python语法基础学习笔记Task05:函数与Lambda表达式

1、函数

定义函数

• 函数代码块以 def 关键词开头，后接函数标识符名称和圆括号()
• 任何传入参数和自变量必须放在圆括号中间。圆括号之间可以用于定义参数
• 函数的第一行语句可以选择性地使用文档字符串—用于存放函数说明
• 函数内容以冒号起始，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]
 #举个例子
 # 计算面积函数
def area(width, height):
    return width * height
w = 4
h = 5
print("width =", w, " height =", h, " area =", area(w, h))
# width = 4  height = 5  area = 20

调用函数

• 定义一个函数：给了函数一个名称，指定了函数里包含的参数，和代码块结构
• 函数的基本结构完成以后，可以通过另一个函数调用执行，也可以直接从 Python 命令提示符执行

# 定义函数
def printme( str ):
   # 打印任何传入的字符串
   print (str)
   return 
# 调用函数
printme("我要调用用户自定义函数!")
printme("再次调用同一函数")
#我要调用用户自定义函数!
#再次调用同一函数

3、可更改(mutable)与不可更改(immutable)对象

• strings, tuples, 和 numbers 是不可更改的对象，而 list,dict 等则是可以修改的对象
• python 中一切都是对象，严格意义我们不能说值传递还是引用传递，我们应该说传不可变对象和传可变对象
• 不可变类型：变量赋值 a=5 后再赋值 a=10，这里实际是新生成一个 int 值对象 10，再让 a 指向它，而 5 被丢弃，不是改变a的值，相当于新生成了a。
• 可变类型：变量赋值 la=[1,2,3,4] 后再赋值 la[2]=5 则是将 list la 的第三个元素值更改，本身la没有动，只是其内部的一部分值被修改了。

4、参数传递

• 不可变类型：类似 c++ 的值传递，如 整数、字符串、元组。如fun（a），传递的只是a的值，没有影响a对象本身。比如在 fun（a）内部修改 a 的值，只是修改另一个复制的对象，不会影响 a 本身
• 可变类型：类似 c++ 的引用传递，如 列表，字典。如 fun（la），则是将 la 真正的传过去，修改后fun外部的la也会受影响
• 传不可变对象实例

def ChangeInt( a ):
    a = 10 
    b = 2
ChangeInt(b)
print( b ) # 结果是 2
#实例中有 int 对象 2，指向它的变量是 b，在传递给 ChangeInt 函数时，按传值的方式复制了变量 b，a 和 b 都指向了同一个 Int 对象，在 a=10 时，则新生成一个 int 值对象 10，并让 a 指向它。

• 传可变对象实例

def changeme( mylist ):
   "修改传入的列表"
   mylist.append([1,2,3,4])
   print ("函数内取值: ", mylist)
   return
 # 调用changeme函数
mylist = [10,20,30]
changeme( mylist )
print ("函数外取值: ", mylist)
#函数内取值:  [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]
#函数外取值:  [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]

5、参数

• 必需参数
• 关键字参数
• 默认参数
• 不定长参数

必需参数

• 必需参数须以正确的顺序传入函数。
• 调用时的数量必须和声明时的一样。
• 调用 printme() 函数，你必须传入一个参数，不然会出现语法错误

def printme( str ):
   "打印任何传入的字符串"
   print (str)
   return
# 调用 printme 函数，不加参数会报错
printme()
'''
Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 10, in 
    printme()
TypeError: printme() missing 1 required positional argument: 'str'
'''

关键字参数

• 函数调用使用关键字参数来确定传入的参数值
• 使用关键字参数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

def printme( str ):
   "打印任何传入的字符串"
   print (str)
   return
 #调用printme函数
printme( str = "python基础")
#python基础
def printinfo( name, age ):
   "打印任何传入的字符串"
   print ("名字: ", name)
   print ("年龄: ", age)
   return
 #调用printinfo函数
printinfo( age=50, name="python" )
'''
名字:  python
年龄:  50
'''

默认参数

• 调用函数时，如果没有传递参数，则会使用默认参数

def printinfo( name, age = 35 ):
   "打印任何传入的字符串"
   print ("名字: ", name)
   print ("年龄: ", age)
   return
 #调用printinfo函数
printinfo( age=50, name="python" )
print ("------------------------")
printinfo( name="python" )
'''
名字:  python
年龄:  50
------------------------
名字:  python
年龄:  35
'''

不定长参数

• 能处理比当初声明时更多的参数；声明时不会命名

#语法
def functionname([formal_args,] *var_args_tuple ):
   "函数_文档字符串"
   function_suite
   return [expression]

• 加了星号 * 的参数会以元组(tuple)的形式导入，存放所有未命名的变量参数

def printinfo( arg1, *vartuple ):
   "打印任何传入的参数"
   print ("输出: ")
   print (arg1)
   print (vartuple)
# 调用printinfo 函数
printinfo( 70, 60, 50 )
'''
70
(60, 50)
'''

• 如果在函数调用时没有指定参数，它就是一个空元组。我们也可以不向函数传递未命名的变量

def printinfo( arg1, *vartuple ):
   "打印任何传入的参数"
   print ("输出: ")
   print (arg1)
   for var in vartuple:
      print (var)
   return
# 调用printinfo 函数
printinfo( 10 )
printinfo( 70, 60, 50 )
'''
输出:
10
输出:
70
60
50
'''

• 加了两个星号 ** 的参数会以字典的形式导入

#语法
def functionname([formal_args,] **var_args_dict ):
   "函数_文档字符串"
   function_suite
   return [expression]
   
def printinfo( arg1, **vardict ):
   "打印任何传入的参数"
   print ("输出: ")
   print (arg1)
   print (vardict)
# 调用printinfo 函数
printinfo(1, a=2,b=3)
'''
输出: 
1
{'a': 2, 'b': 3}
'''

6、递归函数

• 递归函数的优点是定义简单，逻辑清晰。理论上，所有的递归函数都可以写成循环的方式，但循环的逻辑不如递归清晰。
• 使用递归函数需要注意防止栈溢出。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

#计算阶乘n! = 1 x 2 x 3 x ... x n
def fact(n):
    if n==1:
        return 1
    return n * fact(n - 1)

7、 尾递归

• 在函数返回的时候，调用自身本身，并且，return语句不能包含表达式
• 尾递归调用时，如果做了优化，栈不会增长，因此，无论多少次调用也不会导致栈溢出

def fact(n):
    return fact_iter(n, 1)

def fact_iter(num, product):
    if num == 1:
        return product
    return fact_iter(num - 1, num * product)

8、匿名函数

• 使用 lambda 来创建匿名函数
• lambda 只是一个表达式，函数体比 def 简单很多。
• lambda的主体是一个表达式，而不是一个代码块。仅仅能在lambda表达式中封装有限的逻辑进去。
• lambda 函数拥有自己的命名空间，且不能访问自己参数列表之外或全局命名空间里的参数。
• 虽然lambda函数看起来只能写一行，却不等同于C或C++的内联函数，后者的目的是调用小函数时不占用栈内存从而增加运行效率。

#语法
lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression

sum = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2
# 调用sum函数
print ("相加后的值为 : ", sum( 10, 20 ))
print ("相加后的值为 : ", sum( 20, 20 ))
'''
相加后的值为 :  30
相加后的值为 :  40
'''

9、return语句

• return [表达式] 语句用于退出函数，选择性地向调用方返回一个表达式。不带参数值的return语句返回None

def sum( arg1, arg2 ):
   # 返回2个参数的和."
   total = arg1 + arg2
   print ("函数内 : ", total)
   return total
# 调用sum函数
total = sum( 10, 20 )
print ("函数外 : ", total)
'''
函数内 :  30
函数外 :  30
'''

参考文献

• https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1016959663602400/1017105145133280
• https://www.runoob.com/python3/python3-function.html