Python函数简介

在Python中，函数（Function）是一段可重复使用的代码块，用于执行特定的任务。函数可以接受输入（称为参数）并产生输出（称为返回值）。通过使用函数，可以将复杂的程序分解为更小、更易于管理的部分，从而提高代码的可读性和可维护性。

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。

创建函数

python创建函数需要遵循以下规则

• 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。(因为python中有具名参数)

代码示例如下

def hello_world():  #使用def关键字创建函数
  print("Hello, World!")  #函数输出hello world

hello_world() # 调用函数

输出结果如下

函数参数

python函数参数有以下几种

• 必需参数
• 关键字参数
• 默认参数
• 不定长参数

必须参数

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，必须传入一个参数，不然会出现语法错误：

示例代码如下

#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，不加参数会报错
printme()

输出结果如下

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，类似于c#的具名参数,因为 Python 解释器能够用参数名匹配参数值。

示例代码如下

def introduce( name,age,skill ):
  """传入参数可以不按顺序"""
  print(f'名字: {
      name}')
  print(f'年龄: {
      age}')
  print(f'技能: {
      skill}')
  return

#调用introduce函数关键字参数可以不按顺序
introduce( skill="Python",name = "qayrup",age=18)
#调用introduce函数可以某些参数使用位置参数,但是这样会出错
introduce( 18,skill="Python",name = "qayrup")

输出结果如下

可以看到,使用关键字参数的话,函数传入参数可以不按预订的参数位置进行传递,函数也能正常接收
为什么后一个函数报错了呢?
这个错误是因为在调用introduce函数时，我同时使用了位置参数和关键字参数，并且两者都为name参数提供了值。

具体来说，就是我调用了introduce(18, skill=“Python”, name=“qayrup”)。在这里，18被当作第一个位置参数传入，而skill="Python"和name="qayrup"则是关键字参数，而introduce函数的定义是这样的：

def introduce( name,age,skill ):
	pass

那么，当我调用introduce(18, skill=“Python”, name=“qayrup”)时，18会被赋给name参数（因为它是第一个位置参数），而name="qayrup"又试图为name参数赋一个新的值。这就导致了冲突，因此Python抛出了TypeError。
修正bug的话,只需要将使用位置参数的位置放好就行

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：

示例代码如下

def introduce( name,age=18,skill='hello world' ):
  """传入参数可以不按顺序"""
  print(f'名字: {
      name}')
  print(f'年龄: {
      age}')
  print(f'技能: {
      skill}')
  return

#调用introduce函数,为introduce有默认参数,所以这里可以只传递一个位置参数-
introduce('qayrup')

输出结果如下

不定长参数

在Python中，不定长参数是指函数可以接受可变数量的参数，这些参数的数量在函数调用时可以是任意的。Python提供了几种不同的方式来处理不定长参数。

使用 *args

当你不知道会有多少个非关键字参数传递给函数时，可以使用 *args。args 是一个元组，包含了所有传递给函数的非关键字参数。

示例代码如下

def func(*args):  
    for arg in args:  
        print(arg)  
  
func(1, 2, 3, 4)

输出结果如下

使用 **kwargs

当想接受任意数量的关键字参数时，可以使用 **kwargs。kwargs 是一个字典，其中包含了所有传递给函数的关键字参数。

示例代码如下

def func(**kwargs):  
    for key, value in kwargs.items():  
        print(key, value)  
  
func(a=1, b=2, c=3)

输出结果如下

结合使用 *args 和 **kwargs

python可以在同一函数中同时使用 *args 和 **kwargs 来接受任意数量的非关键字和关键字参数。
示例代码如下

def func(*args, **kwargs):  
  for arg in args:  
    print(arg)  
  for key, value in kwargs.items():  
    print(key, value)  
  
func(1, 2, 3, a=4, b=5)

输出结果如下

tips:

• *args 和 **kwargs 必须是函数定义中的最后一个参数。(一起使用除外)
• *args 和 **kwargs 可以单独使用，也可以一起使用，但不能在同一个函数中多次使用。
• 使用 *args 和 **kwargs 时，它们会捕获所有额外的参数，因此你不需要（也不应该）在函数定义中再为这些参数提供默认值。

强制位置参数

Python3.8 新增了一个函数形参语法 / 用来指明函数形参必须使用指定位置参数，不能使用关键字参数的形式。

在以下的例子中，形参 a 和 b 必须使用指定位置参数，c 或 d 可以是位置形参或关键字形参，而 e 和 f 要求为关键字形参:

示例代码如下

def f(a, b, /, c, d, *, e, f):
  print(a, b, c, d, e, f)

f(10, 20, 30, d=40, e=50, f=60)
f(10, b=20, c=30, d=40, e=50, f=60)   # b 不能使用关键字参数的形式
f(10, 20, 30, 40, 50, f=60)           # e 必须使用关键字参数的形式

输出结果如下

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，内联函数的目的是调用小函数时不占用栈内存从而减少函数调用的开销，提高代码的执行速度。

语法如下

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

示例代码如下

x = lambda a : a + 10
print(x(5))

输出如下

匿名函数进阶用法

python可以将匿名函数封装在一个函数内，这样可以使用同样的代码来创建多个匿名函数。

以下实例将匿名函数封装在 myfunc 函数中，通过传入不同的参数来创建不同的匿名函数：

示例代码如下

def myfunc(n):
  return lambda a : a * n

mydoubler = myfunc(2)
mytripler = myfunc(3)

print(mydoubler(11))
print(mytripler(11))

输出结果如下

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：

示例代码如下

# 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)

输出结果如下