今天就跟大家聊聊有關(guān)怎么解析Python函數(shù)基礎(chǔ)知識(shí)，可能很多人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，希望大家根據(jù)這篇文章可以有所收獲。

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 一、函數(shù)基礎(chǔ)

簡(jiǎn)單地說，一個(gè)函數(shù)就是一組Python語句的組合，它們可以在程序中運(yùn)行一次或多次運(yùn)行。Python中的函數(shù)在其他語言中也叫做過程或子例程，那么這些被包裝起來的語句通過一個(gè)函數(shù)名稱來調(diào)用。

有了函數(shù)，我們可以在很大程度上減少復(fù)制及粘貼代碼的次數(shù)了(相信很多人在剛開始時(shí)都有這樣的體驗(yàn))。我們可以把相同的代碼可以提煉出來做成一個(gè)函數(shù)，在需要的地方只需要調(diào)用即可。那么，這樣就提高了代碼的復(fù)用率了，整體代碼看起來比較簡(jiǎn)練，沒有那么臃腫了。

函數(shù)在Python中是很基本的程序結(jié)構(gòu)，用來充分地讓我們的代碼進(jìn)行復(fù)用;與此同時(shí)，函數(shù)可以把一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的系統(tǒng)分割為可管理的多個(gè)部分，簡(jiǎn)化編程、代碼復(fù)用。

接下來我們看看什么是函數(shù)，及函數(shù)該如何定義。有兩種方式可以進(jìn)行函數(shù)的定義，分別是def及l(fā)ambda關(guān)鍵字。

1. 函數(shù)定義

先總結(jié)一下為什么要使用函數(shù)?

代碼復(fù)用***化及最小化冗余代碼;過程分解(拆解)。把一個(gè)復(fù)雜的任務(wù)拆解為多個(gè)小任務(wù)。

函數(shù)定義的語法為：

def func_name(arg1, arg2, arg3, ..., argN):  statement  return value

根據(jù)上面定義，可以簡(jiǎn)單地描述為：Python中的函數(shù)是具有0個(gè)或多個(gè)參數(shù)，具有若干行語句并且具有返回值(返回值可有可無)的一個(gè)語句塊(注意縮進(jìn))。

那么我們就定義一個(gè)比較簡(jiǎn)單的函數(shù)，該函數(shù)沒有參數(shù)，進(jìn)入ipython交互式環(huán)境：

In[1]: def hello(): ...: print('Leave me alone, the world')  ...:

調(diào)用(執(zhí)行)該函數(shù)：

In[2]: hello() Leave me alone, the world

我們發(fā)現(xiàn)hello()函數(shù)并沒有return語句，在Python中，如果沒有顯式的執(zhí)行return語句，那么函數(shù)的返回值默認(rèn)為None。

我們說過，定義函數(shù)有兩種形式，另外一種形式是使用lambda來定義。使用lambda定義的函數(shù)是匿名函數(shù)，這個(gè)我們?cè)诤竺娴膬?nèi)容進(jìn)行講解，這里暫且不表。

二、函數(shù)參數(shù)

定義函數(shù)的時(shí)候，我們把參數(shù)的名字和位置確定下來，函數(shù)的接口定義就完成了。對(duì)于函數(shù)的調(diào)用者來說，只需要知道如何傳遞正確的參數(shù)，以及函數(shù)將返回什么樣的值就夠了，函數(shù)內(nèi)部的復(fù)雜的邏輯被封裝起來，調(diào)用者無需了解。

Python的函數(shù)定義非常簡(jiǎn)單，但靈活度卻非常大。除了正常定義的必選參數(shù)外，還可以使用默認(rèn)參數(shù)、可變參數(shù)和關(guān)鍵字參數(shù)，使得函數(shù)定義出來的接口，不但能處理復(fù)雜的參數(shù)，還可以簡(jiǎn)化調(diào)用者的代碼。

1. 默認(rèn)參數(shù)

默認(rèn)參數(shù)使得API簡(jiǎn)潔，但不失靈活性。當(dāng)一個(gè)參數(shù)有默認(rèn)值時(shí)，調(diào)用時(shí)如果不傳遞此參數(shù)時(shí)，會(huì)使用默認(rèn)值。

def inc(init, step=1): return init + step # 調(diào)用一下這個(gè)函數(shù) >>> inc(3) 4 >>> inc(3, 2) 5

默認(rèn)參數(shù)有一個(gè)坑，就是非默認(rèn)參數(shù)要放到默認(rèn)參數(shù)的前面(不然Python的解釋器會(huì)報(bào)語法錯(cuò)誤)。允許有多個(gè)默認(rèn)參數(shù)，但默認(rèn)參數(shù)需要放在參數(shù)列表的***面。

def append(x, lst=[]): return lst.append(x)

此函數(shù)有問題。(函數(shù)中的形參是全局變量?lst在append函數(shù)中叫l(wèi)st，但在全局作用域中，我們不知道lst具體叫什么名字。)

修改之后的函數(shù)為：

def append(x, lst=None): if lst is None: lst = [] lst.append(x) return lst

通常來說，當(dāng)默認(rèn)參數(shù)是可變的時(shí)候，需要特別注意作用域的問題，我們需要上述的技巧(不可變的數(shù)據(jù)類型是值傳遞，可變的數(shù)據(jù)類型是引用傳遞。)。目前可變的對(duì)象為list，dict，set，bytearray。

默認(rèn)參數(shù)很有用，但使用不當(dāng)，也會(huì)掉坑里。默認(rèn)參數(shù)有個(gè)很大的坑，演示如下：

# 先定義一個(gè)函數(shù)，傳入一個(gè)list，添加一個(gè)END再返回

def add_end(L=[]): L.append('END') return L

當(dāng)我們正常調(diào)用時(shí)，結(jié)果似乎不錯(cuò)：

>>> add_end([1, 2, 3]) [1, 2, 3, 'END'] >>> add_end(['x', 'y', 'z']) ['x', 'y', 'z', 'END']

當(dāng)我們使用默認(rèn)參數(shù)調(diào)用時(shí)，一開始結(jié)果也是對(duì)的：

>>> add_end() ['END']

但是，再次調(diào)用add_end()時(shí)，結(jié)果就不對(duì)了：

>>> add_end() ['END', 'END'] >>> add_end() ['END', 'END', 'END']

原因解釋如下：

Python函數(shù)在定義的時(shí)候，默認(rèn)參數(shù)L的值就被計(jì)算出來了，即[]，因?yàn)槟J(rèn)參數(shù)L也是一個(gè)變量，它指向?qū)ο骩]，每次調(diào)用該函數(shù)，如果改變了L的內(nèi)容，則下次調(diào)用時(shí)，默認(rèn)參數(shù)的內(nèi)容就變了，不再是函數(shù)定義時(shí)的[]了。

所以，定義默認(rèn)參數(shù)要牢記一點(diǎn)：默認(rèn)參數(shù)必須指向不變對(duì)象!

要修改上面的例子，我們可以用None這個(gè)不變對(duì)象來實(shí)現(xiàn)：

def add_end(L=None): if L is None: L = [] L.append('END') return L

為什么要設(shè)計(jì)str、None這樣的不變對(duì)象呢?因?yàn)椴蛔儗?duì)象一旦創(chuàng)建，對(duì)象內(nèi)部的數(shù)據(jù)就不能修改，這樣就減少了由于修改數(shù)據(jù)導(dǎo)致的錯(cuò)誤。此外，由于對(duì)象不變，多任務(wù)環(huán)境下同時(shí)讀取對(duì)象不需要加鎖，同時(shí)讀一點(diǎn)問題都沒有。我們?cè)诰帉懗绦驎r(shí)，如果可以設(shè)計(jì)一個(gè)不變對(duì)象，那就盡量設(shè)計(jì)成不變對(duì)象。

2. 位置參數(shù)

我們先寫一個(gè)計(jì)算x^2的函數(shù)：

def power(x): return x * x

對(duì)于power(x)函數(shù)，參數(shù)x就是一個(gè)位置參數(shù)。當(dāng)我們調(diào)用power函數(shù)時(shí)，必須傳入有且僅有的一個(gè)參數(shù)x：

>>> power(5) 25 >>> power(15) 225

現(xiàn)在，如果我們要計(jì)算x^3怎么辦呢?可以再定義一個(gè)power3函數(shù)，但是如果要計(jì)算x^4、x^5、x^n，怎么辦?我們不可能定義***多個(gè)函數(shù)，我們可以把power(x)修改為power(x,  n)，用來計(jì)算x^n，說寫就寫：

def power(x, n): s = 1 while n > 0: n = n - 1 s = s * x return s

3. 關(guān)鍵字參數(shù)

可變參數(shù)允許我們傳入0個(gè)或任意個(gè)參數(shù)，這些可變參數(shù)在函數(shù)調(diào)用時(shí)自動(dòng)組裝為一個(gè)tuple。而關(guān)鍵字參數(shù)允許你傳入0個(gè)或任意個(gè)含參數(shù)名的參數(shù)，這些關(guān)鍵字參數(shù)在函數(shù)內(nèi)部自動(dòng)組裝為一個(gè)dict。示例如下：

def person(name, age, **kwargs): print('name:', name, 'age:', age, 'other:', kwargs)

函數(shù)person除了必選參數(shù)name和age外，還接受關(guān)鍵字參數(shù)kwargs。在調(diào)用該函數(shù)時(shí)，可以只傳入必選參數(shù)：

>>> person('LavenLiu', 25) name: LavenLiu age: 25 other: {}

也可以傳入任意個(gè)數(shù)的關(guān)鍵字參數(shù)：

>>> person('LavenLiu', 25) name: LavenLiu age: 25 other: {} >>> person('Taoqi', 25, city='Hebei') name: Taoqi age: 25 other: {'city': 'Hebei'} >>> person('James', 31, gender='M', job='NBA player') name: James age: 31 other: {'gender': 'M', 'job': 'NBA player'}

關(guān)鍵字參數(shù)有什么用?它可以擴(kuò)展函數(shù)的功能。比如，在person函數(shù)里，我們保證能接收到name和age這兩個(gè)參數(shù)，但是，如果調(diào)用者愿意提供更多的參數(shù)，我們也能收到。試想你正在做一個(gè)用戶注冊(cè)的功能，除了用戶名和年齡是必填項(xiàng)外，其他都是可選項(xiàng)，利用關(guān)鍵字參數(shù)來定義這個(gè)函數(shù)就能滿足注冊(cè)的需求。

和可變參數(shù)類似，也可以先組裝出一個(gè)dict，然后，把該dict轉(zhuǎn)換為關(guān)鍵字參數(shù)傳進(jìn)去：

>>> kwargs = {'city': 'Hebei', 'job': 'Test'} >>> person('Taoqi', 25, **kwargs) name: Taoqi age: 25 other: {'city': 'Hebei', 'job': 'Test'}

4. 位置參數(shù)和關(guān)鍵字參數(shù)

位置參數(shù)和關(guān)鍵字參數(shù)是函數(shù)調(diào)用時(shí)的概念。

當(dāng)默認(rèn)參數(shù)和關(guān)鍵字參數(shù)結(jié)合起來用的時(shí)候，很有用。

關(guān)鍵字參數(shù)必須寫在位置參數(shù)之后，否則會(huì)拋出語法錯(cuò)誤。

def minus(x, y): return x - y minus(3, 5) # 位置參數(shù)，位置傳參 minus(5, 3) # 位置參數(shù)，位置傳參 minus(x=5, y=3) # 關(guān)鍵字參數(shù)，關(guān)鍵字傳參 minus(y=3, x=5) # 關(guān)鍵字參數(shù)，關(guān)鍵字傳參

位置參數(shù)和關(guān)鍵字參數(shù)可以共存，但是關(guān)鍵字參數(shù)必須寫到位置參數(shù)之后。

5. 可變位置參數(shù)

可變位置參數(shù)用*定義，在函數(shù)體內(nèi)，可變位置參數(shù)是一個(gè)元組。

可變位置參數(shù)。

In[1]: def fn(*args): ...: print(args)  ...:  In[2]: fn((1, 2, 3, 4))  ((1, 2, 3, 4),)  In[3]: tup01 = (1, 2, 3, 4)  In[4]: fn(tup01)  ((1, 2, 3, 4),) In[5]: fn(*tup01)  (1, 2, 3, 4)

在python的函數(shù)中，還可以定義可變參數(shù)。可變參數(shù)就是傳入的參數(shù)個(gè)數(shù)是可變的。

In[6]: def cacl(*numbers):  ...: sum = 0  ...: for n in numbers:  ...: sum = sum + n * n  ...: return sum  ...:  In[7]: nums = [1, 2, 3]  In[8]: cacl(*nums) # 這里如果不在nums前面加*，有問題嗎? Out[8]: 14

6. 可變關(guān)鍵字參數(shù)

可變關(guān)鍵字參數(shù)使用**定義，在函數(shù)體內(nèi)，可變關(guān)鍵字參數(shù)是一個(gè)字典?？勺冴P(guān)鍵字參數(shù)的key都是字符串，并且符合標(biāo)識(shí)符定義規(guī)范。

def fn(**kwargs): print(kwargs) dict01 = {'name': 'Laven Liu', 'age': 29} fn(**dict01) # fn(dict01) fn(name='Laven Liu', age=29) {'name': 'Laven Liu', 'age': 29} {'name': 'Laven Liu', 'age': 29}

可變位置參數(shù)只能以位置參數(shù)的形式調(diào)用可變關(guān)鍵字參數(shù)只能以關(guān)鍵字參數(shù)的形式調(diào)用可變位置參數(shù)必須在可變關(guān)鍵字參數(shù)之前

In[18]: def fn(*args, **kwargs): ...: print(args) ...: print(kwargs)  ...:  In[19]: fn(1, 2, 3, a=1, b=2)  (1, 2, 3)  {'a': 1, 'b': 2}  In[20]: def fn(*args, x, y):  ...: print(args) ...: print(x, y)  ...:  In[21]: fn(1, 2, 3, 4) --------------------------------------------------------------------------- TypeError Traceback (most recent call last)  in ()  ----> 1 fn(1, 2, 3, 4) TypeError: fn() missing 2 required keyword-only arguments: 'x' and 'y' In[22]: fn(1, 2, x=3, y=4)  (1, 2)  3 4

可變參數(shù)后置可變參數(shù)不和默認(rèn)參數(shù)一起出現(xiàn)

7. 參數(shù)組合

在Python中定義函數(shù)，可以用必選參數(shù)、默認(rèn)參數(shù)、可變參數(shù)和關(guān)鍵字參數(shù)，這4種參數(shù)都可以一起使用，或者只用其中某些，但是請(qǐng)注意，參數(shù)定義的順序必須是：  必選參數(shù)、默認(rèn)參數(shù)、可變參數(shù)和關(guān)鍵字參數(shù)

比如定義一個(gè)函數(shù)，包含上述4種參數(shù)：

>>> def func(a, b, c=0, *args, **kwargs): ... print('a =', a, 'b =', b, 'c =', c, 'args = ', args, 'kwargs = ', kwargs)

在函數(shù)調(diào)用的時(shí)候，Python解釋器自動(dòng)按照參數(shù)位置和參數(shù)名把對(duì)應(yīng)的參數(shù)傳進(jìn)去。

>>> func(1, 2) a = 1 b = 2 c = 0 args = () kwargs = {} >>> func(1, 2, c=3) a = 1 b = 2 c = 3 args = () kwargs = {} >>> func(1, 2, 3, 'a', 'b') a = 1 b = 2 c = 3 args = ('a', 'b') kwargs = {} >>> func(1, 2, 3, 'a', 'b', x=99) a = 1 b = 2 c = 3 args = ('a', 'b') kwargs = {'x': 99} >>>

最神奇的是通過一個(gè)tuple和dict，我們也可以調(diào)用該函數(shù)：

>>> args = (1, 2, 3, 4) >>> kwargs = {'x': 99} >>> func(*args, **kwargs) a = 1 b = 2 c = 3 args = (4,) kwargs = {'x': 99}

所以，對(duì)于任意函數(shù)，都可以通過類似func(*args, **kwargs)的形式調(diào)用它，無論它的參數(shù)是如何定義的。

8. 參數(shù)解構(gòu)

參數(shù)解構(gòu)發(fā)生在函數(shù)調(diào)用時(shí)，可變參數(shù)發(fā)生函數(shù)定義的時(shí)候。參數(shù)解構(gòu)分為兩種形式，一種是位置參數(shù)解構(gòu)，另一種是關(guān)鍵字參數(shù)解構(gòu)。

參數(shù)結(jié)構(gòu)的兩種形式：

位置參數(shù)解構(gòu)，使用一個(gè)星號(hào)。解構(gòu)的對(duì)象為可迭代對(duì)象，解構(gòu)的結(jié)果為位置參數(shù)。關(guān)鍵字參數(shù)解構(gòu)，使用兩個(gè)星號(hào)。解構(gòu)的對(duì)象為字典，解構(gòu)的結(jié)果為關(guān)鍵字參數(shù)。

位置參數(shù)解構(gòu)的一個(gè)例子：

In[23]: def fn(a, b, c): ...: print(a, b, c) ...: In[24]: lst = [1, 2, 3] In[25]: fn(lst[0], lst[1], lst[2]) 1 2 3 # 也可以進(jìn)行如下形式的調(diào)用 In[26]: fn(*lst) # 這種做法就叫參數(shù)解構(gòu) 1 2 3 # *號(hào)可以把線性結(jié)構(gòu)解包成位置參數(shù) lst = [1, 2, 3, 4] fn(*lst) # -> fn(lst[0], lst[1], lst[2], lst[3]) TypeError: fn() takes 3 positional arguments but 4 were given

# 這里就報(bào)錯(cuò)了，本來這個(gè)函數(shù)只能接收3個(gè)位置參數(shù)，lst有四個(gè)元素，通過參數(shù)解構(gòu)之后，就變成了4個(gè)參數(shù)，所以就報(bào)錯(cuò)了。

接下來看字典解構(gòu)的例子：

In[27]: d = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3} In[28]: fn(**d) 1 2 3 # **可以把字典解構(gòu)成關(guān)鍵字參數(shù)

參數(shù)解構(gòu)發(fā)生在函數(shù)調(diào)用時(shí)。解構(gòu)的時(shí)候，線性結(jié)構(gòu)的解構(gòu)是位置參數(shù)，字典解構(gòu)是關(guān)鍵字參數(shù)。

傳參的順序：位置參數(shù)，線性結(jié)構(gòu)解構(gòu);關(guān)鍵字參數(shù)，字典解構(gòu)。盡量的少的同時(shí)使用兩種解構(gòu)，除非你真的知道在做什么。

In[29]: def fn(a, b, c, d): ...: print(a, b, c, d) ...: In[30]: fn(0, *[2], c=1, **{'d': 3}) 0 2 1 3

9. 參數(shù)槽(keyword-only參數(shù))

Python3中引入的。

def fn(a, b, c): print(a, b, c) fn(a=1, b=2, c=3)

如果要強(qiáng)制傳入的參數(shù)為關(guān)鍵字參數(shù)：

def fn(*, a, b, c): print(a, b, c) >>> fn(1, 2, 3) Traceback (most recent call last): File "", line 1, in fn(1, 2, 3) TypeError: fn() takes 0 positional arguments but 3 were given >>> fn(a=1, b=2, c=3) 1 2 3

# *之后的參數(shù)，必須以關(guān)鍵字參數(shù)的形式傳遞，稱之為參數(shù)槽。

參數(shù)槽通常和默認(rèn)參數(shù)搭配使用。

>>> def fn(a, b, *, x, y): print(a, b) print(x, y) >>> fn(1, 2, 3, 4) Traceback (most recent call last): File "", line 1, in fn(1, 2, 3, 4) TypeError: fn() takes 2 positional arguments but 4 were given >>> fn(1, 2, x=3, y=4) 1 2 3 4 >>> fn(1, 2, **{'x': 3, 'y': 4}) 1 2 3 4 def fn(a, b, *): print(a, b) def fn(a, b, *): .. print(a, b) File "", line 1 SyntaxError: named arguments must follow bare * 幾個(gè)例子： def fn01(*, x=1, y=5): print(x) print(y) >>> fn01() 1 5 def fn02(x=1, *, y): print(x) print(y) >>> fn02(y=3) 1 3

參數(shù)槽之坑：

*之后必須有參數(shù)非命名參數(shù)有默認(rèn)值時(shí)，命名參數(shù)可以沒有默認(rèn)值默認(rèn)參數(shù)應(yīng)該在每段參數(shù)的***使用參數(shù)槽時(shí)，不能使用可變位置參數(shù)，可變關(guān)鍵之參數(shù)必須放在命名參數(shù)之后

三、高級(jí)用法

1. 遞歸函數(shù)

在函數(shù)內(nèi)部，可以調(diào)用其他函數(shù)。如果一個(gè)函數(shù)在內(nèi)部調(diào)用自身本身，這個(gè)函數(shù)就是遞歸函數(shù)。

def fact(n): if n==1: return 1 return n*fact(n-1)

使用遞歸函數(shù)的優(yōu)點(diǎn)是邏輯簡(jiǎn)單清晰，缺點(diǎn)是過深的調(diào)用會(huì)導(dǎo)致棧溢出。

針對(duì)尾遞歸優(yōu)化的語言可以通過尾遞歸防止棧溢出。尾遞歸事實(shí)上和循環(huán)是等價(jià)的，沒有循環(huán)語句的編程語言只能通過尾遞歸實(shí)現(xiàn)循環(huán)。

2. 匿名函數(shù) lambda

python 使用 lambda 來創(chuàng)建匿名函數(shù)。

lambda只是一個(gè)表達(dá)式，函數(shù)體比def簡(jiǎn)單很多。

lambda的主體是一個(gè)表達(dá)式，而不是一個(gè)代碼塊。僅僅能在lambda表達(dá)式中封裝有限的邏輯進(jìn)去。

lambda函數(shù)擁有自己的名字空間，且不能訪問自有參數(shù)列表之外或全局名字空間里的參數(shù)。

雖然lambda函數(shù)看起來只能寫一行，卻不等同于C或C++的內(nèi)聯(lián)函數(shù)，后者的目的是調(diào)用小函數(shù)時(shí)不占用棧內(nèi)存從而增加運(yùn)行效率。

fib = lambda n,x=0,y=1:x if not n else fib(n-1,y,x+y) print(fib(20))

3. Python函數(shù)中的多態(tài)

一個(gè)操作的意義取決于被操作對(duì)象的類型：

def times(x,y): return x*y >>>times(2,4) >>>8 times('Python',4) # 傳遞了與上不同的數(shù)據(jù)類型 'PythonPythonPythonPython'

四、總結(jié)

Python的函數(shù)具有非常靈活的參數(shù)形態(tài)，既可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的調(diào)用，又可以傳入非常復(fù)雜的參數(shù)。

默認(rèn)參數(shù)一定要用不可變對(duì)象，如果是可變對(duì)象，運(yùn)行會(huì)有邏輯錯(cuò)誤!

要注意定義可變參數(shù)和關(guān)鍵字參數(shù)的語法：

*args是可變參數(shù)，args接收的是一個(gè)tuple;

**kwargs是關(guān)鍵字參數(shù)，kwargs接收的是一個(gè)dict。

以及調(diào)用函數(shù)時(shí)如何傳入可變參數(shù)和關(guān)鍵字參數(shù)的語法：

可變參數(shù)既可以直接傳入：func(1, 2, 3)，又可以先組裝list或tuple，再通過*args傳入：func(*(1, 2, 3));

關(guān)鍵字參數(shù)既可以直接傳入：func(a=1, b=2)，又可以先組裝dict，再通過kwargs傳入：func({'a': 1, 'b':  2})。

使用*args和**kwargs是Python的習(xí)慣寫法，當(dāng)然也可以用其他參數(shù)名，但應(yīng)該使用習(xí)慣用法。

看完上述內(nèi)容，你們對(duì)怎么解析Python函數(shù)基礎(chǔ)知識(shí)有進(jìn)一步的了解嗎？如果還想了解更多知識(shí)或者相關(guān)內(nèi)容，請(qǐng)關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道，感謝大家的支持。