在前面已經(jīng)多次提到函數(shù)這個(gè)概念,之所以沒(méi)有解釋什么是函數(shù),是因?yàn)槌绦蛑械暮瘮?shù)和數(shù)學(xué)中的函數(shù)差不多,如input()、range()等都是函數(shù),這些都是Python的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù),直接使用就可以了。根據(jù)需要,用戶也可以自定義函數(shù)。
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12.1 函數(shù)
函數(shù)的結(jié)構(gòu):
def 函數(shù)名(參數(shù)):
函數(shù)體
return 返回值
例如:數(shù)學(xué)中的函數(shù)f(x)=2x+5在Python中可以定義如下:
def f(x):
y=2*x+5
return(y)
如果x取值為3,可以使用如下語(yǔ)句調(diào)用函數(shù):
f(3)
下面給出完整的程序代碼:
def f(x):
y=2*x+5
return(y)
res=f(3)
print(res)
運(yùn)行結(jié)果:11
如上例中的x是函數(shù)f(x)的參數(shù),有時(shí)也被稱為形式參數(shù)(簡(jiǎn)稱形參),在函數(shù)被調(diào)用時(shí),x被具體的值3替換y就是函數(shù)的返回值,這個(gè)值3也被稱為實(shí)際參數(shù)(簡(jiǎn)稱實(shí)參)。
上例中的y是函數(shù)f(x)的返回值。并不是所有的函數(shù)都有參數(shù)和返回值。如下面的函數(shù):
def func():
print('此為無(wú)參數(shù)傳遞、無(wú)返回值的函數(shù)')
func()
輸出結(jié)果:此為無(wú)參數(shù)傳遞、無(wú)返回值的函數(shù)
可以看出,該函數(shù)func()無(wú)參數(shù),故調(diào)用時(shí)不用賦給參數(shù)值。
函數(shù)也可以有多個(gè)參數(shù),如f(x,y)=x2+y2,可用Python語(yǔ)言定義如下:
def f(x,y):
z=x**2+y**2
return z
print(f(2,3)) #調(diào)用函數(shù)f(x,y)
輸出結(jié)果:13
也可以通過(guò)直接給參數(shù)列表中的參數(shù)賦值的方法,為參數(shù)添加默認(rèn)值,如果用戶賦予參數(shù)值,則按照用戶賦值執(zhí)行,否則使用默認(rèn)值。例如:
def f(x,y=3):
z=x**2+y**2
return z
若調(diào)用時(shí)參數(shù)列表為(2,1),即x賦值為2,y賦值為1:
print(f(2,1))
輸出結(jié)果為:5
若調(diào)用時(shí)參數(shù)列表為(2),即x賦值為2,y賦值省缺,則y使用默認(rèn)值:
print(f(2))
輸出結(jié)果為:13
回調(diào)函數(shù),又稱函數(shù)回調(diào),是將函數(shù)作為另一函數(shù)的參數(shù)。
例如:
def func(fun,m,n):
fun(m,n)
def f_add(m,n):
print('m+n=',m+n)
def f_mult(m,n):
print('m*n=',m*n)
func(f_add,2,3)
func(f_mult,2,3)
輸出結(jié)果:
m+n= 5
m*n= 6
在f_add(m,n)和f_mult(m,n)被定義前,func(fun,m,n)中的fun(m,n)就已經(jīng)調(diào)用了這兩個(gè)函數(shù),即“先調(diào)用后定義”,這也是回調(diào)函數(shù)的特點(diǎn)。
如果無(wú)法預(yù)知參數(shù)的個(gè)數(shù),可以在參數(shù)前面加上*號(hào),這種參數(shù)實(shí)際上對(duì)應(yīng)元組類型。譬如,參會(huì)的人數(shù)事先不能確定,只能根據(jù)與會(huì)人員名單輸入:
def func(*names):
print('今天與會(huì)人員有:')
for name in names:
print(name)
func('張小兵','陳曉梅','李大海','王長(zhǎng)江')
運(yùn)行后,輸出結(jié)果為:
今天與會(huì)人員有:
張小兵
陳曉梅
李大海
王長(zhǎng)江
參數(shù)為字典類型,需要在參數(shù)前面加上**號(hào)。
def func(**kwargs):
for i in kwargs:
print(i,kwargs[i])
func(a='a1',b='b1',c='c1')
輸出結(jié)果為:
a a1
b b1
c c1
一個(gè)有趣的實(shí)例:
def func(x,y,z,*args,**kwargs):
print(x,y,z)
print(args)
print(kwargs)
func('a','b','c','Python','is easy',py='python',j='java',ph='php')
輸出結(jié)果:
a b c # 前三個(gè)實(shí)參賦給前三個(gè)形參
('Python', 'is easy') # *args接收元組數(shù)據(jù)
{'py': 'python', 'j': 'java', 'ph': 'php'} # **kwargs接收字典數(shù)據(jù)
12.2 變量的作用域
變量的作用域即變量的有效范圍,可分為全局變量和局部變量。
局部變量
在函數(shù)中定義的變量就是局部變量,局部變量的作用域僅限于函數(shù)內(nèi)部使用。
全局變量
在主程序中定義的變量就是全局變量,但在函數(shù)中用關(guān)鍵字global修飾的變量也可以當(dāng)做全局變量來(lái)使用。
全局變量的作用域是整個(gè)程序,也就是說(shuō),全局變量可以在整個(gè)程序中可以訪問(wèn)。
下面通過(guò)實(shí)例去討論:
程序1:
a=1 # a為全局變量
def a_add():
print('a的初值:',a) # 在函數(shù)中讀取a的值
a_add() # 調(diào)用函數(shù)a_add()
a+=1 # 主程序語(yǔ)句,a增加1
print('a現(xiàn)在的值是:',a) # 主程序語(yǔ)句,讀取a的值
運(yùn)行結(jié)果:
a的初值: 1
a現(xiàn)在的值是: 2
這個(gè)結(jié)果和我們想象的一樣,全局變量a既可以在主程序中讀取,也可以在子程序(函數(shù))中讀取。
程序2:
a=1
def a_add():
a+=1
print('a的初值:',a)
a_add()
print('a現(xiàn)在的值是:',a)
運(yùn)行程序1時(shí)出現(xiàn)如下錯(cuò)誤提示:
UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment
意思是:局部變量'a'在賦值之前被引用。
從語(yǔ)法上來(lái)講,該程序沒(méi)有錯(cuò)誤。首先定義了一個(gè)全局變量a并賦值為1,又定義了一個(gè)函數(shù)a_add(),函數(shù)內(nèi)的語(yǔ)句a+=1就是出錯(cuò)的根源,雖然我們的初衷是想讓全局變量a的值增加1,但從錯(cuò)誤提示看,這個(gè)語(yǔ)句中的a并不是全局變量,而是局部變量??磥?lái),在函數(shù)中讀取全局變量的值是沒(méi)有問(wèn)題的(在程序1中已經(jīng)得到了驗(yàn)證),但要在函數(shù)中改變?nèi)肿兞康闹凳遣恍械模ㄔ诔绦?的錯(cuò)誤提示a+=1中的a 是局部變量,而非全局變量)。
怎樣解決這個(gè)問(wèn)題?
程序3:
a=1
def a_add(x):
x+=1
return x
print('a的初值:',a)
a=a_add(a)
print('a現(xiàn)在的值是:',a)
運(yùn)行結(jié)果:
a的初值: 1
a現(xiàn)在的值是: 2
結(jié)果的確是正確的,但在函數(shù)a_add(x)中沒(méi)有調(diào)用變量a(沒(méi)有出現(xiàn)變量a)。
程序4:
a=1
def a_add(a):
a+=1
return a
print('a的初值:',a)
a=a_add(a)
print('a現(xiàn)在的值是:',a)
運(yùn)行結(jié)果:
a的初值: 1
a現(xiàn)在的值是: 2
對(duì)比程序4和程序3不難發(fā)現(xiàn),其實(shí)程序4只是簡(jiǎn)單的把函數(shù)的參數(shù)x變成了a,這個(gè)a的實(shí)質(zhì)和程序3中的x還是一樣的。這進(jìn)一步證實(shí),函數(shù)中的a是局部變量,與主程序的全局變量a有著本質(zhì)的區(qū)別。
程序5:
a=1
def a_add():
global a
a+=1
print('a的初值:',a)
a_add()
print('a現(xiàn)在的值是:',a)
運(yùn)行結(jié)果:
a的初值: 1
a現(xiàn)在的值是: 2
程序5和程序2相比較,僅僅是在函數(shù)中添加了一個(gè)定義“global a”,此時(shí)的局部變量a就可以當(dāng)做全局變量使用,由于它和全局變量a同名,自然也就不用區(qū)分a究竟是全局變量還是局部變量了,在主程序和該函數(shù)內(nèi)都可以訪問(wèn)、修改變量a的值了。
雖然使用global可使變量使用起來(lái)非常方便,但也容易引起混淆,故在使用過(guò)程中還是謹(jǐn)慎為好。
12.3 函數(shù)的遞歸與嵌套
遞歸,就是函數(shù)調(diào)用它自身。遞歸必須設(shè)置停止條件,否則函數(shù)將無(wú)法終止,形成死循環(huán)。
以計(jì)算階乘為例:
def func(n):
if n==1:
return 1
else:
return n*func(n-1) #func( )調(diào)用func( )
print(func(5))
運(yùn)行結(jié)果為:120
嵌套,指在函數(shù)中調(diào)用另外的函數(shù)。這是程序中常見(jiàn)的一種結(jié)構(gòu),在此不再贅述。
匿名函數(shù)
Python中可以在參數(shù)前加上關(guān)鍵字lambda定義一個(gè)匿名函數(shù),這樣的函數(shù)一般都屬于“一次性”的。
例如:
程序1:這是一個(gè)常規(guī)的函數(shù)定義和調(diào)用。
def f_add(x,y):
return x+y
print(f_add(2,3))
輸出結(jié)果:5
程序2:使用lambda定義匿名函數(shù)。
f_add=lambda x,y:x+y
print(f_add(2,3))
輸出結(jié)果:5
從上面的代碼可以看出,使用lambda僅僅減少了一行代碼。f_add=lambda x,y:x+y中的f_add不是變量名,而是函數(shù)名。程序1和程序2的print( )語(yǔ)句中的參數(shù)都是一樣的——調(diào)用函數(shù)f_add( )。所以,匿名函數(shù)并沒(méi)有太多的優(yōu)點(diǎn)。
不需要。在C語(yǔ)言中需要包含頭文件、創(chuàng)建主函數(shù)、使用頭文件中的printf函數(shù)來(lái)進(jìn)行輸出。但在Python語(yǔ)言中無(wú)需包含頭文件,就可以直接使用Python語(yǔ)言中的輸出函數(shù)print來(lái)輸出。Python由荷蘭數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)研究學(xué)會(huì)的GuidovanRossum于1990年代初設(shè)計(jì),作為一門叫做ABC語(yǔ)言的替代品。
python中print函數(shù)的用法是:
第一種方法:一個(gè)蘿卜一個(gè)坑,下面的代碼中,{0}、{1}、{2}分別表示j,i,j*i,單引號(hào)里面是輸出格式。
print('{0}+{1}={2}'.format(j,i,j+i))。
第二種方法:類似于C語(yǔ)言格式輸出,使用%開頭格式輸出。
print("%d + %d = %d" %(j,i,j+i))。
python中自動(dòng)換行,要想不換行的話,需要在print括號(hào)最后面加上 , end = ''print(i, end = '' )。
Python常用格式字符是:
1、%s 字符串采用str()的顯示。
2、%x 十六進(jìn)制整數(shù)。
3、%r 字符串(repr())的顯示。
4、%e 指數(shù)(基底寫e)。
5、%c 單個(gè)字符。
6、%E 指數(shù)(基底寫E)。
7、%b 二進(jìn)制整數(shù)。
8、%f,%F 浮點(diǎn)數(shù)。
9、%d 十進(jìn)制整數(shù)。
10、%g 指數(shù)(e)或浮點(diǎn)數(shù)(根據(jù)顯示長(zhǎng)度)。
11、%i 十進(jìn)制整數(shù)。
12、%G 指數(shù)(E)或浮點(diǎn)數(shù)(根據(jù)顯示長(zhǎng)度)。
13、%o 八進(jìn)制整數(shù)。
14、%% 字符%。
d表示整型,f表示浮點(diǎn)型,就是指明數(shù)據(jù)類型用的。這跟C語(yǔ)言中的printf
函數(shù)語(yǔ)法是非常類似的,學(xué)過(guò)C語(yǔ)言的人就很容易理解這些。
print('test:{0:3}'.format(math.pi))3用于控制輸出寬度。這里由于輸出位數(shù)大于寬度,就按實(shí)際位數(shù)輸出了。
print('test:{0:3f}'.format(math.pi))同樣,3表示輸出寬度。若輸出位數(shù)小于此寬度,默認(rèn)右對(duì)齊,左邊補(bǔ)空格。如:
print('test:{0:10f}'.format(math.pi))test:
3.141593若輸出位數(shù)大于寬度,則按實(shí)際位數(shù)輸出。這里之所以顯示3.141593,是因?yàn)橹付薴浮點(diǎn)數(shù)類型,默認(rèn)顯示6位小數(shù)。print('test:{0:.3}'.format(math.pi)).3
指定除小數(shù)點(diǎn)外的輸出位數(shù)print('test:{0:.3f}'.format(math.pi)).3f
表示浮點(diǎn)數(shù)的精度為3(小數(shù)位保留3位)
print函數(shù)是python語(yǔ)言中的一個(gè)輸出函數(shù),可以輸出以下幾種內(nèi)容
1. 字符串和數(shù)值類型 可以直接輸出
print(?1)
1
print(?"Hello?World")
Hello?World
2.變量
無(wú)論什么類型,數(shù)值,布爾,列表,字典...都可以直接輸出
x?=??12
print(x)
12
s?=??'Hello'
print(s)
Hello
L?=?[?1,?2,?'a']
print(L)
[?1,??2,??'a']
t?=?(?1,?2,?'a')
print(t)
(?1,??2,??'a')
d?=?{?'a':?1,??'b':?2}
print(d)
{?'a':??1,??'b':??2}
3.格式化輸出
類似于C中的 printf
s
'Hello'
x?=?len(s)
print(?"The?length?of?%s?is?%d"??%?(s,x)?)
The?length?of?Hello??is??5
【注意】
Python2和3的print函數(shù)格式不同,3要求加括號(hào)(print())
縮進(jìn)最好使用4個(gè)空格
Python3中使用:print()函數(shù)
用法(從IDLE幫助上復(fù)制):
print(...)
print(value, ..., sep=' ', end='\n', file=sys.stdout, flush=False)
Prints the values to a stream, or to sys.stdout by default.
Optional keyword arguments:
file: a file-like object (stream); defaults to the current sys.stdout.
sep: string inserted between values, default a space.
end: string appended after the last value, default a newline.
flush: whether to forcibly flush the stream.
value即你要輸出的值(大多數(shù)類型均可),sep是這多個(gè)值用什么分割(默認(rèn)為空格),end是這個(gè)輸出的末尾是什么(默認(rèn)是換行)。