每日一课 | 详解抽象之函数

我不是女神ヾ 2022-10-14 05:43 131阅读 0赞

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Python大本营每日一课

大家好，我是营长，上期营长分享了数据科学”的知识点：，不清楚的小伙伴可戳这????[每日一课 | 条件、循环及其它语句][Link 1]

本期营长将为大家分享如何快速入门Python开发。

这期分享营长邀请的是应书澜（深耕 Java 技术栈，在 Python、C 语言方面亦有丰富经验，擅长预测算法，分布式中间件）分享Python开发14天快速入门

**抽奖之函数**

DAY06

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在实际应用中，通常以函数作为一个基本的代码单元，对一组需求进行抽象，用于完成一项具体的任务。函数能提高应用的模块性和代码的重复利用率。在前面的文章中，我们已经接触到了 Python 提供的一些内建函数，比如 print()、sqrt()、append()、pop()。除了 Python 提供的内建函数，我们也可以自己创建函数，这种函数被称为用户自定义函数。

### **函数的定义与调用** ###

在 C/C++、Java 中，函数（方法）的定义形式如下：

修饰符1，修饰符2，…，返回值类型，函数名（参数列表）
    public static String getPath(String basePath, String fileName)

Python 中函数的定义则“简洁”得多，Python 函数无需声明返回值类型，也无需修饰符，一般地，函数的定义形式如下：

函数定义符，函数名（参数列表）
    def getPath(basePath, fileName):
    def getName():

基于前一篇文章 Python 基础的知识储备，在此，直接以一个简单的比较函数 compare() 来举例介绍，下面的代码中定义了一个比较函数，并执行了3次调用。

#定义函数
    def compare(parameter1, parameter2):
        if (parameter1 > parameter2):
            print(1)
        elif (parameter1 == parameter2):
            print(0)
        else:
            print(-1)
    
    #调用函数
    compare(123,456)
    compare(3.14,1.5)
    compare(12,12.1)

**执行结果：**

-1
    1
    -1

参数传递
    变量与引用
    在 Python 中，所有类型：函数、模块、数字、字符串、列表、元组、
    字典等等都是对象，而变量是没有类型的，怎么理解呢？请看如下实例：

a = 12
    print("a=", a)
    a = "ABCDE"
    print("a=", a)
    a = [1,2,3,4,5]
    print("a=", a)
    a = (1,2,3,4)
    print("a=", a)
    a = {'key':12,'key1':13}
    print("a=", a)

**执行结果：**

a= 12
    a= ABCDE
    a= [1, 2, 3, 4, 5]
    a= (1, 2, 3, 4)
    a= {'key': 12, 'key1': 13}

从上面的例子可以看出，同一段代码中，同一个变量 a 先后被赋值整数、字符串、列表等多种类型，这是因为变量本身没有类型，它仅仅只是一个对象的引用（指针），它可以引用任何类型，上面例子中，变量 a 先后引用多种数据类型，本质上也仅仅是改变指向而已。

####  ####

不可变类型。

上文提及，变量没有类型，仅仅作为对象的引用，我们可以在深化一下，如下例子：

a = 12
    a = 15

上述过程的实质就是：首先创建一个对象 12，让 a 指向它，然后再创建一个对象 15，再让 a 指向后者，而前者12就被丢弃。这个过程是通过创建新的对象来实现的，并不是直接改变 a 的值，一定要理解其中区别。

这种只能通过创建新的对象才能改变对变量的赋值的数据类型，称为不可变类型，如整数、字符串、元组都是不可变类型。再来看一个例子：

def change(x):
        x = 10
    
    a = 5
    change(a)
    print("a=",a)

**执行结果：**

a= 5

调用 change() 函数并没有改变变量 a 的内容，这是因为，定义了一个变量 a，a 指向数字 5，然后执行 change 函数，是复制 a 到 x，刚开始 x 也指向数字5，在函数体内执行 x=10，由于整数是不可变对象，所以将创建一个新的对象 10，并将 10 赋值给 x 变量，此时 x 指向10，而 a 本身并没有发生改变，仍然指向5。

在 Python 中，对于不可变对象，调用自身的任意方法，并不会改变对象自身的内容，这些方法会创建新的对象并返回，保证了不可变对象本身是永远不可变的。

####  ####

**可变类型**

与不可变类型相对就是可变类型，包括列表、字典、集合、队列等。如下例子：

def change(x):
        x.append(2012)
    
    a = [1,2,3,4]
    change(a)
    print("a=",a)

**执行结果：**

a= [1, 2, 3, 4, 2012]

很明显，a 发生了改变，原因分析：执行 change() 方法时，x 指向列表 `[1,2,3,4]`，因为列表是可变对象，执行 x.append(5) 时，并不会产生新的对象，而是直接作用在原来列表对象 `[1,2,3,4]`上，进而列表对象改变为 `[1，2,3,4,5]`。

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**函数的参数类型**

Python 中，函数的参数有四种类型：必须参数、关键字参数、默认参数和不定长参数。

####  ####

**必须参数**

函数在定义的时候，已经声明了参数的数量，我们在调用函数的时候，参数的数量必须与声明时一致，且要注意顺序。

**实例1：参数数量要对应。**

#声明参数为一个
    def update(arg):
        arg = arg + 1
    
    #正确
    update(12)
    #不正确，参数缺失
    update()
    #不正确，参数多余
    update(1,2)

**实例2：参数顺序要一致。**

def printInfo(name, sex, age):
        print("name:",name)
        print("sex:",sex)
        print("age:",age)
    
    #正确
    printInfo("Jack","female", 18)
    #错误，参数顺序不对应
    printInfo(18,"Jack","female")

####  ####

**关键字参数**

上面已经提到，调用函数时，不仅参数数量要相等，还要顺序匹配。在 Python 中，还有一种方式可以更灵活的匹配参数：函数调用使用关键字参数来确定传入的参数值。

如下实例

def printInfo(name, sex, age):
        print("name:",name)
        print("sex:",sex)
        print("age:",age)
    
    #都是正确的
    printInfo(name="Jack",sex="female",age=18)
    printInfo(sex="female",name="Jack",age=18)
    printInfo(sex="female",age=18,name="Jack")

####  ####

**默认参数**

有些场景下，如果调用函数时，参数错误可能会导致不可预期的严重后果，因此，为了增强函数的适应性和容错性，可以采取一种策略：调用函数时，如果没有传递参数，则会使用默认参数。如下实例：

#声明参数为一个
    def printInfo(name, sex, age=0):
        print("name:",name)
        print("sex:",sex)
        print("age:",age)
    
    #正确
    printInfo(name="Jack",sex="female")

####  ####

**不定长参数**

有些场景下，我们希望设计一个参数数量不确定的函数，如任意个整数求和，调用形式可以是：sum(a)、sum(a,b,c)、sum(a,b,c,d)……，这时候我们需要使用一种不定长参数，一般定义形式如下：

def functionname([formal_args,] *var_args_tuple ):
        functionbody

加了（\*）的变量名会存放所有未命名的变量参数。如果在函数调用时没有指定参数，它就是一个空元组。我们也可以不向函数传递未命名的变量。如下实例：

#定义一个求和函数
    def sum(num, *num_list):
        sum = num
        for element in num_list:
            sum += element
        print("sum=",sum)
        
    sum(1)
    sum(1,2,3,4)

**执行结果：**

sum= 1
    sum= 10

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**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，表示没有任何值。如果函数没有显式的使用 return 语句，Python 函数也会默认返回 None 对象。

#定义比较函数
    def compare(parameter1, parameter2):
        if (parameter1 > parameter2):
            return 1
        elif (parameter1 == parameter2):
            return 0
        else:
            return -1
        
    result = compare(123,456)
    print("result=",result)

**执行结果：**

result= -1

####  ####

**变量作用域**

在前面章节的学习中，读者应该注意到一个问题，变量的使用非常多，有些地方甚至同名，那么，它们会不会冲突呢？实例如下：

#这里的 a 是全局变量
    a = 123
    def function():
        a = 10 #这里的 a 是局部变量
        print("I a=",a)
    
    function()
    print("II a=",a)

**执行结果：**

I a= 10
    II a= 123

上述实例可见，同名的变量并没有发生冲突，这是因为它们的“作用域”不同，变量只在自己的作用域内有效，a=123 处属于全局变量，function() 函数内部 a=10 属于局部变量，作用域不同，因此并不会冲突。

**作用域分类**

按作用域不同，变量可分为四种类型：L（Local），局部作用域；E（Enclosing），闭包函数外的函数中；G（Global），全局作用域；B（Built-in），内建作用域；

#  #

使用变量时，会根据作用域进行查找，优先级顺序为：L –> E –> G –>B，即在局部找不到，便会去局部外的局部找（例如闭包），再找不到就会去全局找，再者去内建中找。关于变量作用域的更多内容可查看博文《Python 变量作用域》。

**下期预告****：**抽象之类

以上内容均来自CSDN GitChat《Python开发14天快速入门》，作者应书澜，，识别二维码查看专栏更多详情。

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