自学Python——函数

1.函数

1.1介绍

函数名其实就是指向一个函数对象的引用(地址)，完全可以把函数名赋给一个变量，相当于给这个函数起了一个“别名”：

a=abs
print(a(-12))

1.2自定义一个函数

格式：def 函数名(参数名列表):

def myMax(a, b):
    if not isinstance(a, (int, float)):
        raise TypeError('bad operand type')
    if not isinstance(b, (int, float)):
        raise TypeError('bad operand type')
    if a>b:
       return a
    else:
        return b

print(myMax(121,16))

1.3 调用其他文件里的函数

如果你已经把my_abs()的函数定义保存为abstest.py文件了，
那么，可以在该文件的当前目录下启动Python解释器，
用from abstest import my_abs来导入my_abs()函数，
注意abstest是文件名（不含.py扩展名）：

from MYFunction import myPrint
myPrint(12)

1.4 空函数

如果想定义一个什么事也不做的空函数，可以用pass语句：
实际上pass可以用来作为占位符，比如现在还没想好怎么写函数的代码，就可以先放一个pass，让代码能运行起来。
pass还可以用在其他语句里，比如：

age=12
if age >= 18:
    pass

定义函数的时候，并没有指明参数的类型，因此, 调用函数时，如果参数个数不对，Python解释器会自动检查出来
但是如果参数类型不对，Python解释器就无法帮我们检查
这个时候，我们需要对参数的类型进行判断

让我们修改一下my_abs的定义，对参数类型做检查，只允许整数和浮点数类型的参数。
数据类型检查可以用内置函数isinstance()实现：

def my_abs(x):
    if not isinstance(x, (int, float)):
        raise TypeError('bad operand type')
    if x >= 0:
        return x
    else:
        return -x

1.5返回多个值

Python 函数可以返回多个值吗？答案是肯定的。
比如在游戏中经常需要从一个点移动到另一个点，给出坐标、位移和角度，就可以计算出新的新的坐标：

import math

def move(x, y, step, angle=0):
    nx = x + step * math.cos(angle)
    ny = y - step * math.sin(angle)
    return nx, ny

但其实这只是一种假象，Python函数返回的仍然是单一值：
返回值是一个tuple！在语法上，返回一个tuple可以省略括号，
而多个变量可以同时接收一个tuple，按位置赋给对应的值，
所以，Python的函数返回多值其实就是返回一个tuple，但写起来更方便。

1.6 小结

定义函数时，需要确定函数名和参数个数；
如果有必要，可以先对参数的数据类型做检查；
函数体内部可以用return随时返回函数结果；
函数执行完毕也没有return语句时，自动return None。
函数可以同时返回多个值，但其实就是一个tuple。

1.7 练习

请定义一个函数quadratic(a, b, c)，接收3个参数，返回一元二次方程：ax2 + bx + c = 0 的两个解。

from MYFunction import quadratic

print(quadratic(2, 3, 1)) # => (-0.5, -1.0)
print(quadratic(1, 3, -4)) # => (1.0, -4.0)

2.函数的参数

Python的函数定义非常简单，但灵活度却非常大。
除了正常定义的必选参数外，还可以使用默认参数、可变参数和关键字参数，
使得函数定义出来的接口，不但能处理复杂的参数，还可以简化调用者的代码。

2.1位置参数

正常的函数定义的时候声明的参数，同时调用的时候必须传递参数

def power1(x, n):
    s = 1
    while n > 0:
        n = n - 1
        s = s * x
    return s

print(power1(1,2))

2.2默认参数

即给参数一个默认，从而达到函数“复写”的效果

def power2(x, n=2):
    s = 1
    while n > 0:
        n = n - 1
        s = s * x
    return s

print(power2(3))

默认参数可以简化函数的调用。设置默认参数时，有几点要注意：
一是必选参数在前，默认参数在后， 否则Python的解释器会报错（思考一下为什么默认参数不能放在必选参数前面）；
二是如何设置默认参数。当函数有多个参数时，把变化大的参数放前面，变化小的参数放后面。变化小的参数就可以作为默认参数。

使用默认参数有什么好处？最大的好处是能降低调用函数的难度。

默认参数很有用，但使用不当，也会掉坑里。默认参数有个最大的坑，演示如下：

先定义一个函数，传入一个list，添加一个END再返回：

def add_end(L=[]):
    L.append('END')
    return L

# 当你正常调用时，结果似乎不错：
print(add_end([1, 2, 3]))


# 当你使用默认参数调用时，一开始结果也是对的：
print( add_end())# ['END']
# 但是，再次调用add_end()时，结果就不对了：
print( add_end())# ['END', 'END']

原因解释如下：
Python函数在定义的时候，默认参数L的值就被计算出来了，即[]，
因为默认参数L也是一个变量，它指向对象[]，每次调用该函数，
如果改变了L的内容，则下次调用时，默认参数的内容就变了，不再是函数定义时的[]了。
所以，定义默认参数要牢记一点：默认参数必须指向不变对象！

def add_end2(L=None):
    if L is None:
        L = []
    L.append('END')
    return L

# 无论调用多少次，都不会出错
print( add_end2())# ['END']
print( add_end2())# ['END']
print( add_end2())# ['END']

2.3可变参数

2.3.1要定义出这个函数，我们必须确定输入的参数。

由于参数个数不确定，我们首先想到可以把a，b，c……作为一个list或tuple传进来，这样，函数可以定义如下：

def calc(numbers):
    sum = 0
    for n in numbers:
        sum = sum + n * n
    return sum

# 调用时就可以这样
print("直接将参数当做是tuole的：%s" %  calc([1, 2, 3]))

2.3.2如果利用可变参数

def calc2(*numbers):
    sum = 0
    for n in numbers:
        sum = sum + n * n
    return sum

# 调用时就可以这样
print("调用可变参数的：%s" %  calc2(1,2,3))

可变参数的函数必须列出每一个参数，那么如果有一个 tuple 那么如何采用可变参数？

tub=[1,2,3]
print("将tuple当做可变参数形参的：%s" %  calc2(*tub))

# *tub表示把tub这个list的所有元素作为可变参数传进去

3.关键字参数

可变参数允许你传入0个或任意个参数，这些可变参数在函数调用时自动组装为一个tuple。
而关键字参数允许你传入0个或任意个含参数名的参数，这些关键字参数在函数内部自动组装为一个dict。

def person(name, age, **kw):
    kw["inner"]="不为空" #关键字参数在函数内部是当做dict(Map)来处理的
    print('name:', name, 'age:', age, 'other:', kw)

person("Bob",12)
person("Tom",13,city="beijing",job="IT")

和可变参数类似，也可以先组装出一个dict，然后，把该dict转换为关键字参数传进去：

extra = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
person("Jim",15,**extra)

extra表示把extra这个dict的所有key-value用关键字参数传入到函数的kw参数，
kw将获得一个dict，
注意kw获得的dict是extra的一份拷贝，对kw的改动不会影响到函数外的extra。

4.命名关键字参数

对于关键字参数，函数的调用者可以传入任意不受限制的关键字参数。
至于到底传入了哪些，就需要在函数内部通过kw检查。
如果要限制关键字参数的名字，就可以用命名关键字参数，
例如，只接收city和job作为关键字参数。这种方式定义的函数如下：

def person2(name, age, *, city, job):
    print(name, age, city, job)

> 和关键字参数**kw不同，
命名关键字参数需要一个特殊分隔符*，*后面的参数被视为命名关键字参数。
person2('Jack', 24, city='Beijing', job='Engineer')

>  如果函数定义中已经有了一个可变参数，后面跟着的命名关键字参数就不再需要一个特殊分隔符*了：
def person3(name, age, *args, city, job):  # 位置参数+可变参数+命名关键字参数
    print(name, age, args, city, job)

> 命名关键字参数必须传入参数名，这和位置参数不同。如果没有传入参数名，调用将报错：
person3("BOB",12,'hehe',123,456,789,city="beijing",job='cleaner')

 可以为  命名关键字参数  赋默认值(默认参数)
def person4(name, age, *, city='Beijing', job):
    print(name, age, city, job)

 由于命名关键字参数city具有默认值，调用时，可不传入city参数：

person4('Jack', 24, job='Engineer')

5.小结

在Python中定义函数，可以用必选参数、默认参数、可变参数、关键字参数和命名关键字参数，这5种参数都可以组合使用。但是请注意，
参数定义的顺序必须是：必选参数、默认参数、可变参数、命名关键字参数和关键字参数。

def f1(a, b, c=0, *args, **kw):
    print('a =', a, 'b =', b, 'c =', c, 'args =', args, 'kw =', kw)

def f2(a, b, c=0, *, d, **kw):
    print('a =', a, 'b =', b, 'c =', c, 'd =', d, 'kw =', kw)

# 调用
f1(1, 2)
f1(1, 2, c=3)
f1(1, 2, 3, 'a', 'b')
f1(1, 2, 3, 'a', 'b', x=99)
f2(1, 2, d=99)
f2(1, 2, d=99, ext=None)


# 最神奇的是通过一个tuple和dict，你也可以调用上述函数：
args = (1, 2, 3, 4)
kw = {'d': 99, 'x': '#'}
f1(*args, **kw)
args = (1, 2, 3)
kw = {'d': 88, 'x': '#'}
f2(*args, **kw)

# 所以，对于任意函数，都可以通过类似func(*args, **kw)的形式调用它，无论它的参数是如何定义的。

6.递归函数

def fact(n):
    if n==1:
        return 1
    return n * fact(n - 1)
#
print(fact(5))
#
def move(n, a, b, c):
    if n==1:
        print(a+"-->"+c)
    else:
        move(n-1,a,c,b)
        print(a+"-->"+c)
        move(n-1,b,a,c)


move(3,'A','B','C')