函数

函数
函数是组织好的，可重复使用的，用来实现单一，或相关联功能的代码段。

函数能提高应用的模块性，和代码的重复利用率。你已经知道Python提供了许多内建函数，比如print()。但你也可以自己创建函数，这被叫做用户自定义函数。

定义一个函数
你可以定义一个由自己想要功能的函数，以下是简单的规则：

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。
语法
Python
定义函数使用


def 关键字，


    一般格式如下：

def 函数名（


    参数列表）:
函数体
默认情况下，参数值和参数名称是按函数声明中定义的顺序匹配起来的。

实例
让我们使用函数来输出
"Hello World！"：

>> > def hello():
    print("Hello World!")

>> > hello()
Hello
World!
>> >
更复杂点的应用，函数中带上参数变量:


# !/usr/bin/python3

# 计算面积函数
def area(width, height):
    return width * height


def print_welcome(name):
    print("Welcome", name)


print_welcome("Runoob")
w = 4
h = 5
print("width =", w, " height =", h, " area =", area(w, h))
以上实例输出结果：

Welcome
Runoob
width = 4
height = 5
area = 20
函数调用
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。

这个函数的基本结构完成以后，你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。

如下实例调用了
printme()
函数：

# !/usr/bin/python3

# 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")
以上实例输出结果：

我要调用用户自定义函数!
再次调用同一函数
参数传递
在
python
中，类型属于对象，变量是没有类型的：

a = [1, 2, 3]

a = "Runoob"
以上代码中，[1, 2, 3]
是
List
类型，"Runoob"
是
String
类型，而变量
a
是没有类型，她仅仅是一个对象的引用（一个指针），可以是指向
List
类型对象，也可以是指向
String
类型对象。

可更改(mutable)
与不可更改(immutable)
对象
在
python
中，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。

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。

python
函数的参数传递：

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

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。

python
传不可变对象实例


# !/usr/bin/python3

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
可变对象在函数里修改了参数，那么在调用这个函数的函数里，原始的参数也被改变了。例如：

# !/usr/bin/python3

# 可写函数说明
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)
传入函数的和在末尾添加新内容的对象用的是同一个引用。故输出结果如下：

函数内取值: [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]
函数外取值: [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]
参数
以下是调用函数时可使用的正式参数类型：

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：

# !/usr/bin/python3

# 可写函数说明
def printme(str):
    "打印任何传入的字符串"
    print(str)
    return


# 调用printme函数
printme()
以上实例输出结果：

Traceback(most
recent
call
last):
File
"test.py", line
10, in < module >
printme()
TypeError: printme()
missing
1
required
positional
argument: 'str'
关键字参数
关键字参数和函数调用关系紧密，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。

以下实例在函数
printme()
调用时使用参数名：

# !/usr/bin/python3

# 可写函数说明
def printme(str):
    "打印任何传入的字符串"


    print(str)
    return


# 调用printme函数
printme(str="菜鸟教程")
以上实例输出结果：

菜鸟教程
以下实例中演示了函数参数的使用不需要使用指定顺序：

# !/usr/bin/python3

# 可写函数说明
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="runoob")
以上实例输出结果：

名字: runoob
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。以下实例中如果没有传入
age
参数，则使用默认值：

# !/usr/bin/python3

# 可写函数说明
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="runoob")
print("------------------------")
printinfo(name="runoob")
以上实例输出结果：

名字: runoob
年龄: 50
------------------------
名字: runoob
年龄: 35
不定长参数
你可能需要一个函数能处理比当初声明时更多的参数。这些参数叫做不定长参数，和上述2种参数不同，声明时不会命名。基本语法如下：

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


加了星号（ * ）的变量名会存放所有未命名的变量参数。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。如下实例：

# !/usr/bin/python3

# 可写函数说明
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)
以上实例输出结果：

输出:
10
输出:
70
60
50
匿名函数
python
使用
lambda 来创建匿名函数。

所谓匿名，意即不再使用


def 语句这样标准的形式定义一个函数。


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 函数的语法只包含一个语句，如下：

lambda [arg1[, arg2, .....argn]]: expression
如下实例：

# !/usr/bin/python3

# 可写函数说明
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))
以上实例输出结果：

相加后的值为: 30
相加后的值为: 40
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。之前的例子都没有示范如何返回数值，以下实例演示了
return 语句的用法：

# !/usr/bin/python3

# 可写函数说明
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)
以上实例输出结果：

函数内: 30
函数外: 30
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。

变量的作用域决定了在哪一部分程序可以访问哪个特定的变量名称。Python的作用域一共有4种，分别是：

L （Local） 局部作用域
E （Enclosing） 闭包函数外的函数中
G （Global） 全局作用域
B （Built - in） 内建作用域
以
L – > E – > G – > B
的规则查找，即：在局部找不到，便会去局部外的局部找（例如闭包），再找不到就会去全局找，再者去内建中找。

x = int(2.9)  # 内建作用域

g_count = 0  # 全局作用域


def outer():
    o_count = 1  # 闭包函数外的函数中

    def inner():
        i_count = 2  # 局部作用域


Python
中只有模块（module），类（class ）以及函数（ def 、 lambda ）才会引入新的作用域，其它的代码块（如 if / elif / else / 、try / except、 for / while等）是不会引入新的作用域的，也就是说这些语句内定义的变量，外部也可以访问，如下代码：

>> > if True:
    ...
    msg = 'I am from Runoob'
...
>> > msg
'I am from Runoob'
>> >
实例中
msg
变量定义在 if 语句块中，但外部还是可以访问的。

如果将
msg
定义在函数中，则它就是局部变量，外部不能访问：

>> > def test():
    ...
    msg_inner = 'I am from Runoob'


...
>> > msg_inner
Traceback(most
recent
call
last):
File
"", line
1, in < module >
NameError: name
'msg_inner' is not defined
>> >
从报错的信息上看，说明了
msg_inner
未定义，无法使用，因为它是局部变量，只有在函数内可以使用。

全局变量和局部变量
定义在函数内部的变量拥有一个局部作用域，定义在函数外的拥有全局作用域。

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。调用函数时，所有在函数内声明的变量名称都将被加入到作用域中。如下实例：

# !/usr/bin/python3

total = 0  # 这是一个全局变量


# 可写函数说明
def sum(arg1, arg2):
    # 返回2个参数的和."
    total = arg1 + arg2  # total在这里是局部变量.
    print("函数内是局部变量 : ", total)
    return total


# 调用sum函数
sum(10, 20)
print("函数外是全局变量 : ", total)
以上实例输出结果：

函数内是局部变量: 30
函数外是全局变量: 0
global 和
nonlocal关键字
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。

以下实例修改全局变量
num：

# !/usr/bin/python3

num = 1


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


fun1()
以上实例输出结果：

1
123
如果要修改嵌套作用域（enclosing
作用域，外层非全局作用域）中的变量则需要
nonlocal 关键字了，如下实例：

# !/usr/bin/python3

def outer():
    num = 10

    def inner():
        nonlocal num  # nonlocal关键字声明
        num = 100
        print(num)

    inner()
    print(num)


outer()
以上实例输出结果：

100
100
另外有一种特殊情况，假设下面这段代码被运行：

# !/usr/bin/python3

a = 10


def test():
    a = a + 1
    print(a)


test()
以上程序执行，报错信息如下：

Traceback(most
recent
call
last):
File
"test.py", line
7, in < module >
test()
File
"test.py", line
5, in test
a = a + 1
UnboundLocalError: local
variable
'a'
referenced
before
assignment
错误信息为局部作用域引用错误，因为
test
函数中的
a
使用的是局部，未定义，无法修改。