python-函數進階-筆記

函數進階

目标

函數參數和傳回值的作用
函數的傳回值進階
函數的參數進階
遞歸函數

01. 函數參數和傳回值的作用

函數根據有沒有參數以及有沒有傳回值，可以互相組合，一共有 4 種組合形式

無參數，無傳回值
無參數，有傳回值
有參數，無傳回值
有參數，有傳回值

定義函數時，是否接收參數，或者是否傳回結果，是根據實際的功能需求來決定的！

如果函數内部處理的資料不确定，就可以将外界的資料以參數傳遞到函數内部
如果希望一個函數執行完成後，向外界彙報執行結果，就可以增加函數的傳回值

1.1 無參數，無傳回值

此類函數，不接收參數，也沒有傳回值，應用場景如下：

隻是單純地做一件事情，例如顯示菜單
在函數内部針對全局變量進行操作，例如：建立名片，最終結果記錄在全局變量中

注意：

如果全局變量的資料類型是一個可變類型，在函數内部可以使用方法修改全局變量的内容 —— 變量的引用不會改變
在函數内部，使用指派語句才會修改變量的引用

1.2 無參數，有傳回值

此類函數，不接收參數，但是有傳回值，應用場景如下：

采集資料，例如溫度計，傳回結果就是目前的溫度，而不需要傳遞任何的參數

1.3 有參數，無傳回值

此類函數，接收參數，沒有傳回值，應用場景如下：

函數内部的代碼保持不變，針對不同的參數處理不同的資料
例如名片管理系統針對找到的名片做修改、删除操作

1.4 有參數，有傳回值

此類函數，接收參數，同時有傳回值，應用場景如下：

函數内部的代碼保持不變，針對不同的參數處理不同的資料，并且傳回期望的處理結果
例如名片管理系統使用字典預設值和提示資訊提示使用者輸入内容

如果輸入，傳回輸入内容
如果沒有輸入，傳回字典預設值

02. 函數的傳回值進階

在程式開發中，有時候，會希望一個函數執行結束後，告訴調用者一個結果，以便調用者針對具體的結果做後續的處理
傳回值是函數完成工作後，最後給調用者的一個結果
在函數中使用 return 關鍵字可以傳回結果
調用函數一方，可以使用變量來接收函數的傳回結果

問題：一個函數執行後能否傳回多個結果？

示例 —— 溫度和濕度測量

假設要開發一個函數能夠同時傳回目前的溫度和濕度
先完成傳回溫度的功能如下：

def measure():
    """傳回目前的溫度"""
    
    print("開始測量...")
    temp = 39
    print("測量結束...")
    
    return temp

result = measure()
print(result)

在利用元組在傳回溫度的同時，也能夠傳回濕度
改造如下：

def measure():
    """傳回目前的溫度"""

    print("開始測量...")
    temp = 39
    wetness = 10
    print("測量結束...")

    return (temp, wetness)

提示：如果一個函數傳回的是元組，括号可以省略

技巧

在 Python 中，可以将一個元組使用指派語句同時指派給多個變量
注意：變量的數量需要和元組中的元素數量保持一緻

result = temp, wetness = measure()

面試題 —— 交換兩個數字

題目要求

有兩個整數變量 a = 6 , b = 100
不使用其他變量，交換兩個變量的值

解法 1 —— 使用其他變量

# 解法 1 - 使用臨時變量
c = b
b = a
a = c

解法 2 —— 不使用臨時變量

# 解法 2 - 不使用臨時變量
a = a + b
b = a - b
a = a - b

解法 3 —— Python 專有，利用元組

a, b = b, a

03. 函數的參數進階

3.1. 不可變和可變的參數

問題 1：在函數内部，針對參數使用指派語句，會不會影響調用函數時傳遞的實參變量？ —— 不會！

無論傳遞的參數是可變還是不可變

隻要針對參數使用指派語句，會在函數内部修改局部變量的引用，不會影響到外部變量的引用

def demo(num, num_list):

    print("函數内部")

    # 指派語句
    num = 200
    num_list = [1, 2, 3]

    print(num)
    print(num_list)

    print("函數代碼完成")


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

問題 2：如果傳遞的參數是可變類型，在函數内部，使用方法修改了資料的内容，同樣會影響到外部的資料

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，清單變量調用 += 本質上是在執行清單變量的 extend 方法，不會修改變量的引用

def demo(num, num_list):

    print("函數内部代碼")

    # num = num + num
    num += num
    # num_list.extend(num_list) 由于是調用方法，是以不會修改變量的引用
    # 函數執行結束後，外部資料同樣會發生變化
    num_list += num_list

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


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

3.2 預設參數

定義函數時，可以給某個參數指定一個預設值，具有預設值的參數就叫做預設參數
調用函數時，如果沒有傳入預設參數的值，則在函數内部使用定義函數時指定的參數預設值
函數的預設參數，将常見的值設定為參數的預設值，進而簡化函數的調用
例如：對清單排序的方法

gl_num_list = [6, 3, 9]

# 預設就是升序排序，因為這種應用需求更多
gl_num_list.sort()
print(gl_num_list)

# 隻有當需要降序排序時，才需要傳遞 `reverse` 參數
gl_num_list.sort(reverse=True)
print(gl_num_list)

指定函數的預設參數

在參數後使用指派語句，可以指定參數的預設值

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

預設參數，需要使用最常見的值作為預設值！
如果一個參數的值不能确定，則不應該設定預設值，具體的數值在調用函數時，由外界傳遞！

預設參數的注意事項

1) 預設參數的定義位置

必須保證帶有預設值的預設參數在參數清單末尾
是以，以下定義是錯誤的！

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

2) 調用帶有多個預設參數的函數

在調用函數時，如果有多個預設參數，需要指定參數名，這樣解釋器才能夠知道參數的對應關系！

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

    :param title: 職位
    :param name: 班上同學的姓名
    :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：在指定預設參數的預設值時，應該使用最常見的值作為預設值！
print_info("小明")
print_info("老王", title="班長")
print_info("小美", gender=False)

3.3 多值參數（知道）

定義支援多值參數的函數

有時可能需要一個函數能夠處理的參數個數是不确定的，這個時候，就可以使用多值參數
python 中有兩種多值參數：

參數名前增加一個 * 可以接收元組
參數名前增加兩個 * 可以接收字典

一般在給多值參數命名時，習慣使用以下兩個名字

*args —— 存放元組參數，前面有一個 *
**kwargs —— 存放字典參數，前面有兩個 *

args 是 arguments 的縮寫，有變量的含義
kw 是 keyword 的縮寫， kwargs 可以記憶鍵值對參數

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

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


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

提示：多值參數的應用會經常出現在網絡上一些大牛開發的架構中，知道多值參數，有利于我們能夠讀懂大牛的代碼

多值參數案例 —— 計算任意多個數字的和

需求

定義一個函數 sum_numbers ，可以接收的任意多個整數
功能要求：将傳遞的所有數字累加并且傳回累加結果

def sum_numbers(*args):

    num = 0
    # 周遊 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）

在調用帶有多值參數的函數時，如果希望：

将一個元組變量，直接傳遞給 args
将一個字典變量，直接傳遞給 kwargs

就可以使用拆包，簡化參數的傳遞，拆包的方式是：

在元組變量前，增加一個 *
在字典變量前，增加兩個 *

def demo(*args, **kwargs):

    print(args)
    print(kwargs)


# 需要将一個元組變量/字典變量傳遞給函數對應的參數
gl_nums = (1, 2, 3)
gl_xiaoming = {"name": "小明", "age": 18}

# 會把 num_tuple 和 xiaoming 作為元組傳遞個 args
# demo(gl_nums, gl_xiaoming)
demo(*gl_nums, **gl_xiaoming)

04. 函數的遞歸

函數調用自身的程式設計技巧稱為遞歸

4.1 遞歸函數的特點

特點

一個函數内部調用自己

函數内部可以調用其他函數，當然在函數内部也可以調用自己

代碼特點

函數内部的代碼是相同的，隻是針對參數不同，處理的結果不同
當參數滿足一個條件時，函數不再執行

這個非常重要，通常被稱為遞歸的出口，否則會出現死循環！

def sum_numbers(num):

    print(num)
    
    # 遞歸的出口很重要，否則會出現死循環
    if num == 1:
        return

    sum_numbers(num - 1)
    
sum_numbers(3)

4.2 遞歸案例 —— 計算數字累加

定義一個函數 sum_numbers
能夠接收一個 num 的整數參數
計算 1 + 2 + ... num 的結果

def sum_numbers(num):

    if num == 1:
        return 1
    
    # 假設 sum_numbers 能夠完成 num - 1 的累加
    temp = sum_numbers(num - 1)

    # 函數内部的核心算法就是 兩個數字的相加
    return num + temp

print(sum_numbers(2))

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函數進階

目标

01. 函數參數和傳回值的作用

1.1 無參數，無傳回值

1.2 無參數，有傳回值

1.3 有參數，無傳回值

1.4 有參數，有傳回值

02. 函數的傳回值 進階

示例 —— 溫度和濕度測量

面試題 —— 交換兩個數字

解法 1 —— 使用其他變量

解法 2 —— 不使用臨時變量

解法 3 —— Python 專有，利用元組

03. 函數的參數 進階

3.1. 不可變和可變的參數

面試題 —— ​ ​+=​ ​

3.2 預設參數

指定函數的預設參數

預設參數的注意事項

3.3 多值參數（知道）

定義支援多值參數的函數

多值參數案例 —— 計算任意多個數字的和

元組和字典的拆包（知道）

04. 函數的遞歸

4.1 遞歸函數的特點

4.2 遞歸案例 —— 計算數字累加

繼續閱讀

02. 函數的傳回值進階

03. 函數的參數進階

面試題 —— `+=`