Python 中的函數(shù)是由若干語句組成的語句塊、函數(shù)名稱、參數(shù)列表構(gòu)成，它是組織代碼的最小單元，可以完成一定的功能

一.函數(shù)的作用

結(jié)構(gòu)化編程對代碼的最基本的封裝，一般按照功能組織一段代碼
封裝的目的是為了復(fù)用，減少冗余代碼
代碼更加簡潔美觀，可讀易懂

二.函數(shù)的分類

內(nèi)建函數(shù) ： max(),reversed()
庫函數(shù)：math.ceil()

三.函數(shù)定義、調(diào)用

1.def關(guān)鍵字定義函數(shù)

def 函數(shù)名(形參列表):
    函數(shù)體(代碼塊)
    [return 返回值]

函數(shù)名就是標(biāo)識符，只能由英文，數(shù)字和下劃線組成，不能以數(shù)字開頭.
python函數(shù)使用return語句返回“返回值”
所有函數(shù)都有返回值，如果沒有return語句，隱式調(diào)用return None
return語句并不一定是函數(shù)的語句塊的最后一條語句
一個函數(shù)可以存在多個return 語句，但是只有一條可以被執(zhí)行，如果沒有return語句被執(zhí)行，使用隱式調(diào)用return None
如果有必要，可顯示調(diào)用return None ，可以簡寫為return
如果函數(shù)執(zhí)行了return 語句，函數(shù)就會返回，當(dāng)前被執(zhí)行的return語句之后其他的語句就不會被執(zhí)行
return語句的作用：結(jié)束函數(shù)調(diào)用，返回值
函數(shù)不能同時返回多個值
函數(shù)是可調(diào)用的對象 callable()

2.函數(shù)調(diào)用

函數(shù)定義，只是聲明了一個函數(shù)，它是不會被執(zhí)行的，需要調(diào)用
函數(shù)調(diào)用，需要在函數(shù)名后名加上()
調(diào)用函數(shù)的時候在()中寫入的參數(shù)是實際參數(shù)，簡稱實參。
實參只有兩種傳參方式：按照形參位置順序傳參和關(guān)鍵字傳參

關(guān)鍵字傳參必須放在最后

3.函數(shù)形參

①位置參數(shù)

def fn(x,y) 可以使用 fn(1,2) 和fn(x=1,y=2)調(diào)用
按照形參位置順序傳參，傳參的順序必須形參順序和個數(shù)一致。
關(guān)鍵字傳入實參的時候，傳參時的關(guān)鍵字必須和定義的形參名和個數(shù)一致，傳參的順序可以和形參順序不一致。

位置參數(shù).gif

② 參數(shù)默認(rèn)值（缺省值）

在定義形參的時候可以給形參賦予一個默認(rèn)值.

def fn(x=3,y=2):
    print("x={},y={}".format(x,y))

參數(shù)的默認(rèn)值可以在未傳入足夠的實參的時候，對沒有給定的參數(shù)賦值為默認(rèn)值
設(shè)置參數(shù)的缺省值，可以簡化函數(shù)調(diào)用

③可變位置參數(shù)

在位置參數(shù)前面使用“*” 表示該形參是可變參數(shù)，可以接受0到多個實參
收集多個實參為一個元組tuple
不接受關(guān)鍵字傳參
可變位置參數(shù)必須在位置參數(shù)后面

④keyword-only參數(shù)（python3 后加入）

在可變位置參數(shù)后面，出現(xiàn)的形參
在傳參的時候一定要使用關(guān)鍵字傳參

⑤ 可變關(guān)鍵字參數(shù)

在形參簽名使用“**”符號，表示可以接受0到多個關(guān)鍵字參數(shù)
收集的實參的關(guān)鍵字和值組成一個字典dict，該字典在函數(shù)中是可以改變的
如果形參中有keyword-only參數(shù)，一定要在該參數(shù)后面

⑥總結(jié)

形參一般順序是，位置參數(shù)，缺省位置參數(shù)，可變位置參數(shù)，keywork-only參數(shù)（可以帶缺省值)，可變關(guān)鍵字參數(shù)

函數(shù)參數(shù)解構(gòu)

給函數(shù)提供實參的時候，可以在可迭代對象中使用* 或者**，把集合類型的解構(gòu)解開，提取出所有元素作為函數(shù)的實參
非字典類型使用*解構(gòu)成位置參數(shù)
字典類型使用 ** 解構(gòu)成關(guān)鍵字參數(shù)
提出出來的元素樹木要和參數(shù)的要求匹配，也要和參數(shù)的類型匹配
參數(shù)解構(gòu)只能用在函數(shù)中，print() 函數(shù)等

參數(shù)解構(gòu).gif

四. 函數(shù)嵌套

在一個函數(shù)中定義了另外一個函數(shù),內(nèi)部的函數(shù)不能在外部直接使用，會拋出NameError 異常。
函數(shù)有可見范圍，這就是作用域的概念

函數(shù)嵌套.gif

1.作用域

一個標(biāo)識符的可見范圍，這就是標(biāo)識符的作用域。一般常說的是變量的作用域。
作用域分為：全局作用域，和局部作用域
全局作用域
在整個程序運行環(huán)境中可見
局部作用域
在函數(shù)，類等內(nèi)部可見,局部變量使用范圍不能超過其所在的局部作用域

def outer2():
    o = 65
    def inner():
        o = 97
        print("inner {}".format(o))
    print("outer {}".format(o))
    inner()
outer2()

#結(jié)果
#outer 65
#inner 97

通過上述嵌套結(jié)構(gòu)例子可以看出

外層變量作用域在內(nèi)層作用域可見
內(nèi)層作用域inner中，如果定義了o = 97,相當(dāng)于當(dāng)前作用域中重新定義了一個新的變量o，但是這個o并沒有覆蓋外層作用域outer中的o。

①.全局變量globle

x = 5
def foo():
##如果不使用global，會出現(xiàn)先引用后賦值的異常報錯
    global x 
    x += 1 
    print("x =",x)
foo()
print("x =",x)
###結(jié)果
#x = 6
#x = 6

使用global 關(guān)鍵字的變量，將函數(shù)內(nèi)的x聲明為外部的全局作用域定義的x
全局作用作用域中必須要有x的定義
使用global可以告訴內(nèi)部作用域，去全局作用域查找變量的定義，之后在函數(shù)內(nèi)對x的所有操作，都相當(dāng)于在為全局作用域的變量x操作賦值

x = 5
def foo():
    global x
    x += 1
    print("x =",x)
    x = 9
foo()
print("x =",x)

##結(jié)果
#x = 6
#x = 9

globle 使用原則

外部作用域變量會內(nèi)部作用域可見，但也不要在這個內(nèi)部的局部作用域中直接使用，因為函數(shù)的目的就是為了封裝，盡量與外界隔離
如果函數(shù)需要使用外部全局變量，請使用函數(shù)的形參傳參解決

不要用global，學(xué)習(xí)它，只是為了深入理解變量作用域?。?！

對“作用域”可以進(jìn)行如下理解：
1.在最頂層，比如shell層，有一個符號表會跟蹤記錄這一層所有的名稱定義和綁定
2.調(diào)用函數(shù)的時候，會建立一個新的符號表（常稱為棧幀）。這個表跟蹤記錄函數(shù)中所有的名稱定義（包括形參）和它們當(dāng)前的綁定。如果函數(shù)體內(nèi)又調(diào)用了一個函數(shù)，就再建立一個棧幀。
3.函數(shù)結(jié)束時候，它的棧幀也隨之消息。

2.閉包

自由變量：未在本地作用域定義的變量。
例如：定義在內(nèi)層函數(shù)外的外層函數(shù)的作用域中的變量
閉包：就是一個概念，出現(xiàn)在嵌套函數(shù)中，指的是內(nèi)層函數(shù)引用到了外層函數(shù)的自由變量，這就形成了閉包.

def counter():
    c = [0]
    def inc():
        c[0] += 1  #應(yīng)用的是自由變量正式counter的變量c
        return c[0]
    print(c[0])
    return inc
  
#counter()()
foo = counter()
print(foo(),foo())   #調(diào)用的是inner()
print(foo())

這是python2 實現(xiàn)閉包的方式，python3 還可以使用nonlocal 關(guān)鍵字

①nonlocal 關(guān)鍵字

使用nonlocal 關(guān)鍵字，將變量標(biāo)記為不再本地作用域定義，而在上級的某一級局部作用域中定義，但不能是全局作用域中的定義

def counter():
    count = 0
    def inc():
        nonlocal count
        count += 1
        return count
    return inc
foo = counter()
print(foo())
print(foo())

count 是外層函數(shù)的局部變量，被內(nèi)部函數(shù)引用
內(nèi)部函數(shù)使用nonlocal 關(guān)鍵字聲明count變量在上級作用域而非本地作用域中定義
形成了閉包

②默認(rèn)值的作用域

def foo(xyz=[]):
    xyz.append(1)
    print(xyz)
foo()
foo()

###result
#[1]
#[1, 1]

函數(shù)也是對象，python 把函數(shù)的默認(rèn)值放在了屬性中，這個屬性就伴隨著這個函數(shù)對象的整個生命周期
查看foo.__defaults__屬性 ([1, 1],)

def foo(xyz=[],u='abc',z=123):
   xyz.append(1)
   return xyz
print(foo(),id(foo))
print(foo.__defaults__)
print(foo(),id(foo))
print(foo.__defaults__)

函數(shù)地址并沒有變，就是說函數(shù)這個對象沒有變，調(diào)用它，它的屬性__defaults__ 中使用元組保存默認(rèn)值
xyz 默認(rèn)值是引用類型，引用類型的元素變動，并不是元組的變化

非引用類型例子

def foo(w,u='abc',z=123):
    u = 'xyz'
    z = 789
    print(w,u,z)
print(foo.__defaults__)
foo('wing')
print(foo.__defaults__)

屬性__defaults__中使用元組保存所有位置參數(shù)默認(rèn)值，它不會因為在函數(shù)體內(nèi)使用了它而發(fā)生改變

def foo(w,u='abc',*,z=123,zz=[456]):
    u = 'xyz'
    z = 789
    zz.append(1)
    print(w,u,z,zz)
print(foo.__defaults__)
foo('wing')
print(foo.__kwdefaults__)

屬性__defaults__ 中使用元組保存所有位置參數(shù)默認(rèn)值
屬性__kwdefaults__ 中使用字典保存所有keyword-only 參數(shù)的默認(rèn)值
使用可變類型作為形參默認(rèn)值的時候，就可能修改這個默認(rèn)值

1.函數(shù)體內(nèi)，不改變默認(rèn)值

def foo(xyz=[],u='abc',z=123):
    xyz = xyz[:]     #影子拷貝
    xyz.append(1)
    print(xyz)
print(foo.__defaults__)
foo()
print(foo.__defaults__)
foo([10])    
foo()
print(foo.__defaults__)
foo([10,5])
print(foo.__defaults__)

函數(shù)中的xyz 都是傳入?yún)?shù)或者默認(rèn)參數(shù)的副本，如果就想修改原參數(shù)，不可以

2.使用不可變類型的默認(rèn)值

def foo(xyz=None,u='abc',z=123):
    if xyz is None:
        xyz = []
    xyz.append(1)
    print(xyz)
print(foo.__defaults__)
foo()
print(foo.__defaults__)
foo([10])    
print(foo.__defaults__)
foo([10,5])
print(foo.__defaults__)

如果使用缺省值None就創(chuàng)建一個列表
如果傳入一個列表，就修改這個列表

3.總結(jié)

第一種方法
使用影子拷貝，創(chuàng)建了一個新的對象，永遠(yuǎn)不能改變傳入的參數(shù)。
第二種方法
通過值的判斷就可以靈活的選擇創(chuàng)建或者修改傳入的參數(shù)，這種方式靈活，應(yīng)用廣泛。
很多函數(shù)的定義，都可以看到使用None這個不可變的值作為默認(rèn)參數(shù)，這可以說是一種慣用法

四.變量名解析原則LEGB

Local，本地作用域，局部作用域的local命名空間。函數(shù)調(diào)用時創(chuàng)建，調(diào)用結(jié)束消亡
Enclosing，Python2.2時引入的嵌套函數(shù)，實現(xiàn)了閉包，這個就是嵌套函數(shù)的外部函數(shù)的命名空間
Global 全局作用域，即一個模塊的命名空間。模塊被import時創(chuàng)建，解釋器退出時消亡
Build-in，內(nèi)置模塊的命名空間，生命周期從python解析器啟動的時創(chuàng)建到解釋器退出時消亡。例如print(open),print 和open 都是內(nèi)置的變量
所以一個名詞的查找順序就是LEGB

五.函數(shù)的銷毀

全局函數(shù)銷毀

重新定義同名函數(shù)
del語句刪除函數(shù)對象
程序結(jié)束時
局部函數(shù)

局部函數(shù)銷毀

重新在上級作用域定義同名函數(shù)
del語句刪除函數(shù)名稱，函數(shù)對象的引用計數(shù)減1
上級作用域銷毀時

五.文檔字符串：

""" text """
三引號之間的文本在Python中稱為文檔字符串。按照慣例，使用文檔字符串提供函數(shù)的規(guī)范?？梢允褂脙?nèi)置的函數(shù)help訪問這些字符串。

文檔字符串.gif

六.遞歸

2.定義

** 函數(shù)直接或者間接調(diào)用自身就是遞歸**

遞歸需要邊界條件，遞歸前進(jìn)段，遞歸返回段
遞歸一定要有邊界條件
當(dāng)邊界條件不滿足的時候，遞歸前進(jìn)
當(dāng)邊界條件滿足的時候，遞歸返回

2.遞歸要求

遞歸一定要有退出條件，遞歸調(diào)用一定要執(zhí)行到這個退出條件。沒有退出條件的遞歸調(diào)用，就是無限調(diào)用
遞歸深度不宜過深
可以通過sys.getrecursionlimit() 查看解釋器的深度限制

3.遞歸的性能

循環(huán)稍微復(fù)雜一些，但是只要不是死循環(huán)，可以多次迭代直至算出結(jié)果。
遞歸有深度限制，如果遞歸復(fù)雜，函數(shù)反復(fù)亞棧，棧內(nèi)存很快就溢出了。
遞歸中可以通過形參記錄每次遞歸的計算，減少遞歸次數(shù)

4.間接遞歸：

def foo1():
    foo2()
def foo2():
    foo1()
foo1()

間接遞歸，是通過別的函數(shù)調(diào)用了函數(shù)自身。
但是，如果構(gòu)成了循環(huán)遞歸抵用是非常危險的，但是往往這種情況在代碼復(fù)雜的情況下，還是可能發(fā)生這種調(diào)用。要用代碼的規(guī)范來避免這種遞歸調(diào)用的發(fā)生。

5.遞歸總結(jié)

遞歸是一種很自然的表達(dá)，符合邏輯思維
遞歸相對運行效率低，每一次調(diào)用函數(shù)都要開辟棧幀
遞歸有深度限制，如果遞歸層次太深，函數(shù)反復(fù)壓棧,棧內(nèi)存很快就溢出了
如果是有限次數(shù)的遞歸，可以使用遞歸調(diào)用,或者使用循環(huán)代替，循環(huán)代碼稍微復(fù)雜一點，但是只要不是死循環(huán)，可以多次迭代直至算出結(jié)果
絕大多數(shù)遞歸，都可以使用循環(huán)實現(xiàn)
即使遞歸代碼間接，不建議使用遞歸

七.匿名函數(shù)

沒有函數(shù)名
借助lambda 表達(dá)式構(gòu)建匿名函數(shù)
格式：lambda 參數(shù)列表：表達(dá)式
使用lambda 關(guān)鍵字來定義匿名函數(shù)
參數(shù)列表不需要小括號
冒號是用來分割參數(shù)列表和表達(dá)式的
不需要使用return ，表達(dá)式的值，就是匿名函數(shù)返回值
lambda表達(dá)式(匿名函數(shù)) 只能寫在一行上，被稱為單行函數(shù)
用途：在高階函數(shù)傳參時，使用lamdba表達(dá)式，往往能簡化代碼。

print((lambda :0)())
print((lambda x,y=3:x+y)(5))
print((lambda x, y=3: x + y)(5, 6))
print((lambda x, *, y=30: x + y)(5))
print((lambda x, *, y=30: x + y)(5, y=10))
print((lambda *args: (x for x in args))(*range(5)))
print((lambda *args: [x+1 for x in args])(*range(5)))
print((lambda *args: {x+2 for x in args})(*range(5)))
[x for x in (lambda *args: map(lambda x: x+1, args))(*range(5))] 
[x for x in (lambda *args: map(lambda x: (x+1,args), args))(*range(5))]

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函數(shù)

函數(shù)

一.函數(shù)的作用

二.函數(shù)的分類

三.函數(shù)定義、調(diào)用

1.def關(guān)鍵字定義函數(shù)

2.函數(shù)調(diào)用

3.函數(shù)形參

①位置參數(shù)

② 參數(shù)默認(rèn)值（缺省值）

③可變位置參數(shù)

④keyword-only參數(shù)（python3 后加入）

⑤ 可變關(guān)鍵字參數(shù)

⑥總結(jié)

函數(shù)參數(shù)解構(gòu)

四. 函數(shù)嵌套

1.作用域

①.全局變量globle

2.閉包

①nonlocal 關(guān)鍵字

②默認(rèn)值的作用域

四.變量名解析原則LEGB

五.函數(shù)的銷毀

全局函數(shù)銷毀

局部函數(shù)銷毀

五.文檔字符串：

六.遞歸

2.定義

2.遞歸要求

3.遞歸的性能

4.間接遞歸：

5.遞歸總結(jié)

七.匿名函數(shù)

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函數(shù)

一.函數(shù)的作用

二.函數(shù)的分類

三.函數(shù)定義、調(diào)用

1.def關(guān)鍵字定義函數(shù)

2.函數(shù)調(diào)用

3.函數(shù)形參

①位置參數(shù)

② 參數(shù)默認(rèn)值（缺省值）

③可變位置參數(shù)

④keyword-only參數(shù)（python3 后加入）

⑤ 可變關(guān)鍵字參數(shù)

⑥總結(jié)

函數(shù)參數(shù)解構(gòu)

四. 函數(shù)嵌套

1.作用域

①.全局變量globle

2.閉包

①nonlocal 關(guān)鍵字

②默認(rèn)值的作用域

四.變量名解析原則LEGB

五.函數(shù)的銷毀

全局函數(shù)銷毀

局部函數(shù)銷毀

五.文檔字符串：

六.遞歸

2.定義

2.遞歸要求

3.遞歸的性能

4.間接遞歸：

5.遞歸總結(jié)

七.匿名函數(shù)

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三.函數(shù)定義、調(diào)用