函数
函数一词来源于数学，但编程中的「函数」概念，与数学中的函数是有很大不同的，具体区别，我们后面会讲，编程中的函数在英文中也有很多不同的叫法。在BASIC中叫做subroutine(子过程或子程序)，在Pascal中叫做procedure(过程)和function，在C中只有function，在Java里面叫做method。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。
定义: 函数是指将一组语句的集合通过一个名字(函数名)封装起来，要想执行这个函数，只需调用其函数名即可
特性:
1.代码重用
2.保持一致性
3.可扩展性
函数的创建
1.格式
Python 定义函数使用 def 关键字，一般格式如下：
1 #def 函数名（参数列表）: 2 # 函数体 3 4 def hello(): 5 print(‘hello‘) 6 7 hello()#调用
2.函数的命名规则
- 函数名必须以下划线或字母开头，可以包含任意字母、数字或下划线的组合。不能使用任何的标点符号；
- 函数名是区分大小写的。
- 函数名不能是保留字。
3.形参和实参
形参：形式参数，不是实际存在，是虚拟变量。在定义函数和函数体的时候使用形参，目的是在函数调用时接收实参（实参个数，类型应与实参一一对应）
实参：实际参数，调用函数时传给函数的参数，可以是常量，变量，表达式，函数，传给形参
区别：形参是虚拟的，不占用内存空间，.形参变量只有在被调用时才分配内存单元，实参是一个变量，占用内存空间，数据传送单向，实参传给形参，不能形参传给实参。
1 import time 2 times=time.strftime(‘%Y--%m--%d‘) 3 def f(time): 4 print(‘Now time is : %s‘%times) 5 f(times)
4.实例
现在我们就用一个例子来说明函数的三个特性：
1 def action1(n): 2 print (‘starting action1...‘) 3 4 with open(‘日志记录‘,‘a‘) as f: 5 f.write(‘end action%s\n‘%n) 6 7 def action2(n): 8 print (‘starting action2...‘) 9 10 with open(‘日志记录‘,‘a‘) as f: 11 f.write(‘end action%s\n‘%n) 12 13 def action3(n): 14 print (‘starting action3...‘) 15 16 with open(‘日志记录‘,‘a‘) as f: 17 f.write(‘end action%s\n‘%n) 18 19 action1(1) 20 action2(2) 21 action3(3) 22 23 24 ##***************代码重用 25 26 def logger(n): 27 with open(‘日志记录‘,‘a‘) as f: 28 f.write(‘end action%s\n‘%n) 29 30 def action1(): 31 print (‘starting action1...‘) 32 logger(1) 33 34 35 def action2(): 36 print (‘starting action2...‘) 37 logger(2) 38 39 40 def action3(): 41 print (‘starting action3...‘) 42 logger(3) 43 44 45 action1() 46 action2() 47 action3() 48 49 ##***************可扩展和保持一致 50 ##为日志加上时间 51 import time 52 53 def logger(n): 54 time_format=‘%Y-%m-%d %X‘ 55 time_current=time.strftime(time_format) 56 57 with open(‘日志记录‘,‘a‘) as f: 58 f.write(‘%s end action%s\n‘%(time_current,n)) 59 60 def action1(): 61 print (‘starting action1...‘) 62 logger(1) 63 64 65 def action2(): 66 print (‘starting action2...‘) 67 logger(2) 68 69 70 def action3(): 71 print (‘starting action3...‘) 72 logger(3) 73 74 action1() 75 action2() 76 action3()
函数的参数
- 必备参数
- 关键字参数
- 默认参数
- 不定长参数
1.必须参数
必需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。
1 def f(name,age): 2 3 print(‘I am %s,I am %d‘%(name,age)) 4 5 f(‘alex‘,18) 6 f(‘alvin‘,16)
2.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。
1 def f(name,age): 2 3 print(‘I am %s,I am %d‘%(name,age)) 4 5 # f(16,‘alvin‘) #报错 6 f(age=16,name=‘alvin‘)
3.默认参数
调用函数时，缺省参数的值如果没有传入，则被认为是默认值。下例如果sex没有被传入,会打印默认的sex：
1 def print_info(name,age,sex=‘male‘): 2 3 print(‘Name:%s‘%name) 4 print(‘age:%s‘%age) 5 print(‘Sex:%s‘%sex) 6 return 7 8 print_info(‘alex‘,18) 9 print_info(‘铁锤‘,40,‘female‘)
4.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。
1 def add(*args): 2 sum=0 3 for v in args: 4 sum+=v 5 #print(args) 输出(1,4,6,9)，即会以元组的形式存放参数 6 return sum 7 8 print(add(1,4,6,9)) 9 print(add(1,4,6,9,5))
加了星号（*）的变量名会存放所有未命名的变量参数。而加(**)的变量名会存放命名的变量参数：
1 def print_info(**kwargs): 2 print(kwargs) #输出：{‘sex‘: ‘female‘, ‘name‘: ‘alex‘, ‘ability‘: ‘Python‘, ‘age‘: 18, ‘nationality‘: ‘Chinese‘, ‘hobby‘: ‘girl‘}即以字典的方式存放变量 3 for i in kwargs: 4 print(‘%s:%s‘ % (i, kwargs[i])) # 根据参数可以打印任意相关信息了 5 6 return 7 8 9 print_info(name=‘alex‘, age=18, sex=‘female‘, hobby=‘girl‘, nationality=‘Chinese‘, ability=‘Python‘)
位置：
1 def print_info(name,*args,**kwargs):#def print_info(name,**kwargs,*args):报错 2 3 print(‘Name:%s‘%name) 4 5 print(‘args:‘,args) 6 print(‘kwargs:‘,kwargs) 7 8 return 9 10 print_info(‘alex‘,18,hobby=‘girl‘,nationality=‘Chinese‘,ability=‘Python‘) 11 # print_info(hobby=‘girl‘,‘alex‘,18,nationality=‘Chinese‘,ability=‘Python‘) #报错 12 #print_info(‘alex‘,hobby=‘girl‘,18,nationality=‘Chinese‘,ability=‘Python‘) #报
注意，还可以这样传参：
1 ef f(*args): 2 print(args) 3 4 f(*[1,2,5]) 5 6 def f(**kargs): 7 print(kargs) 8 9 f(**{‘name‘:‘alex‘})
函数的返回值
要想获取函数的执行结果，就可以用return语句把结果返回。
注意：
- 函数在执行过程中只要遇到return语句，就会停止执行并返回结果，所以也可以理解为 return 语句代表着函数的结束；
- 如果未在函数中指定return,那这个函数的返回值为None；
- return多个对象，解释器会把这多个对象组装成一个元组作为一个一个整体结果输出。
作用域
1.作用域介绍：
python中的作用域分4种情况：
- L：local，局部作用域，即函数中定义的变量；
- E：enclosing，嵌套的父级函数的局部作用域，即包含此函数的上级函数的局部作用域，但不是全局的；
- G：globa，全局变量，就是模块级别定义的变量；
- B：built-in，系统固定模块里面的变量，比如int, bytearray等。 搜索变量的优先级顺序依次是：作用域局部>外层作用域>当前模块中的全局>python内置作用域，也就是LEGB。
1 x = int(2.9) # int built-in 2 3 g_count = 0 # global 4 def outer(): 5 o_count = 1 # enclosing 6 def inner(): 7 i_count = 2 # local 8 print(o_count) #输出1 9 #print(i_count) 找不到 10 inner() 11 outer() 12 13 # print(o_count) #找不到
2.作用域的产生：
在Python中，只有模块（module），类（class）以及函数（def、lambda）才会引入新的作用域，其它的代码块（如if、try、for等）是不会引入新的作用域的，如下代码：
1 if 2>1: 2 x = 1 3 print(x) # 1
这个是没有问题的，if并没有引入一个新的作用域，x仍处在当前作用域中，后面代码可以使用。
1 def test(): 2 x = 2 3 print(x) # NameError: name ‘x2‘ is not defined
def、class、lambda是可以引入新作用域的。print(x)中的x不处于当前作用域中。
3.变量的修改：
1 ################# 2 x=6 3 def f2(): 4 print(x) 5 x=5 6 f2() 7 8 # 错误的原因在于print(x)时,解释器会在局部作用域找,会找到x=5(函数已经加载到内存),但x使用在声明前了,所以报错: 9 # local variable ‘x‘ referenced before assignment. 10 #同理 11 x=6 12 def f2(): 13 x+=1 #local variable ‘x‘ referenced before assignment. 14 f2()
4.global关键字：
当内部作用域想修改外部作用域的变量时，就要用到global和nonlocal关键字了，当修改的变量是在全局作用域（global作用域）上的，就要使用global先声明一下，代码如下：
1 count = 10 2 def outer(): 3 global count 4 print(count) #正常情况下，count位于global作用域上，在内部作用域里可以查看但不能修改，如果要修改就需要使用global关键字了 5 count = 100 #修改global作用域上的变量 6 print(count) 7 outer() 8 #10 9 #100
5.nonlocal关键字：
global关键字声明的变量必须在全局作用域上，不能位于嵌套作用域上，当要修改嵌套作用域（enclosing作用域，外层非全局作用域）中的变量时就需要nonlocal关键字：
1 def outer(): 2 count = 10 3 def inner(): 4 nonlocal count 5 count = 20 6 print(count) 7 inner() 8 print(count) 9 outer() 10 #20 11 #20
6.总结：
（1）变量查找顺序：LEGB，作用域局部>外层作用域>当前模块中的全局>python内置作用域；
（2）只有模块、类、及函数才能引入新作用域。其它的代码块（如if、try、for等）是不会引入新的作用域的；
（3）对于一个变量，内部作用域声明了就会覆盖外部变量。不声明直接使用，就会使用外部作用域的变量；
（4）内部作用域要修改外部作用域变量的值时，全局变量要使用global关键字，嵌套作用域变量要使用nonlocal关键字。nonlocal是python3新增的关键字，有了这个 关键字，就能完美的实现闭包了。
