07-Python函式詳解

函式（Function）是指可重復使用的程式片段，它們允許你為某個代碼塊賦予名字，允許你 通過這一特殊的名字在你的程式任何地方來運行代碼塊，并可重復任何次數，這就是所謂的 呼叫函式，

我們已經使用過了許多內置的函式，例如 len 和 range ，

函式可以通過關鍵字 def 來定義，這一關鍵字后跟一個函式的識別符號名稱，再跟一對圓括 號，其中可以包括一些變數的名稱，再以冒號結尾，結束這一行，

隨后而來的陳述句塊是函式 的一部分，下面的案例將會展示出這其實非常簡單：

def say_hello(): 
# 該塊屬于這一函式 
    print('hello world') 
# 函式結束
say_hello() # 呼叫函式 
say_hello() # 再次呼叫函式

輸出：

hello world hello world

它是如何作業的

我們以上文解釋過的方式定義名為 say_hello 的函式，這個函式不使用引數，因此在括號中 沒有宣告變數，函式的引數只是輸入到函式之中，以便我可以傳遞不同的值給它，并獲得相 應的結果，

要注意到我們可以兩次呼叫相同的函式，這意味著我們不必重新把代碼再寫一次，

函式引數

函式中的引數通過將其放置在用以定義函式的一對圓括號中指定，并通過逗號予以分隔，當 我們呼叫函式時，我們以同樣的形式提供需要的值，要注意在此使用的術語——在定義函式 時給定的名稱稱作“形參”（Parameters），在呼叫函式時你所提供給函式的值稱作“實 參”（Arguments），

def print_max(a, b): 
    if a > b: 
            print(a, '是比較大的數') 
    elif a == b: 
            print(a, '等于', b) 
    else:
            print(b, '是比較大的數')
# 直接傳遞字面值 
print_max(3, 4)
x = 5 
y = 7 

輸出

4 是比較大的數7 是比較大的數

它是如何作業的

在這里，我們將函式命名為 print_max 并使用兩個引數分別稱作 a 和 b ，我們使用一個 簡單的 if...else 陳述句來找出更大的那個數，并將它列印出來，

第一次呼叫函式 print_max 時，我們以實參的形式直接向函式提供這一數字，

在第二次呼叫 時，我們將變數作為實參來呼叫函式，print_max(x, y) 將使得實參 x 的值將被賦值給形參 a ，而實參 y 的值將被賦值給形參 b ，在兩次呼叫中， print_max 都以相同的方式工 作，

區域變數

當你在一個函式的定義中宣告變數時，它們不會以任何方式與身處函式之外但具有相同名稱 的變數產生關系，也就是說，這些變數名只存在于函式這一區域（Local），

這被稱為變數的 作用域（Scope），

所有變數的作用域是它們被定義的塊，從定義它們的名字的定義點開始，

案例：

x = 50 
def func(x): 
    print('x 是：', x) 
    x = 2 
    print('改變區域變數x為', x) 
func(x)

print('x 仍然為', x)

輸出：

x 為:50改變區域變數x為 2x 仍然為 50

它是如何作業的

當我們第一次列印出存在于函式塊的第一行的名為 x 的值時，Python 使用的是在函式宣告 之上的主代碼塊中宣告的這一引數的值，

接著，我們將值 2 賦值給 x ，x 是我們這一函式的區域變數，因此，當我們改變函式中 x 的值的時候，主代碼塊中的 x 則不會受到影響，

隨著最后一句 print 陳述句，我們展示出主代碼塊中定義的 x 的值，由此確認它實際上不受 先前呼叫的函式中的區域變數的影響，

global 陳述句

如果你想給一個在程式頂層的變數賦值（也就是說它不存在于任何作用域中，無論是函式還 是類），那么你必須告訴 Python 這一變數并非區域的，而是全域（Global）的，

我們需要通 過 global 陳述句來完成這件事，因為在不使用 global 陳述句的情況下，不可能為一個定義于 函式之外的變數賦值，

你可以使用定義于函式之外的變數的值（假設函式中沒有具有相同名字的變數），然而，這 種方式不會受到鼓勵而且應該避免，因為它對于程式的讀者來說是含糊不清的，無法弄清楚 變數的定義究竟在哪，

而通過使用 global 陳述句便可清楚看出這一變數是在最外邊的代碼塊 中定義的，

案例：

x = 50
def func():
global x
    print('x 為:', x)
    x = 2
    print('改變全域變數為', x)
func()
print('x的值為', x)

輸出：

x 為: 50改變全域變數為 2x的值為 2

它是如何作業的

global 陳述句用以宣告 x 是一個全域變數——因此，當我們在函式中為 x 進行賦值時，這 一改動將影響到我們在主代碼塊中使用的 x 的值，

你可以在同一句 global 陳述句中指定不止一個的全域變數，例如 global x, y, z ，

默認引數值

對于一些函式來說，你可能為希望使一些引數可選并使用默認的值，以避免用戶不想為他們 提供值的情況，默認引數值可以有效幫助解決這一情況，

你可以通過在函式定義時附加一個 賦值運算子（ = ）來為引數指定默認引數值，

案例

def say(message, times=1):
    print(message * times)
say('Hello')
say('World', 5)

輸出

HelloWorldWorldWorldWorldWorld

它是如何作業的

名為 say 的函式用以按照給定的次數列印一串字串，如果我們沒有提供一個數值，則將按 照默認設定，只列印一次字串，我們通過為引數 times 指定默認引數值 1 來實作這一 點，

在第一次使用 say 時，我們只提供字串因而函式只會將這個字串列印一次，在第二次使 用 say 時，我們既提供了字串，同時也提供了一個引數 5 ，宣告我們希望說（Say）這 個字串五次，

注意

只有那些位于引數串列末尾的引數才能被賦予默認引數值，意即在函式的引數串列中擁 有默認引數值的引數不能位于沒有默認引數值的引數之前，

這是因為值是按引數所處的位置依次分配的，舉例來說， def func(a, b=5) 是有效的， 但 def func(a=5, b) 是無效的，

關鍵字引數

如果你有一些具有許多引數的函式，而你又希望只對其中的一些進行指定，那么你可以通過 命名它們來給這些引數賦值——這就是關鍵字引數（Keyword Arguments）——我們使用命 名（關鍵字）而非位置（一直以來我們所使用的方式）來指定函式中的引數

這樣做有兩大優點

其一，我們不再需要考慮引數的順序，函式的使用將更加容易，

其 二，我們可以只對那些我們希望賦予的引數以賦值，只要其它的引數都具有默認引數值，

案例

def func(a, b=5, c=10):
    print('a 是:', a, ' b 是:', b, ' c是：', c)
?
?
func(3, 7)
func(25, c=24)
func(c=50, a=100)

輸出

a 是: 3  b 是: 7  c是：10a 是: 25  b 是: 5  c是：24a 是: 100  b 是: 5  c是：50

它是如何作業的

名為 func 的函式有一個沒有默認引數值的引數，后跟兩個各自帶有默認引數值的引數，

在第一次呼叫函式時， func(3, 7) ，引數 a 獲得了值 3 ，引數 b 獲得了值 7 ，而 c 獲得了默認引數值 10 ，

在第二次呼叫函式時， func(25, c=24) ，由于其所處的位置，變數 a 首先獲得了值 25，然 后，由于命名——即關鍵字引數——指定，變數 c 獲得了值 24 ，變數 b 獲得默認引數值 5 ，

在第三次呼叫函式時， func(c=50, a=100) ，我們全部使用關鍵字引數來指定值，在這里要注 意到，盡管 a 在 c 之前定義，但我們還是我們在變數 a 之前指定了變數 c ，

可變引數

有時你可能想定義的函式里面能夠有任意數量的變數，也就是引數數量是可變的，這可以通 過使用星號來實作

案例

def total(a=5, *numbers, **phonebook):
    print('a', a)
?
    #遍歷元組中的所有專案
    for num in numbers:
        print('num項為:', num)
?
    #遍歷字典中的所有專案
    for key, val in phonebook.items():
        print(key,val)
?
print(total(10,1,2,3,Jack=1123,John=2231,Inge=1560))

輸出

a 10num項為: 1num項為: 2num項為: 3Jack 1123John 2231Inge 1560None

它是如何作業的

當我們宣告一個諸如 *param 的星號引數時，從此處開始直到結束的所有位置引數 都將被收集并匯集成一個稱為“param”的元組（Tuple），

類似地，當我們宣告一個諸如 **param 的雙星號引數時，從此處開始直至結束的所有關鍵字 引數都將被收集并匯集成一個名為 param 的字典（Dictionary），

return 陳述句

return 陳述句用于從函式中回傳，也就是中斷函式，我們也可以選擇在中斷函式時從函式中返 回一個值

def maximum(x, y):
    if x > y:
        return x
    elif x == y:
        return '兩個數相等'
    else:
        return y
print(maximum(2, 3))

輸出：

3

它是如何作業的

maximum 函式將會回傳引數中的最大值，在本例中是提供給函式的數值，它使用一套簡單的 if...else 陳述句來找到較大的那個值并將其回傳，

要注意到如果 return 陳述句沒有搭配任何一個值則代表著 回傳 None ，None 在 Python 中一 個特殊的型別，代表著虛無，舉個例子， 它用于指示一個變數沒有值，如果有值則它的值便 是 None（虛無） ，

每一個函式都在其末尾隱含了一句 return None ，除非你寫了你自己的 return 陳述句，你可 以運行 print(some_function()) ，其中 some_function 函式不使用 return 陳述句，就像這 樣：

def some_function(): 
    pass

Python 中的 pass 陳述句用于指示一個沒有內容的陳述句塊，

提示：

有一個名為 max 的內置函式已經實作了“找到最大數”這一功能，所以盡可能地使 用這一內置函式，

DocStrings 檔案字串

Python 有一個甚是優美的功能稱作檔案字串（Documentation Strings），在稱呼它時通常 會使用另一個短一些的名字docstrings，

DocStrings 是一款你應當使用的重要工具，它能夠幫 助你更好地記錄程式并讓其更加易于理解，令人驚嘆的是，當程式實際運行時，我們甚至可 以通過一個函式來獲取檔案！

案例

def print_max(x, y):
    '''列印兩個數值中的最大數，
這兩個數都應該是整數'''
?
    # 如果可能，將其轉換至整數型別
    x = int(x)
    y = int(y)
    if x > y:
        print(x, '大些')
    else:
        print(y, '大些')
print_max(3, 5)
print(print_max.__doc__)

輸出

5 大些列印兩個數值中的最大數，這兩個數都應該是整數

它是如何作業的

函式的第一行邏輯行中的字串是該函式的 檔案字串（DocString），這里要注意檔案字符 串也適用于后面相關章節將提到的模塊（Modules）與類（Class）

該檔案字串所約定的是一串多行字串，其中第一行以某一大寫字母開始，以句號結束，第二行為空行，后跟的第三行開始是任何詳細的解釋說明，

在此強烈建議你在你所有重要功 能的所有檔案字串中都遵循這一約定，

我們可以通過使用函式的 __doc__ （注意其中的雙下劃綫）屬性（屬于函式的名稱）來獲取 函式 print_max 的檔案字串屬性，只消記住 Python 將所有東西都視為一個物件，這其中 自然包括函式，我們將在后面的類（Class）章節討論有關物件的更多細節，

自動化工具可以以這種方式檢索你的程式中的檔案，因此，我強烈推薦你為你撰寫的所有重 要的函式配以檔案字串，你的 Python 發行版中附帶的 pydoc 命令與 help() 使用檔案字 符串的方式類似，

嵌套函式

python允許創建嵌套函式，也就是說我們可以在函式里面定義函式，而且現有的作用域和變數生存周期依舊不變，

需要注意：1.外部函式的變數可以被內部函式所使用，但不能被內部函式修改，若要修改需要添加關鍵字nonlocal

def max(a,b):
    return a if a>b else b
print(max(5,2)) #5
def the_max(x,y,z):
    c = max(x,y)
    return max(c,z)
?
print(the_max(1,5,3))   #5

輸出

55

嵌套函式作用：

1.封裝-資料隱藏：外部無法訪問“嵌套函式”，

2.減少重復代碼

3.閉包

閉包

啥是閉包？

如果一個函式定義在另一個函式的作用域內，并且參考了外層函式的變數，則該函式稱為閉包，

閉包是Python所支持的一種特性，它讓在非global scope定義的函式可以參考其外圍空間中的變數，這些外圍空間中被參考的變數叫做這個函式的環境變數，

環境變數和這個非全域函式一起構成了閉包，

def outer():
    a = 1
    def inner():
        print(a)
    return inner
inn = outer()
inn()   #1

閉包特點：

一個函式回傳的函式物件，這個函式物件執行的話依賴非函式內部的變數值，這個時候，函式回傳的實際內容如下：
1 函式物件
2 函式物件需要使用的外部變數和變數值

在函式的外部使用內部函式

總結

我們已經了解了許多方面的函式，但我們依舊還未覆寫到所有型別的函式，不過，我們已經 覆寫到了大部分你每天日常使用都會使用到的 Python 函式，

接下來，我們將了解如何創建并使用 Python 模塊，

IT入門 感謝關注

練習地址：www.520mg.com/it

標籤：Python

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