- 1. 函数介绍
- 1.1. 为什么要使用函数
- 1.2. Python 中的函数
- 2. 函数的基本使用
- 3. 函数的参数
- 3.1. 参数的缺省值
- 3.2. 可变参数
- 3.2.1. 可变位置传参
- 3.2.2. 可变关键字传参
- 3.2.3. 可变参数混合使用
- 3.2.4. 可变参数小结
- 3.3. keyword-only 参数 *
- 4.1. 参数解构
- 5. 函数的返回值
1. 函数介绍
函数 在编程语言中就是完成特定功能的一个词句组 (代码块)，这组语句可以作为一个单位使用，并且给它取一个名字。可以通过函数名在程序的不同地方多次执行（这叫 函数的调用）。函数在编程语言中有基本分为：预定义函数，自定义函数。预定义函数可以直接使用，而自定义函数顾名思义需要我们自己定义函数。
在数学中的定义，这里就不介绍了。请参考 函数（数学函数）_百度百科
1.1. 为什么要使用函数
在编程中使用函数主要有两个优点：
- 降低编程难度：通常将一个复杂的大问题分解成一系列的小问题，然后将小问题划分成更小的问题，当问题细化为足够简单时，我们就可以分而治之，各个小问题解决了，大问题就迎刃而解了。
- 代码重用：避免重复劳作，提供效率
- 代码更加简洁美观，可读性增加
1.2. Python 中的函数
在 Python 中，函数由 若干语句组成的代码块、函数名称、参数列表 构成，它是组织代码的最小单元，使用函数可以完成一定的功能，在 Python 中函数主要分为三类：内置函数、第三方函数库、自定义函数。常用的内置函数在前面已经介绍，第三方函数库需要先引入模块，通过模块调用，在模块学习中进行介绍，这里主要说的是如何自定义一个函数。
2. 函数的基本使用
在 Python 中，定义一个函数要使用 def 语句，依次写出 函数名、括号、括号中的参数和冒号:，然后，在缩进块中编写函数体，函数的返回值用 return 语句 返回。下面是一个函数的基本结构：
def 函数名(参数列表):
函数体(代码块)
[return 返回值] # 函数可以无返回值
注意：
-
函数名就是标识符，命名要求一样 -
语句块必须缩进，约定4 个空格 - Python 的函数可以没有 return 语句，会隐式地返回一个 None
- 定义中的参数列表称为
形式参数，只是一种符号表达式（标识符），简称形参
我们以自定义一个求绝对值的函数为例：
In : def abs(x):
...: if x >= 0:
...: return x
...: else:
...: return -x
...:
In : abs(-10)
Out: 10
In : abs
Out:
In : print(abs)
上面只是一个函数的定义，具体来看一下各个部分的解释:
- 函数名字叫做 abs，接受 1 个形式参数 x。
- return x: 表示要返回的值是 x，函数可以无返回值。
- 函数是一个
可调用对象，函数名加括号就表示调用。 - 和变量的使用方式相同，在使用函数时，需要预先进行定义。
- 直接打印函数名，不会触发函数的执行，反而会打印函数的内存地址。
我们自定义的函数 abs, 由于与内置函数重名，那么将会覆盖掉内置函数，所以请谨慎命名。
函数体内部的语句在执行时，一旦执行到 return 时，函数就执行完毕，并将结果返回。因此，函数内部通过条件判断和循环可以实现非常复杂的逻辑。如果没有 return 语句，函数执行完毕后会隐式地返回 None。如果我们确实要 return None 可以简写为 return，或者不写 return 语句 (会让人看不懂，建议只写 return)。
调用函数，那么只需要使用函数名加括号，就能执行，但如果函数定义了参数，那么必须在执行的时候传递参数给函数，否则会报异常！关于调用我们还需要了解：
- 函数定义，只是声明了一个函数，它不会被执行，调用时才会执行
- 调用方式就是函数名后加上小括号，如果有必要需要在括号内写上参数
- 调用时写的参数是实际参数，是实实在在传入的值，简称实参
函数是可调用对象，可以使用 callable() 进行判断
In : def abs(x):
...: if x >= 0:
...: return x
...: else:
...: return -x
# 函数是可调用的，注意这里不能对函数加括号，那么 callable 判断的就是函数的返回值是否可以执行了
In : callable(abs)
Out: True
# 字符串是不可调用的
In : a = '123'
In : callable(a)
Out: False
3. 函数的参数
定义函数的时候，括号中指定的就是函数的参数 (形式参数)，当我们调用函数时，需要将数据进行传递，这种传递参数的方式就叫做传参，严格来说函数只可以使用两种方式：位置传参 和 关键字传参。
-
位置传参：按照参数定义顺序传入实参，位置参数是按位置对应的 -
关键字传参：使用形参的名字来传入实参的方式，如果使用了形参的名字，那么传入参数的顺序就可以和定义的顺序不同 - 当
位置传参和关键字传参混用时，位置参数必须在关键字参数之前传入。
# 定义函数 function:
In : def function(x, y):
...: result = x + y
...: return result
...:
# 位置传参: # 1 对应 x，2 对应 y。
In : function(1, 2)
Out: 3
# 关键字传参: 使用关键字时，参数可以不用按照位置顺序。
In : function(y=1, x=2)
Out: 3
# 混合传参: 混用时，关键字参数必须要再位置参数右边
In : function(1, y = 3)
Out: 4
3.1. 参数的缺省值
在定义形式参数时，为参数指定对应的值，就叫做参数的缺省值，当定义了参数的缺省值以后，我们传参时可以选择传递该参数的值，也可以选择不传递，当 不传递 此参数的值时，该参数就使用指定的 缺省值，否则 将会使用 传递的值。
参数缺省值也属于位置参数，只不过是给位置参数定义了默认值。
In : def function(x = 10, y = 20):
...: return x + y
...:
# 2 会以位置参数的形式传递给 x，y 没有传递，会使用缺省值
In : function(2)
Out: 22
# x 没有传递，会使用缺省值
In : function(y=100)
Out: 110
# y 没有传递，会使用缺省值
In : function(x=100)
Out: 120
# 20 以位置参数的形式传递给 x，500 以关键字参数的形式传递给了 y
In : function(20, y=500)
Out: 520
当定义参数的缺省值时，注意
缺省值参数必须要放在位置参数的右边
# 必须把 x=1，放在 y 的右边，否则无法完成函数定义
In : def functions(x=1, y):
...: print(x+y)
File "", line 1
def functions(x=1, y):
^
SyntaxError: non-default argument follows default argument
使用缺省值参数的好处是：
- 参数的缺省值可以在未传入足够的实参的时候，对没有给定的参数赋值为缺省值。
- 参数非常多的时候，并不需要用户每次都输入所有的参数，简化函数调用。
3.2. 可变参数
可变参数顾名思义表示参数的数量是可变的，并且可以使用一个形参匹配任意个实参。针对传递参数方式的不同又分为 可变位置传参 和 可变关键字传参。
3.2.1. 可变位置传参
在形参前使用 * 号，表示该形参是可变参数，可以接受多个实参，在函数内部，可变参数会封装成元组 (即便是没有传递)
In : def function(*nums):
...: print(nums)
...:
In : function(1,2,3,4) # 多个参数会被 nums 收集
(1, 2, 3, 4)
In : function([1,2,3,4]) # 会把 list 收集成元组内的一个元素
([1, 2, 3, 4],)
在函数定义时，一般的规范是使用
*args, 表示收集多个位置传参。
3.2.2. 可变关键字传参
在形参前使用 ** 号，表示该形参是可变关键字参数，可以接受多个关键字参数，在函数内部，可变关键字参数会封装成字典 (即便是没有传递)
In : def function(**kwargs):
...: print(kwargs)
...:
In : function(a=1,b=2)
{'a': 1, 'b': 2}
# 参数的缺省值和位置参数同时使用
In : def function(x=1, y=2, **kwargs):
...: print('x = {}'.format(x))
...: print('y = {}'.format(y))
...: print(kwargs)
...:
# 参数没有 a，b 形参，则被 kwargs 接收
In : function(a=10, b=20)
x = 1
y = 2
{'a': 10, 'b': 20}
# z 没有被匹配，被 kwargs 接收
In : function(x=100,y=200,z=300)
x = 100
y = 200
{'z': 300}
# 前面的按照位置参数赋值，z 同样被字典 kwargs 收集
In : function(1000,2000,z=300)
x = 1000
y = 2000
{'z': 300}
3.2.3. 可变参数混合使用
前面说的各种参数是可以混合使用的，当混合使用时遵循一定的顺序，简单总结一下，按照从左至右的顺序来说：位置参数，缺省值参数，可变位置参数，可变关键字参数：
def function(位置参数，缺省值参数，可变位置参数，可变关键字参数):
无论如何，顺序不能颠倒。
# x,y,z 都为位置参数，z 的缺省值为 1，*args 收集额外的位置传参，**kwargs 收集额外的关键字传参
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. 可变参数小结
针对可变参数以及不同的混用方式可以有如下结论：
- 分为
可变位置参数和可变关键字参数 -
可变位置参数在形参前使用一个星号 * -
可变关键字参数在形参前使用两个星号 ** -
可变位置参数和可变关键字参数都可以收集若干个实参，可变位置参数收集形成一个tuple，可变关键字参数收集形成一个dict - 混合使用参数的时候，在定义阶段要遵循如下顺序：
位置参数，缺省值参数，可变位置参数，可变关键字参数
当位置传参和关键字传参同时使用时，针对同一个形参不可以重复赋值！，这一点使用的时候很重要。
3.3. keyword-only 参数 *
Python3 的函数参数中，新增了 keyword-only 参数，什么叫 keyword-only 参数？ 当在一个星号参数 (可变位置参数) 后，出现的普通参数，我们称它为 keyword-only 参数，因为多余的位置参数都会被 *args 收集，只能通过 keyword 的方式对这些形参进行赋值，所以它们只能使用 关键字传参。
# x,y 是 keyword-only 参数，其中 y 存在缺省值，可以不用传递，x 必须使用关键字的方式进行传递
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)
in
----> 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)
in
----> 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
这里 * 表示不接受位置传参，只能使用关键字对参数进行赋值
注意： 使用了 keyword-only 参数，那么在定义形参时的顺序就有所改变了，它们是：位置参数，缺省值参数，可变位置参数，keyword-only 参数，可变关键字参数
4.1. 参数解构
前面我们说过 Python 的封装与结构，这里的参数也可以利用这种思想进行解构，现有如下函数：
In : def add(x=1, y=2):
...: print(x+y)
...:
# 将元组的元素 1 和元素 2 分别传给 x，y
In : t = (10,20)
In : add(t[0], t[1])
30
# 非字典类型使用 * 解构成位置参数
In : add(*t)
30
# 字典型使用 ** 解构成关键字参数
In : d = {'x':100, 'y':200}
In : add(**d)
300
- 将 t 在传递参数时解构为
10，20，作为位置传参传递给 add 函数 - 将 d 在传递参数时解构为
x=100,y=200，作为关键字传参传递给函数 - 这种方法在后面函数的调用过程中非常常用
现在再来回头看一下，什么时参数解构？
- 给函数提供实参的时候，可以在集合类型前使用
*或者**，把集合类型的结构解开，提取出其中所有元素作为函数的实参 - 非字典类型使用
* 解构成位置参数 - 字典型使用
** 解构成关键字参数 - 提取出来的元素数目要和参数的要求匹配，也要和参数的类型匹配，否则请使用
*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. 函数的返回值
我们通常编写函数除了代码可以复用，更多的时候需要的是知道函数的运算结果，函数把运算的结果返回给我们，这个结果就叫作做函数的返回值。使用 return 关键字进行返回。
# 返回 1 个数据
In : def add(x,y):
...: result = x + y
...: return result
...:
In : a = add(10,20)
In : print(a)
30
# 返回多个数据
In : def add(x,y):
...: result = x + y
...: test = x * y
...: return result,test
...:
In : a = add(10,20)
In : print(a)
(30, 200)
# 多个 return 语句
In : def bigger(x,y):
...: if y > x:
...: return y
...: else:
...: return x
...:
In : a = bigger(10,20)
In : print(a)
20
总结：
- Python 函数使用
return语句返回 "返回值" - 所有函数都有返回值，如果没有
return语句，隐式调用return None -
return语句并不一定是函数的语句块的最后一条语句 - 一个函数可以存在多个
return语句，但是只有一条可以被执行，如果没有一条return语句被执行，隐式调用return None
5.return None可以简写为 return - 函数执行到
return就会返回，所以return后面的语句永远不会被执行 -
return可以理解为，结束当前函数计算，返回值！
函数永远只能返回一个数据。
- 返回值数量 = 0，即
return(或者不写return语句)，返回的数据为None。 - 返回值数量 = 1，返回 object(一个对象)。
- 返回值数量 > 1，返回 tuple(一个元组)。