【python入门篇——16】Python函数详解（函数定义，参数种类、返回值、作用域等）
一 函数
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，只需调用其函数名即可
特性：
1.代码重用
2.保持一致性
3.可扩展性
二 函数的创建
2.1 格式：
Python 定义函数使用 def 关键字，一般格式如下：
def f():
print('ok')
f() # 调用函数必须加括号
2.2 函数名的命名规则：
- 函数名必须以下划线或字母开头，可以包含任意字母、数字或下划线的组合。不能使用任何的标点符号；
- 函数名是区分大小写的。
- 函数名不能是保留字。
2.3 形参和实参
形参：形式参数，不是实际存在，是虚拟变量。在定义函数和函数体的时候使用形参，目的是在函数调用时接收实参（实参个数，类型应与实参一一对应）
实参：实际参数，调用函数时传给函数的参数，可以是常量，变量，表达式，函数，传给形参
区别：形参是虚拟的，不占用内存空间，.形参变量只有在被调用时才分配内存单元，实参是一个变量，占用内存空间，数据传送单向，实参传给形参，不能形参传给实参
2.4 实例
def action1(n):
print ('starting action1...')
with open('日志记录','a') as f:
f.write('end action%s\n'%n)
def action2(n):
print ('starting action2...')
with open('日志记录','a') as f:
f.write('end action%s\n'%n)
def action3(n):
print ('starting action3...')
with open('日志记录','a') as f:
f.write('end action%s\n'%n)
action1(1)
action2(2)
action3(3)
##***************代码重用
def logger(n):
with open('日志记录','a') as f:
f.write('end action%s\n'%n)
def action1():
print ('starting action1...')
logger(1)
def action2():
print ('starting action2...')
logger(2)
def action3():
print ('starting action3...')
logger(3)
action1()
action2()
action3()
##***************可扩展和保持一致
##为日志加上时间
import time
def logger(n):
time_format='%Y-%m-%d %X'
time_current=time.strftime(time_format)
with open('日志记录','a') as f:
f.write('%s end action%s\n'%(time_current,n))
def action1():
print ('starting action1...')
logger(1)
def action2():
print ('starting action2...')
logger(2)
def action3():
print ('starting action3...')
logger(3)
action1()
action2()
action3()
三 函数的参数
- 必备参数
- 关键字参数
- 默认参数
- 不定长参数
3.1必需的参数：
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。
def f(name,age):
print('I am %s,I am %d' % (name,age))
f('cgk', 20)
3.2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。
def f(name, age):
print('I am %s,I am %d' % (name, age))
# f(20,'cgk') #报错
f(age = 20, name = 'cgk')
3.3缺省参数（默认参数）：
调用函数时，缺省参数的值如果没有传入，则被认为是默认值。默认参数必须跟在其他参数后面。下例会打印默认的age，如果age没有被传入：
def print_info(name, age, sex='male'):
print('Name:%s' % name)
print('age:%s' % age)
print('Sex:%s' % sex)
return
print_info('cgk', 20) # Name:cgk age:20 Sex:male
print_info('zhangsan', 30, 'female') # Name:zhangsan age:30 Sex:female
3.4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。
def add(*tuples):
sum = 0
for v in tuples:
sum += v
return sum
print(add(1, 4,)) # 5
print(add(1, 4, 5)) # 10
加了星号（*）的变量名会存放所有未命名的变量参数。而加(**)的变量名会存放命名的变量参数
def print_info(**kwargs):
print(kwargs)
for i in kwargs:
print('%s:%s' % (i, kwargs[i])) # 根据参数可以打印任意相关信息了
return
print_info(name='cgk', age=20, sex='female', nationality='Chinese', ability='Python')
3.5补充：
关于不定长函数的位置：*args放在左边，**kwargs参数放在右边
如果有默认参数，放左边
优先级：def func(name, age=‘20’, *args, **kwargs)
###########################位置
def print_info(name, *args, **kwargs): # def print_info(name,**kwargs,*args):报错
print('Name:%s' % name)
print('args:', args)
print('kwargs:', kwargs)
return
print_info('cgk', 18, hobby='boy', nationality='Chinese', ability='Python')
# print_info(hobby='boy','cgk',18,nationality='Chinese',ability='Python') #报错
# print_info('cgk',hobby='boy',18,nationality='Chinese',ability='Python') #报错
四 函数的返回值
要想获取函数的执行结果，就可以用return语句把结果返回
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
- return多个对象，解释器会把这多个对象组装成一个元组作为一个一个整体结果输出。
五 作用域
5.1作用域介绍
python中的作用域分4种情况：
- L：local，局部作用域，即函数中定义的变量；
- E：enclosing，嵌套的父级函数的局部作用域，即包含此函数的上级函数的局部作用域，但不是全局的；
- G：globa，全局变量，就是模块级别定义的变量；
- B：built-in，系统固定模块里面的变量，比如int, bytearray等。搜索变量的优先级顺序依次是：作用域局部>外层作用域>当前模块中的全局>python内置作用域，也就是LEGB。
x = int(2.9) # int built-in
g_count = 0 # global
def outer():
o_count = 1 # enclosing
def inner():
i_count = 2 # local
print(o_count) # 打印1
# print(i_count) 找不到
inner()
outer()
# print(o_count) #找不到
当然，local和enclosing是相对的，enclosing变量相对上层来说也是local。
5.2作用域产生
在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、try、for等）是不会引入新的作用域的，如下代码：
if 2>1:
x = 1
print(x) # 1
这个是没有问题的，if并没有引入一个新的作用域，x仍处在当前作用域中，后面代码可以使用。
def test():
x = 2
print(x) # NameError: name 'x2' is not defined
def、class、lambda是可以引入新作用域的。
5.3 变量的修改
x=6
def f2():
print(x)
x=5
f2()
# 错误的原因在于print(x)时,解释器会在局部作用域找,会找到x=5(函数已经加载到内存),但x使用在声明前了,所以报错:
# local variable 'x' referenced before assignment.如何证明找到了x=5呢?简单:注释掉x=5,x=6
# 报错为:name 'x' is not defined
#同理
x=6
def f2():
x+=1 #local variable 'x' referenced before assignment.
f2()
5.4 global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，当修改的变量是在全局作用域（global作用域）上的，就要使用global先声明一下，代码如下：
count = 5
def f():
global count
print(count)
count = 3
print(count)
f()
5.5 nonlocal关键字
global关键字声明的变量必须在全局作用域上，不能嵌套作用域上，当要修改嵌套作用域（enclosing作用域，外层非全局作用域）中的变量怎么办呢，这时就需要nonlocal关键字了
def f1():
count = 10
def f2():
nonlocal count
print(count) # 修改之前 10
count = 5
print(count) # 修改之后 5
f2()
f1()
5.6 小结
（1）变量查找顺序：LEGB，作用域局部>外层作用域>当前模块中的全局>python内置作用域；
（2）只有模块、类、及函数才能引入新作用域；
（3）对于一个变量，内部作用域先声明就会覆盖外部变量，不声明直接使用，就会使用外部作用域的变量；
（4）内部作用域要修改外部作用域变量的值时，全局变量要使用global关键字，嵌套作用域变量要使用nonlocal关键字。nonlocal是python3新增的关键字，有了这个 关键字，就能完美的实现闭包了。