python函数

xiaoxiao2021-02-28  72

1. python内置了很多有用的函数,可以直接调用。

abs()       求绝对值,只传入一个参数

max()      接收任意多个参数,并返回最大的那个

2. 数据类型转换

python内置的常用函数包括数据类型转换函数。

int()        可以把其它数据类型转换为整数

float()      把其它数据类型转换为浮点数

str()        把其它数据类型转换为字符型

hex()       把整数转换成十六进制表示

3. 函数名是指向一个函数对象的引用,完全可以把函数名赋给一个变量

>>>a = abs # 变量a指向abs函数

>>>a(-1) # 所以也可以通过a调用abs函数

1

4. 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。

defmy_abs(x):

    if x >= 0:

        return x

    else:

        return -x

注意def语句最后的:

函数体内部的语句在执行时,一旦执行到return时,函数就执行完毕,并将结果返回。因此,函数内部通过条件判断和循环可以实现非常复杂的逻辑。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。

如果你已经把my_abs()的函数定义保存为abstest.py文件了,那么,可以在该文件的当前目录下启动Python解释器,用from abstest import my_abs来导入my_abs()函数,注意abstest是文件名(不含.py扩展名)。

5. 空函数

定义一个什么事也不做的空函数,可以用pass语句:

defnop():

    pass

pass可以用来作为占位符,比如现在还没想好怎么写函数的代码,就可以先放一个pass,让代码能运行起来。

pass还可以用在其他语句里,比如:

ifage >= 18:

    pass

6.参数检查

调用函数时,如果参数个数不对,Python解释器会自动检查出来,并抛出TypeError。但是如果参数类型不对,内置函数abs会检查出参数错误,而我们定义的my_abs没有参数检查,会导致if语句出错,出错信息和abs不一样。

修改一下my_abs的定义,对参数类型做检查,只允许整数和浮点数类型的参数。数据类型检查可以用内置函数isinstance()实现:

defmy_abs(x):

    if not isinstance(x, (int, float)):

        raise TypeError('bad operand type')

    if x >= 0:

        return x

    else:

        return -x

7. 返回多个值

从一个点移动到另一个点,给出坐标、位移和角度,就可以计算出新的新的坐标:

importmath

 

defmove(x, y, step, angle=0):

    nx = x + step * math.cos(angle)

    ny = y - step * math.sin(angle)

    return nx, ny

importmath语句表示导入math包,并允许后续代码引用math包里的sin、cos等函数。

然后,我们就可以同时获得返回值:

>>>x, y = move(100, 100, 60, math.pi / 6)

>>>print(x, y)

151.9615242270663270.0

但其实这只是一种假象,Python函数返回的仍然是单一值:

>>>r = move(100, 100, 60, math.pi / 6)

>>>print(r)

(151.96152422706632,70.0)

原来返回值是一个tuple!但是,在语法上,返回一个tuple可以省略括号,而多个变量可以同时接收一个tuple,按位置赋给对应的值,所以,Python的函数返回多值其实就是返回一个tuple,但写起来更方便。

8. 定义一个函数quadratic(a, b, c),接收3个参数,返回一元二次方程:ax2 + bx + c = 0的两个解。

importmath

 

defquadratic(a,b,c):

       base=b*b-4*a*c

       if base<0:

              return '无解'

       else:

              x1=(-b+math.sqrt(base))/(2*a)

              x2=(-b-math.sqrt(base))/(2*a)

              return x1,x2

 

print('请输入一元二次方程的系数:')

a=float(input('输入a='))

b=float(input('输入b='))

c=float(input('输入c='))

x,y=quadratic(a,b,c)

print(x,y)

9. Python的函数定义非常简单,但灵活度却非常大。除了正常定义的必选参数外,还可以使用默认参数、可变参数和关键字参数,使得函数定义出来的接口,不但能处理复杂的参数,还可以简化调用者的代码。

10. 位置参数

计算xn:

defpower(x, n):

    s = 1

    while n > 0:

        n = n - 1

        s = s * x

    return s

对于这个power(x, n)函数,可以计算任意n次方:

>>>power(5, 2)

25

>>>power(5, 3)

125

power(x,n)函数有两个参数:x和n,这两个参数都是位置参数,调用函数时,传入的两个值按照位置顺序依次赋给参数x和n。

11. 默认参数

由于我们经常计算x2,所以,完全可以把第二个参数n的默认值设定为2:

defpower(x, n=2):

    s = 1

    while n > 0:

        n = n - 1

        s = s * x

    return s

当n不输入,使用默认值n=2,若指定n,按指定n计算

当函数有多个参数时,把变化大的参数放前面,变化小的参数放后面。变化小的参数就可以作为默认参数。

有多个默认参数时,调用的时候,可以不按顺序提供部分默认参数。当不按顺序提供部分默认参数时,需要把参数名写上。

默认参数必须指向不变对象!像list不适合作为默认参数。

12. 可变参数

在Python函数中,还可以定义可变参数。可变参数就是传入的参数个数是可变的。

由于参数个数不确定,可以把a,b,c……作为一个list或tuple传进来,这样,函数可以定义如下:

defcalc(numbers):

    sum = 0

    for n in numbers:

        sum = sum + n * n

    return sum

但是调用的时候,需要先组装出一个list或tuple:

>>>calc([1, 2, 3])

14

>>>calc((1, 3, 5, 7))

84

可变参数在参数前面加了一个*号。在函数内部,参数numbers接收到的是一个tuple,因此,函数代码完全不变:

defcalc(*numbers):

    sum = 0

    for n in numbers:

        sum = sum + n * n

    return sum

调用该函数时,可以传入任意个参数,包括0个参数:

>>>calc(1, 2)

5

>>>calc()

0

Python允许在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:

>>>nums = [1, 2, 3]

>>>calc(*nums)

14

*nums表示把nums这个list的所有元素作为可变参数传进去。

13. 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。

defperson(name, age, **kw):

    print('name:', name, 'age:', age, 'other:',kw)

函数person除了必选参数name和age外,还接受关键字参数kw。在调用该函数时,可以只传入必选参数:

>>>person('Michael', 30)

name:Michael age: 30 other: {}

也可以传入任意个数的关键字参数:

>>>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:

>>>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。

14. 命名关键字参数

要限制关键字参数的名字,就可以用命名关键字参数,例如,只接收city和job作为关键字参数。这种方式定义的函数如下:

defperson(name, age, *, city, job):

    print(name, age, city, job)

和关键字参数**kw不同,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:

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

Jack24 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:

defperson(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,这和位置参数不同。如果没有传入参数名,调用将报错:

>>>person('Jack', 24, 'Beijing', 'Engineer')

Traceback(most recent call last):

  File "<stdin>", line 1, in<module>

TypeError:person() takes 2 positional arguments but 4 were given

由于调用时缺少参数名city和job,Python解释器把这4个参数均视为位置参数,但person()函数仅接受2个位置参数。

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。

15. 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。

比如定义一个函数,包含上述若干种参数:

deff1(a, b, c=0, *args, **kw):

    print('a =', a, 'b =', b, 'c =', c, 'args=', args, 'kw =', kw)

deff2(a, b, c=0, *, d, **kw):

    print('a =', a, 'b =', b, 'c =', c, 'd =',d, 'kw =', kw)

在函数调用的时候,Python解释器自动按照参数位置和参数名把对应的参数传进去。

>>>f1(1, 2)

a =1 b = 2 c = 0 args = () kw = {}

>>>f1(1, 2, c=3)

a =1 b = 2 c = 3 args = () kw = {}

>>>f1(1, 2, 3, 'a', 'b')

a =1 b = 2 c = 3 args = ('a', 'b') kw = {}

>>>f1(1, 2, 3, 'a', 'b', x=99)

a =1 b = 2 c = 3 args = ('a', 'b') kw = {'x': 99}

>>>f2(1, 2, d=99, ext=None)

a =1 b = 2 c = 0 d = 99 kw = {'ext': None}

通过一个tuple和dict,也可以调用上述函数:

>>>args = (1, 2, 3, 4)

>>>kw = {'d': 99, 'x': '#'}

>>>f1(*args, **kw)

a =1 b = 2 c = 3 args = (4,) kw = {'d': 99, 'x': '#'}

>>>args = (1, 2, 3)

>>>kw = {'d': 88, 'x': '#'}

>>>f2(*args, **kw)

a =1 b = 2 c = 3 d = 88 kw = {'x': '#'}

16. 函数参数总结

默认参数一定要用不可变对象,如果是可变对象,程序运行时会有逻辑错误!

*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。

以及调用函数时如何传入可变参数和关键字参数的语法:

可变参数既可以直接传入:func(1, 2, 3),又可以先组装list或tuple,再通过*args传入:func(*(1,2, 3));

关键字参数既可以直接传入:func(a=1, b=2),又可以先组装dict,再通过**kw传入:func(**{'a': 1, 'b': 2})。

使用*args和**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。

17. 递归函数

在函数内部,可以调用其他函数。如果一个函数在内部调用自身本身,这个函数就是递归函数。

fact(n) = n! = 1 x 2 x 3 x ... x (n-1) x n =(n-1)! x n = fact(n-1) x n:

def fact(n):

    ifn==1:

       return 1

   return n * fact(n - 1)

使用递归函数需要注意防止栈溢出。在计算机中,函数调用是通过栈(stack)这种数据结构实现的,每当进入一个函数调用,栈就会加一层栈帧,每当函数返回,栈就会减一层栈帧。由于栈的大小不是无限的,所以,递归调用的次数过多,会导致栈溢出。

解决递归调用栈溢出的方法是通过尾递归优化,事实上尾递归和循环的效果是一样的。尾递归是指,在函数返回的时候,调用自身本身,并且,return语句不能包含表达式。

def fact(n):

   return fact_iter(n, 1)

 

def fact_iter(num, product):

    ifnum == 1:

       return product

   return fact_iter(num - 1, num * product)

可以看到,return fact_iter(num -1, num * product)仅返回递归函数本身,num - 1和num * product在函数调用前就会被计算,不影响函数调用。fact(5)对应的fact_iter(5, 1)的调用如下:

===> fact_iter(5, 1)

===> fact_iter(4, 5)

===> fact_iter(3, 20)

===> fact_iter(2, 60)

===> fact_iter(1, 120)

===> 120

尾递归调用时,如果做了优化,栈不会增长,因此,无论多少次调用也不会导致栈溢出。

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