初学Python Ⅲ

函数

调用函数

Python内置了很多有用的函数,我们可以直接调用。

具体参见 官方文档 - Built-in Functions

定义函数

在Python中,定义一个函数要使用def语句,依次写出函数名、括号、括号中的参数和冒号:,然后,在缩进块中编写函数体,函数的返回值用return语句返回。

例如自定义一个求绝对值的my_abs函数:

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def my_abs(x):
if x >= 0:
return x
else:
return -x

运行:

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>>> def fn(x):
... if x>=0:
... return x
... else:
... return -x
...
>>> print(fn(-1))
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如果没有return语句,函数执行完毕后也会返回结果,只是结果为None

return None可以简写为return

函数的参数

位置参数

调用函数时根据函数定义的参数位置来传递参数。

参数的顺序必须一一对应,且少一个参数都不可以。

例如:

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def print_hello(name, sex):
sex_dict = {1: u'先生', 2: u'女士'}
print 'hello %s %s, welcome to python world!' %(name, sex_dict.get(sex, u'先生'))

默认参数

用于定义函数,为参数提供默认值,调用函数时可传可不传该默认参数的值.

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def power(x, n=2):
s = 1
while n > 0:
n = n - 1
s = s * x
return s

这样,当我们调用power(5)时,相当于调用power(5, 2)

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>>> power(5)
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>>> power(5, 2)
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而对于n > 2的其他情况,就必须明确地传入n,比如power(5, 3)

注意:所有位置参数必须出现在默认参数前,包括函数定义和调用

可以看下面这个错误的例子:

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def wrong_function(a, b, d=None, c, e=0):
pass

当调用函数wrong_function(1, 2, 4, 5)时,我们传入了什么参数? 是d=4, c=5 还是c=4, e=5?

使用默认参数有什么好处?最大的好处是能降低调用函数的难度。

大部分共同的参数可以设置为默认参数,只有少量不同的单独设置,可以简化很多操作。

默认参数很有用,但使用不当,也会掉坑里。默认参数有个最大的坑,演示如下:

先定义一个函数,传入一个list,添加一个END再返回:

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def add_end(L=[]):
L.append('END')
return L

当你正常调用时,结果似乎不错:

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>>> add_end([1, 2, 3])
[1, 2, 3, 'END']
>>> add_end(['x', 'y', 'z'])
['x', 'y', 'z', 'END']

当你使用默认参数调用时,一开始结果也是对的:

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>>> add_end()
['END']

但是,再次调用add_end()时,结果就不对了:

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>>> add_end()
['END', 'END']
>>> add_end()
['END', 'END', 'END']

很多初学者很疑惑,默认参数是[],但是函数似乎每次都“记住了”上次添加了'END'后的list。

原因解释如下:

Python函数在定义的时候,默认参数L的值就被计算出来了,即[],因为默认参数L也是一个变量,它指向对象[],每次调用该函数,如果改变了L的内容,则下次调用时,默认参数的内容就变了,不再是函数定义时的[]了。

所以,定义默认参数要牢记一点:默认参数必须指向不变对象!

要修改上面的例子,我们可以用None这个不变对象来实现:

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def add_end(L=None):
if L is None:
L = []
L.append('END')
return L

现在,无论调用多少次,都不会有问题:

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>>> add_end()
['END']
>>> add_end()
['END']

为什么要设计strNone这样的不变对象呢?因为不变对象一旦创建,对象内部的数据就不能修改,这样就减少了由于修改数据导致的错误。此外,由于对象不变,多任务环境下同时读取对象不需要加锁,同时读一点问题都没有。我们在编写程序时,如果可以设计一个不变对象,那就尽量设计成不变对象。

可变参数

可变参数意味着传入的参数个数是可变的,可以是0个、1个、2个到任意个。;

例如下面这个例子:

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def calc(numbers):
sum = 0
for n in numbers:
sum = sum + n * n
return sum

很明显是一个求和的函数,

传入参数是一个list或者tuple

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>>> calc([1, 2, 3])
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>>> calc((1, 3, 5, 7))
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如果采用可变参数:

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def calc(*numbers):
sum = 0
for n in numbers:
sum = sum + n * n
return sum

函数代码不会变,参数前加个*就好了。

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>>> calc(1, 2)
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>>> calc()
0

如果已经有一个list或者tuple,要调用一个可变参数怎么办?可以这样做:

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>>> nums = [1, 2, 3]
>>> calc(nums[0], nums[1], nums[2])
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这种写法当然是可行的,问题是太繁琐,所以Python允许你在list或tuple前面加一个*号,把list或tuple的元素变成可变参数传进去:

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>>> nums = [1, 2, 3]
>>> calc(*nums)
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*nums表示把nums这个list的所有元素作为可变参数传进去。这种写法相当有用,而且很常见。

关键字参数

关键字参数允许你传入0个或任意个含参数名的参数,这些关键字参数在函数内部自动组装为一个dict。

例如:

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def person(name, age, **kw):
print('name:', name, 'age:', age, 'other:', kw)

函数person除了必选参数nameage外,还接受关键字参数kw

可以传入任意个数的关键字参数:

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>>> person('Bob', 35, city='Beijing')
name: Bob age: 35 other: {'city': 'Beijing'}
>>> person('Adam', 45, gender='M', job='Engineer')
name: Adam age: 45 other: {'gender': 'M', 'job': 'Engineer'}

和可变参数类似,也可以先组装出一个dict,然后,把该dict转换为关键字参数传进去:

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>>> extra = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
>>> person('Jack', 24, city=extra['city'], job=extra['job'])
name: Jack age: 24 other: {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}

当然,上面复杂的调用可以用简化的写法:

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>>> extra = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}
>>> person('Jack', 24, **extra)
name: Jack age: 24 other: {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}

**extra表示把extra这个dict的所有key-value用关键字参数传入到函数的**kw参数,kw将获得一个dict,注意kw获得的dict是extra的一份拷贝,对kw的改动不会影响到函数外的extra

命名关键字参数

命名关键字参数需要一个特殊分隔符**后面的参数被视为命名关键字参数。

调用方式如下:

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>>> person('Jack', 24, city='Beijing', job='Engineer')
Jack 24 Beijing Engineer

如果函数定义中已经有了一个可变参数,后面跟着的命名关键字参数就不再需要一个特殊分隔符*了:

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def person(name, age, *args, city, job):
print(name, age, args, city, job)

命名关键字参数必须传入参数名。

命名关键字参数可以有缺省值,从而简化调用:

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def person(name, age, *, city='Beijing', job):
print(name, age, city, job)

使用命名关键字参数时,要特别注意,如果没有可变参数,就必须加一个*作为特殊分隔符。如果缺少*,Python解释器将无法识别位置参数和命名关键字参数:

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def person(name, age, city, job):
# 缺少 *,city和job被视为位置参数
pass

参数组合

在Python中定义函数,可以用必选参数、默认参数、可变参数、关键字参数和命名关键字参数,这5种参数都可以组合使用。但是请注意:

参数定义的顺序必须是:必选参数、默认参数、可变参数、命名关键字参数和关键字参数。

小结

对于任意函数,都可以通过类似func(*args, **kw)的形式调用它,无论它的参数是如何定义的。

*args是可变参数,args接收的是一个tuple;

**kw是关键字参数,kw接收的是一个dict。

使用*args**kw是Python的习惯写法,当然也可以用其他参数名,但最好使用习惯用法。

命名的关键字参数是为了限制调用者可以传入的参数名,同时可以提供默认值。

定义命名的关键字参数在没有可变参数的情况下不要忘了写分隔符*,否则定义的将是位置参数。

参考资料

廖雪峰的官方网站