函数的定义：

函数是指将一组语句的集合通过一个名字（函数名）封装起来，要想执行这个函数，只需要调用其函数名即可。

函数的特性：

  1. 减少重复的代码

  2. 使程序变得可拓展

  3. 使程序变得容易维护

语法定义：

def sayhi():#函数名
    print("Hello, I'm nobody!")

sayhi() #调用函数
可以带参数
#下面这段代码
a,b = 5,8
c = a**b
print(c)


#改成用函数写
def calc(x,y):
    res = x**y
    return res #返回函数执行结果

c = calc(a,b) ＃结果赋值给c变量
print(c)
参数可以让函数更加灵活，还可以根据调用时传参的不同来决定函数内部的执行流程。

函数参数：

形参变量：

只有在被调用时才会分配内存单元，在调用结束，即刻释放所分配的内存单元。因此，形参只在函数内部有效。函数调用结束返回主调用函数后则不能再使用该形参变量。

实参：

可以是常参、变量、表达式、函数等，无论实参是何种类型的量，在进行函数调用时，他们都必须有确定的值，以便把这些值传送给形参。因此应预先用赋值，输入等办法使参数获得确定值。

例子：

def calc(x, y):      ## x和y为形参
    res = x**y
    return res


a = 2
b = 2
c = calc(a, b)     ##a和b为实参
print(c)

默认参数:

def stu_register(name,age,country,course):
    print("----注册学生信息------")
    print("姓名:",name)
    print("age:",age)
    print("国籍:",country)
    print("课程:",course)


stu_register("王山炮",22,"CN","python_devops")
stu_register("张叫春",21,"CN","linux")
stu_register("刘老根",25,"CN","linux")

发现 country 这个参数 基本都 是"CN", 就像我们在网站上注册用户，像国籍这种信息，你不填写，默认就会是 中国， 
这就是通过默认参数实现的，把country变成默认参数非常简单

    
def stu_register(name,age,course,country='CN'):
    print("----注册学生信息------")
    print("姓名:",name)
    print("age:",age)
    print("国籍:",country)
    print("课程:",course)


stu_register("王山炮",22,"python_devops",country='US')
stu_register("张叫春",21,"linux")
stu_register("刘老根",25,"linux")
这样，这个参数在调用时不指定，那默认就是CN，指定了的话，就用你指定的值。
另外，你可能注意到了，在把country变成默认参数后，我同时把它的位置移到了最后面，为什么呢

关键参数：

正常情况下，给函数传参数要按顺序，不想按顺序就可以用关键参数，只需指定参数名即可(指定了参数名的参数就叫关键参数)，但记住一个要求就是，关键参数必须放在位置参数(以位置顺序确定对应关系的参数)之后
def stu_register(name, age, course='PY' ,country='CN'):
    print("----注册学生信息------")
    print("姓名:", name)
    print("age:", age)
    print("国籍:", country)
    print("课程:", course)


调用可以这样：
stu_register("王山炮",course='PY', age=22,country='JP' )
stu_register('李白', '28', course='Linux', country='US')

非固定参数：

若你的函数在定义时不确定用户想传入多少个参数，就可以使用非固定参数
def stu_register(name,age,*args): # *args 会把多传入的参数变成一个元组形式
    print(name,age,args)

stu_register("Alex",22)
#输出
#Alex 22 () #后面这个()就是args,只是因为没传值,所以为空

stu_register("Jack",32,"CN","Python")
#输出
# Jack 32 ('CN', 'Python')
还可以有一个**kwargs
def stu_register(name,age,*args,**kwargs): # *kwargs 会把多传入的参数变成一个dict形式
    print(name,age,args,kwargs)

stu_register("Alex",22)
#输出
#Alex 22 () {}#后面这个{}就是kwargs,只是因为没传值,所以为空

stu_register("Jack",32,"CN","Python",sex="Male",province="ShanDong")
#输出
# Jack 32 ('CN', 'Python') {'province': 'ShanDong', 'sex': 'Male'}

返回值：

函数外部的代码要想获取函数的执行结果，就可以在函数里用return语句把结果返回
def stu_register(name, age, course='PY' ,country='CN'):
    print("----注册学生信息------")
    print("姓名:", name)
    print("age:", age)
    print("国籍:", country)
    print("课程:", course)
    if age > 22:
        return False
    else:
        return True

registriation_status = stu_register("王山炮",22,course="PY全栈开发",country='JP')

if registriation_status:
    print("注册成功")

else:
    print("too old to be a student.")
注意
函数在执行过程中只要遇到return语句，就会停止执行并返回结果，so 也可以理解为 return 语句代表着函数的结束
如果未在函数中指定return,那这个函数的返回值为None

全局与局部变量：

name = "Alex Li"

def change_name(name):
    print("before change:",name)
    name = "金角大王,一个有Tesla的男人"
    print("after change", name)


change_name(name)

print("在外面看看name改了么?",name)
输出
before change: Alex Li
after change 金角大王,一个有Tesla的男人
在外面看看name改了么? Alex Li
不用传name 值到函数里，也可以在函数里调用外面的变量
name = "Alex Li"


def change_name():
    name = "金角大王,一个有Tesla的男人"
    print("after change", name)


change_name()

print("在外面看看name改了么?", name)
但就是不能改！
在函数中定义的变量称为局部变量，在程序的一开始定义的变量称为全局变量。
全局变量作用域是整个程序，局部变量作用域是定义该变量的函数。
当全局变量与局部变量同名时，在定义局部变量的函数内，局部变量起作用；在其它地方全局变量起作用。

名称空间：

又名name space, 是存放名字与变量值绑定关系的地方

名称空间共3种，分别如下：

  1. locals: 是函数内的名称空间，包括局部变量和形参

  2. globals: 全局变量，函数定义所在模块的名字空间

  3. builtins: 内置模块的名字空间

不同变量的作用域不同就是由这个变量所在的命名空间决定的。

作用域即范围：

  1. 全局范围：全局存活，全局有效

  2. 局部范围：临时存活，局部有效

查看作用域方法 globals(),locals()

作用域：

作用域（scope），程序设计概念，通常来说，一段程序代码中所用到的名字并不总是有效/可用的，而限定这个名字的可用性的代码范围就是这个名字的作用域。

如何在函数里修改全局变量？ name = "Alex Li" def change_name():    global name    name = "Alex 又名 金角大王,路飞学城讲师"    print("after change", name) change_name() print("在外面看看name改了么?", name) global name的作用就是要在函数里声明全局变量name ，意味着最上面的name = "Alex Li"即使不写，程序最后面的print也可以打印name

作用域的查找顺序：

LEGB 代表名字查找顺序: locals -> enclosing function -> globals -> __builtins__

  • locals 是函数内的名字空间，包括局部变量和形参

  • enclosing 外部嵌套函数的名字空间

  • globals 全局变量，函数定义所在模块的名字空间

  • builtins 内置模块的名字空间

嵌套函数：

name = "Alex"

def change_name():
    name = "Alex2"

    def change_name2():
        name = "Alex3"
        print("第3层打印", name)

    change_name2()  # 调用内层函数
    print("第2层打印", name)


change_name()
print("最外层打印", name)
输出
第3层打印 Alex3
第2层打印 Alex2
最外层打印 Alex

匿名函数：

匿名函数就是不需要显式的指定函数名
#这段代码
def calc(x,y):
    return x**y

print(calc(2,5))

#换成匿名函数
calc = lambda x,y:x**y
print(calc(2,5))

匿名函数主要是和其它函数搭配使用的呢，如下：
例一：
res = map(lambda x:x**2,[1,5,7,4,8])
for i in res:
    print(i)
输出：
1
25
49
16
64

或：
res = map(lambda x:x**2,[1,5,7,4,8])
print(list(res))
输出：
[1, 25, 49, 16, 64]

例二：
data1 = [1, 3, 5, 7, 9]
data2 = [2, 4, 6, 8, 10]
f = map(lambda x, y: x*y, data1, data2)
print(list(f))

输出：
[2, 12, 30, 56, 90]

高阶函数：

变量可以指向函数，函数的参数能接收变量，那么一个函数就可以接收另一个函数作为参数，这种函数就称之为高阶函数。
def add(x,y,f):
    return f(x) + f(y)


res = add(3,-6,abs)
print(res)

只需满足以下任意一个条件，即是高阶函数
接受一个或多个函数作为输入
return 返回另外一个函数

递归：

在函数内部，可以调用其他函数。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。
def calc(n):
    print(n)
    if int(n/2) ==0:
        return n
    return calc(int(n/2))

calc(10)
输出
10
5
2
1
来看实现过程，我改了下代码
def calc(n):
    v = int(n/2)
    print(v)
    if v > 0:
        calc(v)
    print(n)

calc(10)
输出
5
2
1
0
1
2
5
10

递归特性:

  1. 必须有一个明确的结束条件

  2. 每次进入更深一层递归时，问题规模相比上次递归都应有所减少

  3. 递归效率不高，递归层次过多会导致栈溢出（在计算机中，函数调用是通过栈（stack）这种数据结构实现的，每当进入一个函数调用，栈就会加一层栈帧，每当函数返回，栈就会减一层栈帧。由于栈的大小不是无限的，所以，递归调用的次数过多，会导致栈溢出）

递归函数实际应用案例，二分查找

data = [1, 3, 6, 7, 9, 12, 14, 16, 17, 18, 20, 21, 22, 23, 30, 32, 33, 35]


def binary_search(dataset,find_num):
    print(dataset)

    if len(dataset) >1:
        mid = int(len(dataset)/2)
        if dataset[mid] == find_num:  #find it
            print("找到数字",dataset[mid])
        elif dataset[mid] > find_num :# 找的数在mid左面
            print("\033[31;1m找的数在mid[%s]左面\033[0m" % dataset[mid])
            return binary_search(dataset[0:mid], find_num)
        else:# 找的数在mid右面
            print("\033[32;1m找的数在mid[%s]右面\033[0m" % dataset[mid])
            return binary_search(dataset[mid+1:],find_num)
    else:
        if dataset[0] == find_num:  #find it
            print("找到数字啦",dataset[0])
        else:
            print("没的分了,要找的数字[%s]不在列表里" % find_num)


binary_search(data,66)