python基礎(chǔ)_函數(shù)進(jìn)階

函數(shù)進(jìn)階

目標(biāo)

• 函數(shù)參數(shù)和返回值的作用
• 函數(shù)的返回值 進(jìn)階
• 函數(shù)的參數(shù) 進(jìn)階
• 遞歸函數(shù)

01. 函數(shù)參數(shù)和返回值的作用

函數(shù)根據(jù) 有沒有參數(shù) 以及 有沒有返回值，可以 相互組合，一共有 4 種 組合形式

• 無參數(shù)，無返回值
• 無參數(shù)，有返回值
• 有參數(shù)，無返回值
• 有參數(shù)，有返回值

定義函數(shù)時(shí)，是否接收參數(shù)，或者是否返回結(jié)果，是根據(jù) 實(shí)際的功能需求 來決定的！

• 如果函數(shù) 內(nèi)部處理的數(shù)據(jù)不確定，就可以將外界的數(shù)據(jù)以參數(shù)傳遞到函數(shù)內(nèi)部
• 如果希望一個(gè)函數(shù) 執(zhí)行完成后，向外界匯報(bào)執(zhí)行結(jié)果，就可以增加函數(shù)的返回值

1.1 無參數(shù)，無返回值

此類函數(shù)，不接收參數(shù)，也沒有返回值，應(yīng)用場(chǎng)景如下：

• 只是單純地做一件事情，例如 顯示菜單
• 在函數(shù)內(nèi)部 針對(duì)全局變量進(jìn)行操作，例如：新建名片，最終結(jié)果 記錄在全局變量 中

注意：

• 如果全局變量的數(shù)據(jù)類型是一個(gè) 可變類型，在函數(shù)內(nèi)部可以使用 方法 修改全局變量的內(nèi)容 —— 變量的引用不會(huì)改變
• 在函數(shù)內(nèi)部，使用賦值語句 才會(huì) 修改變量的引用

1.2 無參數(shù)，有返回值

此類函數(shù)，不接收參數(shù)，但是有返回值，應(yīng)用場(chǎng)景如下：

• 采集數(shù)據(jù)，例如 溫度計(jì)，返回結(jié)果就是當(dāng)前的溫度，而不需要傳遞任何的參數(shù)

1.3 有參數(shù)，無返回值

此類函數(shù)，接收參數(shù)，沒有返回值，應(yīng)用場(chǎng)景如下：

• 函數(shù)內(nèi)部的代碼保持不變，針對(duì) 不同的參數(shù) 處理 不同的數(shù)據(jù)
• 例如 名片管理系統(tǒng) 針對(duì) 找到的名片 做 修改、刪除 操作

1.4 有參數(shù)，有返回值

此類函數(shù)，接收參數(shù)，同時(shí)有返回值，應(yīng)用場(chǎng)景如下：

• 函數(shù)內(nèi)部的代碼保持不變，針對(duì) 不同的參數(shù) 處理 不同的數(shù)據(jù)，并且 返回期望的處理結(jié)果
• 例如 名片管理系統(tǒng) 使用 字典默認(rèn)值 和 提示信息 提示用戶輸入內(nèi)容
• • 如果輸入，返回輸入內(nèi)容
• • 如果沒有輸入，返回字典默認(rèn)值

02. 函數(shù)的返回值 進(jìn)階

• 在程序開發(fā)中，有時(shí)候，會(huì)希望 一個(gè)函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后，告訴調(diào)用者一個(gè)結(jié)果，以便調(diào)用者針對(duì)具體的結(jié)果做后續(xù)的處理
• 返回值 是函數(shù) 完成工作后，最后 給調(diào)用者的 一個(gè)結(jié)果
• 在函數(shù)中使用 return 關(guān)鍵字可以返回結(jié)果
• 調(diào)用函數(shù)一方，可以 使用變量 來 接收 函數(shù)的返回結(jié)果

示例 —— 溫度和濕度測(cè)量

• 假設(shè)要開發(fā)一個(gè)函數(shù)能夠同時(shí)返回當(dāng)前的溫度和濕度
• 先完成返回溫度的功能如下：

def measure():
    """返回當(dāng)前的溫度"""

    print("開始測(cè)量...")
    temp = 39
    print("測(cè)量結(jié)束...")

    return temp

result = measure()
print(result)

• 在利用 元組 在返回溫度的同時(shí)，也能夠返回 濕度
• 改造如下：

def measure():
    """返回當(dāng)前的溫度"""

    print("開始測(cè)量...")
    temp = 39
    wetness = 10
    print("測(cè)量結(jié)束...")

    return (temp, wetness)

提示：如果一個(gè)函數(shù)返回的是元組，括號(hào)可以省略

技巧：

• 在 Python 中，可以 將一個(gè)元組 使用 賦值語句 同時(shí)賦值給 多個(gè)變量
• 注意：變量的數(shù)量需要和元組中的元素?cái)?shù)量保持一致

result = temp, wetness = measure()

面試題 —— 交換兩個(gè)數(shù)字

題目要求

• 有兩個(gè)整數(shù)變量 a = 6, b = 100
• 不使用其他變量，交換兩個(gè)變量的值
  解法 1 —— 使用其他變量

# 解法 1 - 使用臨時(shí)變量
c = b
b = a
a = c

解法 2 —— 不使用臨時(shí)變量

# 解法 2 - 不使用臨時(shí)變量
a = a + b
b = a - b
a = a - b

解法 3 —— Python 專有，利用元組

a, b = b, a

03. 函數(shù)的參數(shù) 進(jìn)階

3.1. 不可變和可變的參數(shù)

問題 1：在函數(shù)內(nèi)部，針對(duì)參數(shù)使用 賦值語句，會(huì)不會(huì)影響調(diào)用函數(shù)時(shí)傳遞的 實(shí)參變量？ —— 不會(huì)！

• 無論傳遞的參數(shù)是 可變 還是 不可變
• • 只要 針對(duì)參數(shù) 使用 賦值語句，會(huì)在 函數(shù)內(nèi)部 修改 局部變量的引用，不會(huì)影響到 外部變量的引用

def demo(num, num_list):

    print("函數(shù)內(nèi)部")

    # 賦值語句
    num = 200
    num_list = [1, 2, 3]

    print(num)
    print(num_list)

    print("函數(shù)代碼完成")

gl_num = 99
gl_list = [4, 5, 6]
demo(gl_num, gl_list)
print(gl_num)
print(gl_list)

問題 2：如果傳遞的參數(shù)是 可變類型，在函數(shù)內(nèi)部，使用 方法 修改了數(shù)據(jù)的內(nèi)容，同樣會(huì)影響到外部的數(shù)據(jù)

def mutable(num_list):

    # num_list = [1, 2, 3]
    num_list.extend([1, 2, 3])

    print(num_list)

gl_list = [6, 7, 8]
mutable(gl_list)
print(gl_list)

面試題 —— +=

• 在 python 中，列表變量調(diào)用 += 本質(zhì)上是在執(zhí)行列表變量的 extend 方法，不會(huì)修改變量的引用

def demo(num, num_list):

    print("函數(shù)內(nèi)部代碼")

    # num = num + num
    num += num
    # num_list.extend(num_list) 由于是調(diào)用方法，所以不會(huì)修改變量的引用
    # 函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后，外部數(shù)據(jù)同樣會(huì)發(fā)生變化
    num_list += num_list

    print(num)
    print(num_list)
    print("函數(shù)代碼完成")

gl_num = 9
gl_list = [1, 2, 3]
demo(gl_num, gl_list)
print(gl_num)
print(gl_list)

3.2 缺省參數(shù)

• 定義函數(shù)時(shí)，可以給 某個(gè)參數(shù) 指定一個(gè)默認(rèn)值，具有默認(rèn)值的參數(shù)就叫做 缺省參數(shù)
• 調(diào)用函數(shù)時(shí)，如果沒有傳入 缺省參數(shù) 的值，則在函數(shù)內(nèi)部使用定義函數(shù)時(shí)指定的 參數(shù)默認(rèn)值
• 函數(shù)的缺省參數(shù)，將常見的值設(shè)置為參數(shù)的缺省值，從而 簡(jiǎn)化函數(shù)的調(diào)用
  例如：對(duì)列表排序的方法

gl_num_list = [6, 3, 9]

# 默認(rèn)就是升序排序，因?yàn)檫@種應(yīng)用需求更多
gl_num_list.sort()
print(gl_num_list)

# 只有當(dāng)需要降序排序時(shí)，才需要傳遞 `reverse` 參數(shù)
gl_num_list.sort(reverse=True)
print(gl_num_list)

指定函數(shù)的缺省參數(shù)

• 在參數(shù)后使用賦值語句，可以指定參數(shù)的缺省值

def print_info(name, gender=True):

    gender_text = "男生"
    if not gender:
        gender_text = "女生"

    print("%s 是 %s" % (name, gender_text))

提示

• 缺省參數(shù)，需要使用 最常見的值 作為默認(rèn)值！
• 如果一個(gè)參數(shù)的值 不能確定，則不應(yīng)該設(shè)置默認(rèn)值，具體的數(shù)值在調(diào)用函數(shù)時(shí)，由外界傳遞！

缺省參數(shù)的注意事項(xiàng)
1) 缺省參數(shù)的定義位置

• 必須保證 帶有默認(rèn)值的缺省參數(shù) 在參數(shù)列表末尾
  *所以，以下定義是錯(cuò)誤的！
  def print_info(name, gender=True, title):

2) 調(diào)用帶有多個(gè)缺省參數(shù)的函數(shù)

• 在 調(diào)用函數(shù)時(shí)，如果有 多個(gè)缺省參數(shù)，需要指定參數(shù)名，這樣解釋器才能夠知道參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系！

def print_info(name, title="", gender=True):
    """

    :param title: 職位
    :param name: 班上同學(xué)的姓名
    :param gender: True 男生 False 女生
    """

    gender_text = "男生"

    if not gender:
        gender_text = "女生"

    print("%s%s 是 %s" % (title, name, gender_text))

# 提示：在指定缺省參數(shù)的默認(rèn)值時(shí)，應(yīng)該使用最常見的值作為默認(rèn)值！
print_info("xm")
print_info("lb", title="monitor")
print_info("xm", gender=False)

3.3 多值參數(shù)（知道）

定義支持多值參數(shù)的函數(shù)

• 有時(shí)可能需要 一個(gè)函數(shù) 能夠處理的參數(shù) 個(gè)數(shù) 是不確定的，這個(gè)時(shí)候，就可以使用 多值參數(shù)
• python 中有 兩種 多值參數(shù)：
• • 參數(shù)名前增加 一個(gè) * 可以接收 元組
• • 參數(shù)名前增加 兩個(gè) * 可以接收 字典

• 一般在給多值參數(shù)命名時(shí)，習(xí)慣使用以下兩個(gè)名字

• *args —— 存放 元組 參數(shù)，前面有一個(gè) *
• **kwargs —— 存放 字典 參數(shù)，前面有兩個(gè) *
• args 是 arguments 的縮寫，有變量的含義
• kw 是 keyword 的縮寫， kwargs 可以記憶 鍵值對(duì)參數(shù)

def demo(num, *args, **kwargs):

    print(num)
    print(args)
    print(kwargs)

demo(1, 2, 3, 4, 5, name="xm", age=18, gender=True)

多值參數(shù)案例 —— 計(jì)算任意多個(gè)數(shù)字的和

需求

• 定義一個(gè)函數(shù) sum_numbers，可以接收的 任意多個(gè)整數(shù)
• 功能要求：將傳遞的 所有數(shù)字累加 并且返回累加結(jié)果

def sum_numbers(*args):

    num = 0
    # 遍歷 args 元組順序求和
    for n in args:
        num += n

    return num

print(sum_numbers(1, 2, 3))

元組和字典的拆包（知道）

• 在調(diào)用帶有多值參數(shù)的函數(shù)時(shí)，如果希望：
• • 將一個(gè) 元組變量，直接傳遞給 args
• • 將一個(gè) 字典變量，直接傳遞給 kwargs
• 就可以使用 拆包，簡(jiǎn)化參數(shù)的傳遞，拆包 的方式是：
• • 在 元組變量前，增加 一個(gè) *
• • 在 字典變量前，增加 兩個(gè) *

def demo(*args, **kwargs):

    print(args)
    print(kwargs)

# 需要將一個(gè)元組變量/字典變量傳遞給函數(shù)對(duì)應(yīng)的參數(shù)
gl_nums = (1, 2, 3)
gl_xm = {"name": "xm", "age": 18}

# 會(huì)把 num_tuple 和 xm 作為元組傳遞個(gè) args
# demo(gl_nums, gl_xm)
demo(*gl_nums, **gl_xm)

04. 函數(shù)的遞歸

函數(shù)調(diào)用自身的 編程技巧 稱為遞歸

4.1 遞歸函數(shù)的特點(diǎn)

特點(diǎn)

• 一個(gè)函數(shù) 內(nèi)部 調(diào)用自己
• • 函數(shù)內(nèi)部可以調(diào)用其他函數(shù)，當(dāng)然在函數(shù)內(nèi)部也可以調(diào)用自己

代碼特點(diǎn)

• 函數(shù)內(nèi)部的 代碼 是相同的，只是針對(duì) 參數(shù) 不同，處理的結(jié)果不同
• 當(dāng) 參數(shù)滿足一個(gè)條件 時(shí)，函數(shù)不再執(zhí)行
• • 這個(gè)非常重要，通常被稱為遞歸的出口，否則 會(huì)出現(xiàn)死循環(huán)！

示例代碼

def sum_numbers(num):

    print(num)

    # 遞歸的出口很重要，否則會(huì)出現(xiàn)死循環(huán)
    if num == 1:
        return

    sum_numbers(num - 1)

sum_numbers(3)

4.2 遞歸案例 —— 計(jì)算數(shù)字累加

需求

• 定義一個(gè)函數(shù) sum_numbers
• 能夠接收一個(gè) num 的整數(shù)參數(shù)
• 計(jì)算 1 + 2 + ... num 的結(jié)果

def sum_numbers(num):

    if num == 1:
        return 1

    # 假設(shè) sum_numbers 能夠完成 num - 1 的累加
    temp = sum_numbers(num - 1)

    # 函數(shù)內(nèi)部的核心算法就是 兩個(gè)數(shù)字的相加
    return num + temp

print(sum_numbers(2))

提示：遞歸是一個(gè) 編程技巧，初次接觸遞歸會(huì)感覺有些吃力！在處理 不確定的循環(huán)條件時(shí)，格外的有用，例如：遍歷整個(gè)文件目錄的結(jié)構(gòu)