【python从入门到精通】-- 第五战，函数大总结，Python函数入门到精通，全面解析与实战总结

摘要：本教程深入探讨了Python编程中的函数应用。从基础概念入手，逐步学习函数的定义、参数传递、返回值等基础知识，到高级特性如嵌套函数、匿名函数、装饰器等的应用。通过实战演练，让读者全面掌握函数在实际编程中的使用技巧，提升编程效率。第五战聚焦于函数的总结，帮助学习者巩固知识，为进阶Python高手打下坚实基础。

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目录

 导图

 函数

介绍

 函数引入

代码解释及语法格式 

关于函数的有关术语和规则

1、函数调用

2、函数的定义和使用顺序

3、函数参数

4、函数的返回值

返回值的使用和作用

在一个函数中返回值可以有多个

函数一次多个返回值的使用

有多个返回值忽略其中某一个返回值

链式调用 

变量作用域

嵌套调用

函数递归

递归使用

递归优缺点 

参数默认值

 关键字参数

 导图

 函数

介绍

编程中的函数和数学中的函数有一定的相似之处.

栗子：初中学的正弦函数（y = sinx）

编程中的函数, 是一段可以被重复使用的代码片段

 函数引入

分别求1-100，1-1000，300-400的总和

#求1-100的总数和
sum = 0
for i in range(1, 101):
    sum += i
print(sum)
#求1-1000的总数和
sum = 0
for i in range(1, 1001):
    sum += i
print(sum)
#求300-400的总数和
sum = 0
for i in range(300, 401):
    sum += i
print(sum)

 上面👆是我们之前所学过的知识

接着我们用函数替换掉上面代码

#定义函数
def calcSum(begin, end):
    sum = 0
    for i in range(begin, end + 1):
        sum += i
    print(sum)
 #调用函数
calcSum(1, 100)
calcSum(1, 1000)
calcSum(300, 400)

代码解释及语法格式 

关于函数的有关术语和规则

1、函数调用

函数定义并不会执行函数体内容, 必须要调用才会执行. 调用几次就会执行几次，如像上面调用了三次会执行三次

2、函数的定义和使用顺序

函数必须先定义，再使用，如看上图👆

3、函数参数

在函数定义的时候, 可以在 ( ) 中指定 "形式参数" (简称 形参), 然后在调用的时候, 由调用者把 "实际参数" (简称 实参) 传递进去.

这样就可以做到一份函数, 针对不同的数据进行计算处理.

函数的形参和实参就如同签合同的甲方和乙方一样

注：

①一个函数可以有一个形参, 也可以有多个形参, 也可以没有形参. 

②一个函数的形参有几个, 那么传递实参的时候也得传几个. 保证个数要匹配. 

③Python 是动态类型的编程语言, 函数的形参不必指定参数类型. 换句话说, 一个函数可以支持多种不同类型的参数.

4、函数的返回值

返回值的使用和作用

函数的参数可以视为是函数的 "输入",

则函数的返回值, 就可以视为是函数的 "输出" . 

#定义函数
def calcSum(begin, end):
    sum = 0
    for i in range(begin, end + 1):
        sum += i
    return sum
 #调用函数
result = calcSum(1, 100)
print(result)

使用return语句把结果返回给函数调用者，再由调用者打印

一般写函数用return语句返回

这种种写法则专注于做计算逻辑, 不负责和用户交互. 那么就很容易把这个逻辑搭配不同的用户交互代码, 来实现不同的效果. 

在一个函数中返回值可以有多个

例如：用函数判断一个数是否为偶数

def isOld(sum):
    if sum % 2 == 0:
        return True
    else:
        return False
result = isOld(7)
print(result)
result = isOld(10)
print(result)

注：执行到 return 语句, 函数就会立即执行结束, 回到调用位置

函数一次多个返回值的使用

①一个函数是可以一次返回多个返回值的. 使用 , 来分割多个返回值.

输出坐标轴上的点x和y

def getpoint():
    x = 3
    y = 6
    return x, y
a, b = getpoint()
print(a, b)

有多个返回值忽略其中某一个返回值

②如果只想关注其中的部分返回值, 可以使用 _ 来忽略不想要的返回值

输出坐标轴上的点y

def getpoint():
    x = 3
    y = 6
    return x, y
_, b = getpoint()
print(b)

链式调用 

例如上面判断一个数是否为偶数

最后两句代码可以转换为

print(isOld(7))

像这样，把一个函数的返回值, 作为另一个函数的参数, 这种操作称为链式调用. 

变量作用域

像上面代码函数getpoint中内部定义的 x, y 只是在函数内部生效. 一旦出了函数的范围, 这两个变量就不再生效了.

在函数内部的变量, 也称为"局部变量"

不在任何函数内部的变量, 也称为"全局变量"

①如果函数内部尝试访问的变量在局部不存在, 就会尝试去全局作用域中查找

x = 6#全局（外部）
def test():
    x = 10#局部（内部）
    print(f'x = {x}')
test()
print(f'x = {x}')

控制台输出

x = 10

x =  6

②如果是想在函数内部, 修改全局变量的值, 需要使用 global 关键字声明 

x = 6#全局（外部）
def test():
    global x
    x = 10#局部（内部）
    print(f'x = {x}')
test()
print(f'x = {x}')

控制台输出

x = 10

x = 10

 注：

if / while / for 等语句块不会影响到变量作用域

换而言之, 在 if / while / for 中定义的变量, 在语句外面也可以正常使用. 

嵌套调用

函数内部还可以调用其他的函数, 这个动作称为 "嵌套调用" 

def fun1():
    print("函数 1")
def fun2():
    print("函数 2")
    fun1()
def fun3():
    print("函数 3")
    fun2()
def fun4():
    print("函数 4")
    fun3()
fun4()

控制台输出 

代码解释

函数之间的调用关系, 在 Python 中会使用一个特定的数据结构来表示, 称为函数调用栈 .

每次函数调用, 都会在调用栈里新增一个元素, 称为栈帧.

函数递归

递归是嵌套调用中的一种特殊情况, 即一个函数嵌套调用自己. 

递归使用

例如：计算6的阶层（ 6! ）

def fac(n):
    if n == 1:
        return 1
    return n * fac(n-1)
result = fac(6)
print(result)

注：

上述代码中, 就属于典型的递归操作. 在 fac 函数内部, 又调用了 factor 自身. 

注意: 递归代码务必要保证存在递归结束条件. 

比如 

if n == 1 就是结束条件. 当 n 为 1 的时候, 递归就结束了. 
每次递归的时候, 要保证函数的实参是逐渐逼近结束条件的. 

如果上述条件不能满足, 就会出现 "无限递归" . 这是一种典型的代码错误

递归优缺点 

递归的优点

①递归类似于 "数学归纳法" , 明确初始条件, 和递推公式, 就可以解决一系列的问题. 

②递归代码往往代码量非常少. 
递归的缺点

①递归代码往往难以理解, 很容易超出掌控范围

②递归代码容易出现栈溢出的情况

③递归代码往往可以转换成等价的循环代码.

    并且通常来说循环版本的代码执行效率要略高于递归版本. 

参数默认值

Python 中的函数, 可以给形参指定默认值. 

带有默认值的参数, 可以在调用的时候不传参. 

def Add(x, y, debug = False):
    if debug:
        print(f'x = {x},y = {y}')
    return x + y
print(Add(3, 6))
print(Add(5, 9, True))

控制台结果输出

注

1、此处 debug=False 即为参数默认值. 当我们不指定第三个参数的时候, 默认 debug 的取值即为 False.

2、带有默认值的参数需要放到没有默认值的参数的后面

错误使用：

 关键字参数

def Test(x, y):
    print(f'x = {x}')
    print(f'x = {y}')
Test(x = 3, y = 7)
Test(y = 7, x = 3)

最后两行代码就是关键字参数

在调用函数的时候, 需要给函数指定实参. 一般默认情况下是按照形参的顺序, 来依次传递实参的. 

但是我们也可以通过关键字参数, 来调整这里的传参顺序, 显式指定当前实参传递给哪个形参. 

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完结！！！

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