函数

函数的定义

还记得 Python 里面“万物皆对象”么？Python 把函数也当成对象，可以从另一个函数中返回出来而去构建高阶函数，比如： 参数是函数、返回值是函数。

我们首先来介绍函数的定义。

函数以def关键词开头，后接函数名和圆括号()。 函数执行的代码以冒号起始，并且缩进。 return [表达式] 结束函数，选择性地返回一个值给调用方。不带表达式的return相当于返回None。

def functionname (parameters): "函数_文档字符串" function_suite return [expression]

函数的调用

【例子】

def printme(str): print(str)

函数文档

def MyFirstFunction(name): "函数定义过程中name是形参" # 因为Ta只是一个形式，表示占据一个参数位置 print('传递进来的{0}叫做实参，因为Ta是具体的参数值！'.format(name))

函数参数

Python 的函数具有非常灵活多样的参数形态，既可以实现简单的调用，又可以传入非常复杂的参数。从简到繁的参数形态如下：

位置参数 (positional argument) 默认参数 (default argument) 可变参数 (variable argument) 关键字参数 (keyword argument) 命名关键字参数 (name keyword argument) 参数组合

位置参数 def functionname(arg1): "函数_文档字符串" function_suite return [expression]

arg1 - 位置参数 ，这些参数在调用函数 (call function) 时位置要固定。 2. 默认参数

def functionname(arg1, arg2=v): "函数_文档字符串" function_suite return [expression]

arg2 = v - 默认参数 = 默认值，调用函数时，默认参数的值如果没有传入，则被认为是默认值。 默认参数一定要放在位置参数 后面，不然程序会报错。 ​Python 允许函数调用时参数的顺序与声明时不一致，因为 Python 解释器能够用参数名匹配参数值。 【例子】

def printinfo(name, age): print('Name:{0},Age:{1}'.format(name, age)) printinfo(age=8, name='小马') # Name:小马,Age:8 Name:小马,Age:8 可变参数

顾名思义，可变参数就是传入的参数个数是可变的，可以是 0, 1, 2 到任意个，是不定长的参数。

def functionname(arg1, arg2=v, *args): “函数_文档字符串” function_suite return [expression]

args - 可变参数，可以是从零个到任意个，自动组装成元组。 加了星号（）的变量名会存放所有未命名的变量参数。 【例子】

def printinfo(arg1, *args): print(arg1) for var in args: print(var) ​ printinfo(10) # 10 printinfo(70, 60, 50) # 70 # 60 # 50 关键字参数 def functionname(arg1, arg2=v, args, *kw): "函数_文档字符串" function_suite return [expression]

**kw - 关键字参数，可以是从零个到任意个，自动组装成字典。 【例子】

def printinfo(arg1, *args, **kwargs): print(arg1) print(args) print(kwargs) ​ ​ printinfo(70, 60, 50) # 70 # (60, 50) # {} printinfo(70, 60, 50, a=1, b=2) # 70 # (60, 50) # {'a': 1, 'b': 2}

「可变参数」和「关键字参数」的同异总结如下： 可变参数允许传入零个到任意个参数，它们在函数调用时自动组装为一个元组 (tuple)。 关键字参数允许传入零个到任意个参数，它们在函数内部自动组装为一个字典 (dict)。 5. 命名关键字参数

def functionname(arg1, arg2=v, args, *, nkw, *kw): "函数_文档字符串" function_suite return [expression]

*, nkw - 命名关键字参数，用户想要输入的关键字参数，定义方式是在nkw 前面加个分隔符 *。 如果要限制关键字参数的名字，就可以用「命名关键字参数」 使用命名关键字参数时，要特别注意不能缺少参数名。

def printinfo(arg1, *, nkw, **kwargs): print(arg1) print(nkw) print(kwargs) ​ ​ printinfo(70, nkw=10, a=1, b=2) # 70 # 10 # {'a': 1, 'b': 2} ​ printinfo(70, 10, a=1, b=2) # TypeError: printinfo() takes 1 positional argument but 2 were given 70 10 {'a': 1, 'b': 2}

–没有写参数名nwk，因此 10 被当成「位置参数」，而原函数只有 1 个位置函数，现在调用了 2 个，因此程序会报错。 6. 参数组合 在 Python 中定义函数，可以用位置参数、默认参数、可变参数、命名关键字参数和关键字参数，这 5 种参数中的 4 个都可以一起使用，但是注意，参数定义的顺序必须是：

位置参数、默认参数、可变参数和关键字参数。 位置参数、默认参数、命名关键字参数和关键字参数。 要注意定义可变参数和关键字参数的语法：

*args 是可变参数，args 接收的是一个 tuple **kw 是关键字参数，kw 接收的是一个 dict 命名关键字参数是为了限制调用者可以传入的参数名，同时可以提供默认值。定义命名关键字参数不要忘了写分隔符 *，否则定义的是位置参数。

警告：虽然可以组合多达 5 种参数，但不要同时使用太多的组合，否则函数很难懂。

函数的返回值

def add(a, b): return a + b print(add(1, 2)) # 3 print(add([1, 2, 3], [4, 5, 6])) # [1, 2, 3, 4, 5, 6] #3 #[1, 2, 3, 4, 5, 6] def back(): return [1, '小马的程序人生', 3.14] print(back()) # [1, '小马的程序人生', 3.14] #[1, '小马的程序人生', 3.14] def printme(str): print(str) temp = printme('hello') # hello print(temp) # None print(type(temp)) # <class 'NoneType'> #hello #None #<class 'NoneType'>

变量作用域

Python 中，程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的，访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的。 定义在函数内部的变量拥有局部作用域，该变量称为局部变量。 定义在函数外部的变量拥有全局作用域，该变量称为全局变量。 局部变量只能在其被声明的函数内部访问，而全局变量可以在整个程序范围内访问。 当内部作用域想修改外部作用域的变量时，就要用到global和nonlocal关键字了。

num = 1 def fun1(): global num # 需要使用 global 关键字声明 print(num) # 1 num = 123 print(num) # 123 fun1() print(num) # 123

内嵌函数

【例子】

def outer(): print('outer函数在这被调用') ​ def inner(): print('inner函数在这被调用') ​ inner() # 该函数只能在outer函数内部被调用 ​ ​ outer() # outer函数在这被调用 # inner函数在这被调用 outer函数在这被调用 inner函数在这被调用

闭包

是函数式编程的一个重要的语法结构，是一种特殊的内嵌函数。 如果在一个内部函数里对外层非全局作用域的变量进行引用，那么内部函数就被认为是闭包。 通过闭包可以访问外层非全局作用域的变量，这个作用域称为 闭包作用域。 【例子】

def funX(x): def funY(y): return x * y ​ return funY ​ ​ i = funX(8) print(type(i)) # <class 'function'> print(i(5)) # 40 <class 'function'> 40

【例子】闭包的返回值通常是函数。

def make_counter(init): counter = [init] ​ def inc(): counter[0] += 1 ​ def dec(): counter[0] -= 1 ​ def get(): return counter[0] ​ def reset(): counter[0] = init ​ return inc, dec, get, reset ​ ​ inc, dec, get, reset = make_counter(0) inc() inc() inc() print(get()) # 3 dec() print(get()) # 2 reset() print(get()) # 0 3 2 0

【例子】 如果要修改闭包作用域中的变量则需要 nonlocal 关键字

def outer(): num = 10 ​ def inner(): nonlocal num # nonlocal关键字声明 num = 100 print(num) ​ inner() print(num) ​ ​ outer() ​ # 100 # 100 100 100 递归

如果一个函数在内部调用自身本身，这个函数就是递归函数。 【例子】n! = 1 x 2 x 3 x … x n

# 利用循环 n = 5 for k in range(1, 5): n = n * k print(n) # 120 ​ # 利用递归 def factorial(n): if n == 1: return 1 return n * factorial(n - 1) ​ ​ print(factorial(5)) # 120 120 120

【例子】斐波那契数列 f(n)=f(n-1)+f(n-2), f(0)=0 f(1)=1

# 利用循环 i = 0 j = 1 lst = list([i, j]) for k in range(2, 11): k = i + j lst.append(k) i = j j = k print(lst) # [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55] ​ # 利用递归 def recur_fibo(n): if n <= 1: return n return recur_fibo(n - 1) + recur_fibo(n - 2) ​ ​ lst = list() for k in range(11): lst.append(recur_fibo(k)) print(lst) # [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55] [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55] [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55]

【例子】设置递归的层数，Python默认递归层数为 100

import sys ​ sys.setrecursionlimit(1000)