0,1,2,3]

def getNum1(num):
    num.append(4)
    print(num)
    print(id(num))

getNum1(list01)
print(list01)
print(id(list01))

#运行结果：
函数内变量a的值： 10
函数外变量a的值： 8
[0, 1, 2, 3, 4]
5908280
[0, 1, 2, 3, 4]
5908280

5、函数的返回值

示例代码：

#多个返回值
def re(a,b):
    a *= 10
    b *= 10
    return a,b

num = re(1,2)
print(type(num))        #如果返回多个值，并且存在一个变量中，会以元组的形式保存
print(num)

#分别获取多个返回值
re1,re2 = re(3,4)
print(type(re1))
print(re1,re2)

#运行结果：
<class 'tuple'>
(10, 20)
<class 'int'>
30 40

简单实例练习：

def operation(a,b,opt):
    if opt == "+":
        return a+b
    elif opt == "-":
        return a-b
    elif opt =="*":
        return a*b
    elif opt =="/":
        return a/b
    else:
        return "输入有误"

num1 = int(input("请输入第一个字符："))
num2 = int(input("请输入第二个字符："))
op = input("请输入运算符：")
result = operation(num1,num2,op)
print(result)

#运行结果：
请输入第一个字符：1
请输入第二个字符：2
请输入运算符：+
3

6、变量的作用域：全局变量与局部变量

在函数的内部，不能识别全局变量，想要在函数内部使用全局变量，需要关键字global，但不建议这样使用，使用global具有污染性。

（1）局部变量

（2）全局变量

（3）当全局变量与局部变量同名时，优先使用局部变量

#全局变量与局部变量同名
a = 10      #全局变量
print("全局变量a:%d"%a)

def test01():
    a = 20
    print("test01中的a:%d"%a)

def test02():
    print("test02中的a:%d"%a)

test01()
test02()

#运行结果：
全局变量a:10
test01中的a:20
test02中的a:10

（4）修改全局变量

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:ZhengzhengLiu

i = 20

def test():
    #i += 10        #函数内部直接修改全局的值（错误）
    global i       #函数内部修改全局的值用global关键字
    i += 10
    print(i)        #获取全局变量的值

test()
#运行结果：
30

注：上边代码中，函数内修改不可变类型的全局变量，需要通过global关键字

总结：对不可变类型变量重新赋值，实际上是重新创建一个不可变类型对象，并将原来的变量指向新创建的对象。

如果没有其他变量引用原有对象的话（即：引用计数为0），原有对象就会被回收。

（5）可变类型的全局变量：函数内修改可变类型的全局变量，可以不使用global关键字

#函数内修改可变类型的全局变量——直接修改，无需使用global关键字
a = [100,200,300]
print("可变类型全局变量a：",a)
print("可变类型全局变量a的地址：%d" %id(a))

def test01():
    a.append(400)        
    print("test01函数内修改可变类型全局变量a:",a)
    print("test01函数内修改可变类型全局变量后a的地址：%d" %id(a))


def test02():
    print("test02函数内使用可变类型全局变量a:",a)
    print("test02函数内使用可变类型全局变量a的地址：%d" %id(a))

test01()
test02()

#运行结果：
可变类型全局变量a： [100, 200, 300]
可变类型全局变量a的地址：18241896
test01函数内修改可变类型全局变量a: [100, 200, 300, 400]
test01函数内修改可变类型全局变量后a的地址：18241896
test02函数内使用可变类型全局变量a: [100, 200, 300, 400]
test02函数内使用可变类型全局变量a的地址：18241896

7、匿名函数

示例代码：

#匿名函数——lambda
#语法：lambda arg1[,arg2...]:表达式    默认return

num = lambda a,b:a+b
print(num(1,2))

#运行结果：
3

简单应用（一）：

#四则运算——利用lambda表达式
def operation(a,b,opt):
    re = opt(a,b)
    return re


num1 = int(input("请输入第一个字符："))
num2 = int(input("请输入第二个字符："))
result = operation(num1,num2,lambda a,b:a+b)
print(result)

#运行结果：
请输入第一个字符：2
请输入第二个字符：3
5

简单应用（二）：

#列表中的字典元素进行排序——lambda表达式

students = [
    {"name":"Joe","age":"18"},
    {"name":"Tom","age":"20"},
    {"name":"Susan","age":"16"}
]

students.sort(key=lambda x:x["name"])       #对字典按照关键字name排序
print(students)

#运行结果：
[{'age': '18', 'name': 'Joe'}, {'age': '16', 'name': 'Susan'}, {'age': '20', 'name': 'Tom'}]

8、递归函数

代码示例：

#函数的嵌套
def test1():
    print("in test1...")

def test2():
    test1()
    print("in test2...")

def test3():
    test2()
    print("in test3...")

test3()

#运行结果：
in test1...
in test2...
in test3...

#递归函数

def func(n):
    print("进入第%d层梦"%n)
    if n ==3:
        print("进入潜意识区")
    else:
        func(n+1)
    print("从第%d层梦中醒来"%n)

func(1)

#运行结果：
进入第1层梦
进入第2层梦
进入第3层梦
进入潜意识区
从第3层梦中醒来
从第2层梦中醒来
从第1层梦中醒来

应用：求阶乘

#阶乘——利用while

i = 1
num = 1
while i <= 4:
    num = num*i
    i+=1

print(num)

#阶乘——利用递归

def func01(n):
    if n ==1:
        return 1
    return n*func01(n-1)

print(func01(4))

#运行结果：
24
24

利用递归实现阶乘的原理过程：

9、常用内置函数

示例代码：

#abs()——绝对值函数
num = -1
print(abs(num))

#sorted()——排序函数
list01 = [1,4,2,7,9,3]
print(sorted(list01))       #由小到大排序
print(sorted(list01,reverse=True))      #由大到小排序

#sum()——求和
print(sum(list01))

#round()——四舍五入，获取指定位数的小数
print(round(3.1415926,2))

#pow()——乘方数（幂）
print(pow(2,3))

#isinstance——类型判断
num1 = 5
print(isinstance(num1,int))

#eval()——执行表达式或字符串作为运算
print(eval("1+3"))

#exec()——执行Python语句
exec('print("Hello")')

#运行结果：
1
[1, 2, 3, 4, 7, 9]
[9, 7, 4, 3, 2, 1]
26
3.14
8
True
4
Hello

10、高阶函数

示例代码：

#常用高阶函数

#map()
num1 = map(lambda x:x*2,[1,2,3,4,5])
print(num1)
for i in num1:      #遍历map对象的内容
    print(i,end=" ")

print()

#filter()
num2 = filter(lambda x:x%2 == 1,[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10])
print(num2)
for j in num2:      #遍历filter对象的内容
    print(j,end=" ")

print()

#reduce()
from functools import reduce
print(reduce(lambda x,y:x+y,[1,2,3,4],10))  #10是起始值

#运行结果：
<map object at 0x0059F730>
2 4 6 8 10 
<filter object at 0x0059F890>
1 3 5 7 9 
20

name = ["joe","jack","TOM","suSAN"]
age = [17,18,20,15]
sex = ["M","M","M","F"]

#案例一——格式化英文名。首字母大写，其他小写
names = map(lambda t:t[0:1].upper()+t[1:].lower(),name)
for stu_name in names:
    print(stu_name,end=" ")

print()

#案例二——将三个序列结合到一起，形成一个集合
newStu = map(lambda n,a,s:(n,a,s),name,age,sex)
student = []
for tup in newStu:
    student.append(tup)

print(student)

#案例三——过滤性别为男的用户
males = filter(lambda x:x[2] == "M",student)
man = []
for m in males:
    man.append(m)

print(man)

#案例四——求性别为男的用户的平均年龄
from functools import reduce
man_count = len(man)
total_age = reduce(lambda x,y:x+y[1],man,0)
print("总年龄：",total_age)
print("平均年龄：%.2f" %(total_age/man_count))

#运行结果：
Joe Jack Tom Susan 
[('joe', 17, 'M'), ('jack', 18, 'M'), ('TOM', 20, 'M'), ('suSAN', 15, 'F')]
[('joe', 17, 'M'), ('jack', 18, 'M'), ('TOM', 20, 'M')]
总年龄： 55
平均年龄：18.33

11、约瑟夫环

（1）一群人围在一起坐成环状（如：N）

（2）从某个编号开始报数（如：K）

（3）数到某数（如：M）的时候，此人出列，下一个人重新报数

（4）一直循环，直到所有人出列，约瑟夫环结束

约瑟夫环实现代码：

#约瑟夫环问题
# n=9(总人数)  m = 3(报数) k：索引
#k = (k+(m-1))%len(list)

def func(n,m):
    #生成一个列表
    people = list(range(1,n+1))
    k = 0       #定义开始的索引

    #开始循环报数
    while len(people) > 2:
        k = (k+(m-1))%len(people)
        print("kill:",people[k])
        del(people[k])
        print(k)
    return people

print(func(9,3))

#运行结果：
kill: 3
2
kill: 6
4
kill: 9
6
kill: 4
2
kill: 8
4
kill: 5
2
kill: 2
1
[1, 7]

12、函数重载

在Python中，没有函数重载，若非要使用函数重载，则后边的同名函数会覆盖掉前面的函数。

#函数重载
def test(x):
    print(x)

def test(x,y):
    print(x+y)

#test(1)  #出错
test(1,2)   #覆盖test(x)

#运行结果：
3

13、函数的嵌套和闭包

（1）函数嵌套：在函数内部再定义新的函数

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:ZhengzhengLiu

#函数嵌套
def test():
    def test1():
        def test2():
            print("hello")
        return test2
    return test1


res = test()      #test函数返回值res是一个函数，等价于res ==> test1
re = res()       #res() ==>test1()  ,test1函数返回值re是一个函数,re==>test2
re()            #re() ==> test2()

#运行结果：
hello

（2）闭包：内部函数可以取到外部函数的局部变量

#闭包:内部函数可以取到外部函数的局部变量
def test(x):
    def test1(y):
        def test2(z):
            print(x+y+z)
        return test2
    return test1

res = test(10)
re = res(20)
re(30)

#运行结果：
6

14、装饰器

（1）形象举例：照片与相框

照片：被装饰的对象，相框：装饰对象。

装饰作用：动态扩展装饰，即：不会改变被装饰的对象（照片）的内容，只是动态改变装饰的对象（相框）。

（2）装饰器修饰无参数的函数

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:ZhengzhengLiu

#装饰器——日志管理
def log(func):              #log(func)==> func = delete（delete函数作为实参传入到func）
    def warp():
        print("logger strating...")
        func()          #运行delete
        print("logger ending...")

    return warp

@log   #用log来装饰delete，等价于delete = log(delete) = warp
def delete():
    print("deleting...")

delete()            #执行warp

#运行结果：
logger strating...
deleting...
logger ending...

（3）装饰器修饰有参数和返回值的函数

#装饰器修饰有参数、有返回值的函数
def log(func):              #log(func)==> func = delete（delete函数作为实参传入到func）
    def warp(*args,**kwargs):
        print("logger strating...")
        res = func(*args,**kwargs)          #运行delete
        print(res)
        print("logger ending...")

    return warp

@log   #用log来装饰delete，等价于delete = log(delete) = warp
def delete(name,age):
    print("deleting...")
    print(name,age)
    return "delete success"

delete("liu",20)            #执行warp

#运行结果：
logger strating...
deleting...
liu 20
delete success
logger ending...

（4）装饰器自身带有参数

#装饰器带有参数
def log(i):
    def warp1(func):
        def warp2(*args,**kwargs):
            print("logger strating...")
            if i>0:
                print("logging success...")
                func(*args, **kwargs)
            else:
                print("logging failed...")

            print("logger ending...")

        return warp2
    return warp1

@log(1)
def delete():
    print("deleting...")

delete()

#运行结果：
logger strating...
logging success...
deleting...
logger ending...

#装饰器带有参数
def log(i):
    def warp1(func):
        def warp2(*args,**kwargs):
            print("logger strating...")
            if i>0:
                print("logging success...")
                func(*args, **kwargs)
            else:
                print("logging failed...")

            print("logger ending...")

        return warp2
    return warp1

@log(-1)
def delete():
    print("deleting...")

delete()

#logger strating...
logging failed...
logger ending...

15、迭代器

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:ZhengzhengLiu

#迭代器——笛卡尔积

import itertools

x = range(1,6)
coml = itertools.combinations(x,3)   #排列
coml2 = itertools.permutations(x,4)  #组合

y = ["a","b","c"]

coml3 = itertools.product(x,y)  #笛卡尔积

coml4 = itertools.chain(coml,coml2,coml3)
for h in coml4:
    print(h)

运行结果：

(1, 2, 3)
(1, 2, 4)
(1, 3, 4)
(2, 3, 4)
(1, 2, 3, 4)
(1, 2, 4, 3)
(1, 3, 2, 4)
(1, 3, 4, 2)
(1, 4, 2, 3)
(1, 4, 3, 2)
(2, 1, 3, 4)
(2, 1, 4, 3)
(2, 3, 1, 4)
(2, 3, 4, 1)
(2, 4, 1, 3)
(2, 4, 3, 1)
(3, 1, 2, 4)
(3, 1, 4, 2)
(3, 2, 1, 4)
(3, 2, 4, 1)
(3, 4, 1, 2)
(3, 4, 2, 1)
(4, 1, 2, 3)
(4, 1, 3, 2)
(4, 2, 1, 3)
(4, 2, 3, 1)
(4, 3, 1, 2)
(4, 3, 2, 1)
(1, 'a')
(1, 'b')
(1, 'c')
(2, 'a')
(2, 'b')
(2, 'c')
(3, 'a')
(3, 'b')
(3, 'c')
(4, 'a')
(4, 'b')
(4, 'c')