什么是函数？

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。

1.函数的定义

你可以定义一个由自己想要功能的函数，以下是简单的规则：

• 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：

def functionname( parameters ):
   "函数_文档字符串"
   function_suite
   return [expression]

函数包括函数名，函数参数，函数体，返回值

# 定义函数showFood
def showFood(zhu, fu, tang, tianpin):
    print(zhu, fu, tang, tianpin)

2.函数的调用

通过函数名+参数调用函数。

# 2.函数的调用
# 输出：大米饭 回锅肉 紫菜蛋花汤 冰激凌
showFood("大米饭", "回锅肉", "紫菜蛋花汤", "冰激凌")

3.函数的参数

在 python 中，类型属于对象，变量是没有类型的：

a=[1,2,3]
 
a="Runoob"

3.1 形参和实参

形参：在函数定义的时候，需要准备一些变量来接收信息

实参：在实际调用的时候传递的信息

# 3.形参与实参
# 形参：在函数定义的时候，需要准备一些变量来接收信息
# 实参：在实际调用的时候传递的信息
#       1）位置参数：按照位置进行传递参数
#       2）关键字参数（命名参数/具名参数）：按照参数的名字进行传递。

# 3.1 采用具名参数调用showFood
# 输出：大米饭 回锅肉 紫菜蛋花汤 冰激凌
showFood(tianpin="冰激凌", zhu="大米饭", tang="紫菜蛋花汤", fu="回锅肉")

具名参数方式，参数的顺序可以变化，是根据参数名称进行参数传递的。

3.2 必备参数

必备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showFood()函数，你必须传入一个参数，不然会出现语法错误：

上面的showFood的四个位置参数都是必备参数。

# 必备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。
# 报错：缺少一个必备参数：
# TypeError: showFood() missing 1 required positional argument: 'tianpin'
# showFood("大米饭", "回锅肉", "紫菜蛋花汤")

3.3 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，因为 Python 解释器能够用参数名匹配参数值。也可以成为命名参数或者具名参数。

# 3.1 采用具名参数调用showFood
# 输出：大米饭 回锅肉 紫菜蛋花汤 冰激凌
showFood(tianpin="冰激凌", zhu="大米饭", tang="紫菜蛋花汤", fu="回锅肉")

3.4 默认参数

调用函数时，默认参数的值如果没有传入，则被认为是默认值。下例会打印默认的age，如果age没有被传入：

#可写函数说明
def printinfo( name, age = 35 ):
   "打印任何传入的字符串"
   print("Name: ", name)
   print("Age ", age)
   return
 
#调用printinfo函数
# 输出：Name:  miki
#      Age  50
printinfo( age=50, name="miki" )
# 输出： Name:  miki
#       Age  35
printinfo( name="miki" )

3.5 不定长参数

你可能需要一个函数能处理比当初声明时更多的参数。这些参数叫做不定长参数，和上述2种参数不同，声明时不会命名。基本语法如下：

def functionname([formal_args,] *var_args_tuple ):
   "函数_文档字符串"
   function_suite
   return [expression]

类型一：*args动态传参

加了星号（*）的变量名会存放所有未命名的变量参数。

不定长参数的类型：收到的值会被统一放在一个元组里面

# 3.3 不定长参数
# 可写函数说明
# *表示位置参数的动态传参
def printinfo( arg1, *vartuple ):
   "打印任何传入的参数"
   print( "输出: ")
   print(arg1)
   # 不定长参数的类型：收到的值会被统一放在一个元组里面
   # 输出：(60, 50)
   print(vartuple)
   for var in vartuple:
      print(var)
   return
 
# 调用printinfo 函数
printinfo( 10 )
# 第一个参数是未知参数：arg1 = 70
printinfo( 70, 60, 50 )

类型二：关键字动态传参 **kwargs

**kwargs表示接收所有关键字的动态传参。

# 不定长关键字参数
# kwargs为不定长关键字参数：收到的值会作为字典保存
def fun(a, b, c="好棒", *args, **kwargs):
   print(a,b, c, args, kwargs)
# 输出：1 2 3 (4, 5, 6, 7, 8, 9) {'goods': 'LV包包', 'car': '奔驰'}
fun(1,2,3,4,5,6,7,8,9, goods="LV包包", car="奔驰")

3.6 实参：可变和不可变对象

可更改(mutable)与不可更改(immutable)对象

在 python 中，strings, tuples, 和 numbers 是不可更改的对象，而 list,dict 等则是可以修改的对象。

• 不可变类型：变量赋值 a=5 后再赋值 a=10，这里实际是新生成一个 int 值对象 10，再让 a 指向它，而 5 被丢弃，不是改变a的值，相当于新生成了a。

• 可变类型：变量赋值 la=[1,2,3,4] 后再赋值 la[2]=5 则是将 list la 的第三个元素值更改，本身la没有动，只是其内部的一部分值被修改了。

python 函数的参数传递：

• 不可变类型：类似 c++ 的值传递，如 整数、字符串、元组。如fun（a），传递的只是a的值，没有影响a对象本身。比如在 fun（a）内部修改 a 的值，只是修改另一个复制的对象，不会影响 a 本身。

• 可变类型：类似 c++ 的引用传递，如 列表，字典。如 fun（la），则是将 la 真正的传过去，修改后fun外部的la也会受影响

python 中一切都是对象，严格意义我们不能说值传递还是引用传递，我们应该说传不可变对象和传可变对象。

def ChangeInt( a ):
    a = 10
 
b = 2
ChangeInt(b)
print b # 结果是 2

传可变对象实例

# 可写函数说明
def changeme( mylist ):
   "修改传入的列表"
   mylist.append([1,2,3,4])
   print "函数内取值: ", mylist
   return
 
# 调用changeme函数
mylist = [10,20,30]
changeme( mylist )
print "函数外取值: ", mylist

实例中传入函数的和在末尾添加新内容的对象用的是同一个引用，故输出结果如下：

函数内取值:  [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]
函数外取值:  [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]

4.函数返回值

return语句[表达式]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。

# 3.6 函数返回值
# 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
# 输出：函数内 :  30
total = sum( 10, 20 )

5.变量作用域

一个程序的所有的变量并不是在哪个位置都可以访问的。访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的。

变量的作用域决定了在哪一部分程序你可以访问哪个特定的变量名称。两种最基本的变量作用域如下：

• 全局变量
• 局部变量

定义在函数内部的变量拥有一个局部作用域，定义在函数外的拥有全局作用域。

局部变量只能在其被声明的函数内部访问，而全局变量可以在整个程序范围内访问。调用函数时，所有在函数内声明的变量名称都将被加入到作用域中。如下实例：

total = 0 # 这是一个全局变量
# 可写函数说明
def sum( arg1, arg2 ):
   #返回2个参数的和."
   total = arg1 + arg2 # total在这里是局部变量.
   print "函数内是局部变量 : ", total
   return total
 
#调用sum函数
sum( 10, 20 )
print "函数外是全局变量 : ", total

5.1 函数内部访问全局变量

函数内部怎么访问到全局变量呢？

需要通过

global [全局变量名]

声明，标记访问哪个全局变量。

# 2.12 函数内部怎么访问全局变量
# 函数内容，访问全局变量需要使用global标记
# 全局变量
g_total = 0

def increment():
   print("全局变量次数自增")
   # 需要访问全局变量，global标记访问哪个全局变量
   global g_total
   g_total += 1
   return g_total

# 打印修改前的变量值
# 输出：修改前: 0
print(f"修改前: {g_total}")
# 调用自增函数,修改全局变量
increment()
# 再次打印全局变量的值
# 输出：自增后:1
print(f"自增后:{g_total}")

5.2 嵌套函数引用外层的局部变量

在python中，嵌套函数不能直接访问外层局部函数的局部变量。

如果需要使用，应该怎么办呢？

通过 nonlocal 声明使用外层的局部变量。

# 2.13 引入外层的局部变量
# 在局部，使用 nonlocal 声明使用外层的局部变量
def fun5():
   a = 10
   def infun1():
      nonlocal a
      # 内部函数不能直接使用外层局部函数的局部变量
      # UnboundLocalError: cannot access local variable 'a' where it is not associated with a value
      # 需要通过 nonlocal a 声明使用外层局部函数的局部变量
      a += 4 
      # 输出：a+4=14
      print(f"a+4={a}")
   infun1()

fun5()

5.3 nonlocal 是否可以访问兄弟函数的局部变量呢？

nonlocal 是否可以访问兄弟函数的局部变量呢？

不能，只能查找外一层，即树形结构的父节点

# 2.13.2 nonlocal 是否可以访问兄弟函数的局部变量呢？
# 不能，只能查找外一层，即树形结构的父节点
def fun6():
   a = 10
   def infun1():
      # 定义一个局部变量
      b = 20
      nonlocal a
      # 内部函数不能直接使用外层局部函数的局部变量
      # UnboundLocalError: cannot access local variable 'a' where it is not associated with a value
      # 需要通过 nonlocal a 声明使用外层局部函数的局部变量
      a += 4 
      # 输出：a+4=14
      print(f"a+4={a}")
   def infun2():
      nonlocal b # 报错，b 在兄弟局部函数中，不能直接引用
      nonlocal a

   infun1()

fun5()

兄弟函数不能通过 nolocal 访问兄弟函数的局部变量。

6.匿名函数

python 使用 lambda 来创建匿名函数。

• 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，且不能访问自有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，后者的目的是调用小函数时不占用栈内存从而增加运行效率。

语法

lambda函数的语法只包含一个语句，如下：

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

# 可写函数说明
sum = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2
 
# 调用sum函数
print "相加后的值为 : ", sum( 10, 20 )
print "相加后的值为 : ", sum( 20, 20 )

7. 内置函数

内置函数是能直接拿来使用的函数。

Python 内置函数

		内置函数
abs()	divmod()	input()	open()	staticmethod()
all()	enumerate()	int()	ord()	str()
any()	eval()	isinstance()	pow()	sum()
basestring()	execfile()	issubclass()	print()	super()
bin()	file()	iter()	property()	tuple()
bool()	filter()	len()	range()	type()
bytearray()	float()	list()	raw_input()	unichr()
callable()	format()	locals()	reduce()	unicode()
chr()	frozenset()	long()	reload()	vars()
classmethod()	getattr()	map()	repr()	xrange()
cmp()	globals()	max()	reverse()	zip()
compile()	hasattr()	memoryview()	round()	__import__()
complex()	hash()	min()	set()
delattr()	help()	next()	setattr()
dict()	hex()	object()	slice()
dir()	id()	oct()	sorted()	exec 内置表达式

8.嵌套函数

函数内部声明函数，即函数嵌套函数。嵌套的函数是局部函数。

# 3.10 函数嵌套函数
def fun():
print("进入函数")
    def innnerFun(): # 嵌套函数：内部函数，相当于局部函数变量
        print("进入嵌套内部函数")
    print("函数调用嵌套函数")
    # 调用内部函数(内部函数一般在函数内部调用)
    innnerFun()

上面的innnerFun()就是嵌套函数。

因为嵌套函数是局部函数，外部怎么访问到函数内的嵌套函数呢？

类似于函数的局部变量的访问，将嵌套函数的地址return出来。

# 2.10.1 外部怎么访问函数的嵌套函数呢？
# 类似于函数的局部变量的访问，将嵌套函数的地址return出来。
def fun1():
   print("进入函数")
   def innnerFun(): # 嵌套函数：内部函数，相当于局部函数变量
      print("进入嵌套内部函数")
   print("函数调用嵌套函数")
   # 调用内部函数(内部函数一般在函数内部调用)
   # 打印函数地址
   # 输出：<function fun1.<locals>.innnerFun at 0x10075b530>
   print(innnerFun)
   return innnerFun

# 调用函数，得到嵌套函数地址
infun = fun1()
# 输出：<function fun1.<locals>.innnerFun at 0x10075b530>
print(infun)
# 执行嵌套函数
# 输出：进入嵌套内部函数
infun()

9.函数作为参数传递

函数名实际上就是一个变量名，本质上是一个内存地址。

# 2.11 函数作为参数传递

# 综上，
#     1.函数可以作为做返回值返回
#     2.函数可以作为参数传递
# 函数名实际上就是一个变量名，本质上是一个内存地址。
# 例如：代理模式，执行代理的函数
def fun2(f):
   print("执行代理函数")
   f()

def hello():
   print("你好，我是猪八戒")


# 代理执行hello方法
# 输出：你好，我是猪八戒
fun2(hello)

10.闭包

闭包：本地，内层函数对外层函数的局部变量的使用，此时内存函数被称为闭包函数。

闭包的功能：1.可以让一个变量常驻于内存 2.可以避免全局变量被修改

fun6中的infun1就是闭包函数（嵌套函数）