[Python知识库]day11- 函数基础

函数基础

1. 函数基础

函数的价值：

1）将代码块分块
2）将重复性功能进行封装以简化程序

1. 认识函数

1）概念：函数就是对实现某一特定功能的代码的封装 - 机器
函数的本质就是一段代码（包在函数内的那些代码）

2）函数的分类
系统函数（系统造好的机器） - 由python创建好的函数，例如：print、input、type、max、min、id等

自定义函数 - 由程序员自己创建的函数

2.定义函数（创建函数）

语法：

def 函数名(形参列表)：

函数说明文档

函数体

说明：

a. def - 关键字：固定写法

b. 函数名 - 由程序员自己命名

? 要求：是标识符；不能是关键字

? 规范：见名知义(看到函数名大概知道该函数的功能是什么)；

? 所有字母都小写，多个单词之间用下划线隔开；

? 不使用系统的函数名、类名和模块名。

c. () - 固定写法

d. 形参列表 - 以’变量名1, 变量名2, 变量名3, …'格式存在。

? 这儿的每一个变量就是一个形参，如果不需要形参，括号里什么都不写，但括号必须写

? 形参是用来将函数外部的数据传递到函数内部。（可以理解成连接函数外部和内部的通道（只进不出））

? 是否需要形参：看实现函数的功能需不需要额外的数据

e. : - 固定写法

f. 函数说明文档 - 本质就是文档注释

? 相当于机器的说明书；

? 可有可无

g. 函数体 - 和def保持一个缩进的一条或多条语句；

? 函数体就是实现函数功能的代码

# 练习1：定义一个函数，求两个数的和
def sum2(num1, num2):
    '''获得两个数的和'''
    print(num1 + num2)

# 练习2：定义一个函数，求N的阶乘
# N！ = 1*2*3*...*N
def factorical(n):
    '''求取一个数的阶乘'''
    result = 1
    for x in range(1, n + 1):
        result *= x
    print(result)

3. 定义函数的基本流程

初学者定义函数的基本流程：

第一步：确定函数功能

第二步：根据函数功能确定函数名

第三步：确定形参（看实现函数的功能需不需要额外的数据，需要几个）

第四步：实现函数功能（将形参当成对应的数据来使用）

第五步：确定函数返回值

第六步：写函数说明文档

2. 调用函数

调用函数（使用机器）

1. 定义函数的时候不会执行函数体，调用函数的时候才会执行函数体（重要！）

? 即使函数体内的代码有错也不会报错

2. 调用函数
   语法：

   函数名（实参列表）

   说明：

   a. 函数名 - 需要使用的函数的名字。（函数名必须是已经定义过的函数的函数名）
   b. () - 固定写法
   c. 实参列表 - 多个数据用逗号隔开：数据1,数据2,数据3,…
   原则上定义函数的时候有多少个形参，调用函数需要多少个实参

3. 函数调用过程

   当代码执行到函数调用表达式的时候：

   第一步：回到函数定义的位置，用实参给形参赋值（传参）

   第二步：执行函数体

   第三步：确定函数返回值

   第四部：回到函数调用的位置，接着往后执行

# 1）调用函数会执行函数体，调用多少次就执行多少次
def func1():
    print('=======')

func1()
func1()

# 2) 原则上实参的数量应该与形参数量相同
def func1():
    pass

# func1(10)  # 报错（不需要实参）：TypeError: func1() takes 0 positional arguments but 1 was given

def func2(x):
    pass

# func2()  # 报错（未给实参）：TypeError: func2() missing 1 required positional argument: 'x'
# func2(10,20)  # 报错(多给了实参)： TypeError: func2() takes 1 positional argument but 2 were given

# 3）每个实参可以是任何有结果的表达式（不能为赋值语句（赋值语句是没有结果的））
def func3(x):
    pass

func3(200 - 100)

str1 = 'abc'
func3(str1[1])
func3(str1.upper())
func3(str1.upper() + '123')

3. 返回值

返回值 - 将函数内部的数据传递到函数外部

打印 - 只是程序调试的手段，并不是返回值

1. 怎样将一个数据作为函数的返回值

   语法：
   return 需要返回的数据（需要从函数内部传递到函数外部的数据）；多个数据之间用逗号隔开

   注意：若函数体内未写return,仍然有返回值，返回值为None

2. 怎样在函数外部获取函数的返回值

   获取函数调用表达式的值就是获取函数的返回值。（函数调用表达式的值就是函数的返回值）

   返回值能做的事，函数调用表达式都可以做

def my_sum(num1, num2):
    return num1 + num2

sum1 = my_sum(10, 20)
print(sum1)
print(my_sum(10,20))

# 练习：执行以下代码后控制台的打印结果是？
def func(x, y):
    x.append(y*2)
    return x

list1 = [func([10, 20], 30), 'abc']
# [[10, 20, 60],'abc']
print(list1[0][-1])  #  60

4. return关键字

return的作用有两个：

1. 确定函数返回值（将函数内部的数据传递到函数外部）
2. 提前结束函数（在执行函数体的时候，如果遇到了return,那么函数直接结束）

def func1():
    print('----')
    return 10
    print('++++')
    print('====')

func1()  # ----
         # 但仍然返回了10，只是没有对返回值10进行接收
print(func1())  # -----
                # 10

def download(state):
    if not state:
        return
    print('连接服务器，下载数据')

download(True)  # 连接服务器，下载数据
download(False)  # （啥都没有）

def odevity(num):
    if num % 2:
        return '奇数'
    return '偶数'
# 若为奇数，遇到语句“return '奇数'”，此时函数功能提前结束，不会再执行“return '偶数'”

5. 函数参数

5.1 位置参数和关键字参数

1. 位置参数 - 直接将多个数据用逗号隔开，让实参和形参从位置上一一对应（第一个实参给第一形参赋值，第二个实参给第二个形参赋值）
2. 关键字参数 - 以’形参’='实参’的形式传参
3. 位置参数和关键字参数混用 - 位置参数必须在关键字参数前面

def func1(x, y, z):
    print(f'x:{x},y:{y},z:{z}')

# 位置参数
func1(10, 20, 30)  # x:10,y:20,z:30

# 关键字参数
func1(x=10, y=20, z=30)  # x:10,y:20,z:30
func1(x=10, z=30, y=20)  # x:10,y:20,z:30

# 位置参数和关键字参数混用
func1(10, 20, z=30)
func1(10, z=30, y=20)
# func1(x=10, 20, 30)   # 报错，位置参数应在关键字参数前面。SyntaxError: positional argument follows keyword argument

result = sorted([23, 46, 53, 32], reverse=True)

5.2 参数默认值

定义函数的时候可以通过’形参 = 数据’给参数赋默认值,调用函数的时候有默认值的参数可以不用传参。

定义函数的时候可以只给部分参数赋默认值，那么这个时候没有默认值的参数必须在有默认值参数的前面。

def func2(x, y=20, z=30):
    print(f'x:{x},y:{y},z:{z}')

func2(10)  # x:10,y:20,z:30；x无默认值，必须传参
func2(100)  # x:100,y:20,z:30
func2(100, 200)  # x:100,y:200,z:30
func2(10, y=200)  # x:10,y:200,z:30

5.3 参数类型说明和返回值类型说明

参数类型说明：

1. 无默认值参数:类型名

2. 参数赋默认值（默认值的类型就是参数的类型）

   有参数类型说明的好处：写代码时有对应数据类型的代码提示

3. 返回值类型说明：-> 类型名

def func4(x: list, y=''):
    pass

def func5(x: list, y='') -> list:
    pass

5.4 不定长参数

不定长参数 - 一个形参可以同时接受多个实参(包括0个)

1. 在参数名前加 * ，那么这个参数就可以同时接受多个实参（必须是位置参数）。

   原理：带 * 的参数会变成一个元组，接受到的实参会变成元组中的元素。（如果参数是0个，则带 * 的参数就是一个空元组）
   带 * 的参数的前面和后面还能有定长参数

   注意：带*的不定长参数在传参的时候只能用位置参数

   （掌握！）重要结论：定义函数的时候，如果参数中有一个独立的*（*后无参数），*的作用是让在调用函数的时候*后面的参数必须用关键字参数传参。

2. 在参数名前加 ** ,那么这个参数就可以同时接受多个实参(必须是关键字参数)。

   原理：带**的参数会变成一个字典，接受到的实参会变成字典中的键值对。

   带**的参数传参时，参数名可以任取。

# 练习：定义一个函数，求多个数的和
# sum1(10, 20)    sum1(1, 2, 30)   sum1(20, 3, 4, 5)
def sum1(*x):
    pass
    print(f'x:{x}')

sum1()      # x:()
sum1(20)    # x:(20,)
sum1(10, 20)        # x:(10, 20)
sum1(10, 20, 34, 5, 6)    # x:(10, 20, 34, 5, 6)

def func5(x, y, *z):
    print(f'x:{x}, y:{y}, z:{z}')

func5(10, 20)    # x:10, y:20, z:()
func5(10, 20, 30, 40)       # x:10, y:20, z:(30, 40)

# 带*的参数的前面和后面还能有定长参数
def func5(x, *y):
    print(f'x:{x},y:{y}')

func5(10, 20, 30)

# 结论：如果带*的不定长参数后面还有定长参数，那后边的定长参数必须通过关键字参数传参
def func6(*x, y):
    print(f'x:{x},y:{y}')

# func5(10, 20, 30)  # 报错，y必须以关键字参数传参
func6(10, 20, y=30)  #x:(10, 20),y:30

# 定义函数的时候，如果参数中有一个独立的*（*后无参数），*的作用是让在调用函数的时候*后面的参数必须用关键字参数传参
def func8(x, *, y, z):  # *（并不是表示一个不定长参数，因为*后面没有接参数）的价值就是让使用时y必须用关键字传参,即让*后的参数都必须用关键字传参
    pass

func8(10, y=20, z=30)

# **
def func9(**x):
    pass

func9()  # {}
func9(a=10, b=20, c=30)  # {'a': 10, 'b': 20, 'c': 30}，传参时参数名可以任取取。