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Python函数定义详解(python中的函数定义)

off999 2024-10-18 07:59 111 浏览 0 评论

下列代码创建一个可以输出限定数值内的斐波那契数列函数:

定义 函数使用关键字 def,后跟函数名与括号内的形参列表。函数语句从下一行开始,并且必须缩进。

函数内的第一条语句是字符串时,该字符串就是文档字符串,也称为 docstring,详见 文档字符串。利用文档字符串可以自动生成在线文档或打印版文档,还可以让开发者在浏览代码时直接查阅文档;Python 开发者最好养成在代码中加入文档字符串的好习惯。

函数在 执行 时使用函数局部变量符号表,所有函数变量赋值都存在局部符号表中;引用变量时,首先,在局部符号表里查找变量,然后,是外层函数局部符号表,再是全局符号表,最后是内置名称符号表。因此,尽管可以引用全局变量和外层函数的变量,但最好不要在函数内直接赋值(除非是 global 语句定义的全局变量,或 nonlocal 语句定义的外层函数变量)。

在调用函数时会将实际参数(实参)引入到被调用函数的局部符号表中;因此,实参是使用 按值调用 来传递的(其中的 始终是对象的 引用 而不是对象的值)。 当一个函数调用另外一个函数时,会为该调用创建一个新的局部符号表。

函数定义在当前符号表中把函数名与函数对象关联在一起。解释器把函数名指向的对象作为用户自定义函数。还可以使用其他名称指向同一个函数对象,并访问访该函数:

fib 不返回值,因此,其他语言不把它当作函数,而是当作过程。事实上,没有 return 语句的函数也返回值,只不过这个值比较是 None (是一个内置名称)。一般来说,解释器不会输出单独的返回值 None ,如需查看该值,可以使用 print():

编写不直接输出斐波那契数列运算结果,而是返回运算结果列表的函数也非常简单:

本例也新引入了一些 Python 功能:

  • return 语句返回函数的值。return 语句不带表达式参数时,返回 None。函数执行完毕退出也返回 None。
  • result.append(a) 语句调用了列表对象 result 的 方法 。方法是“从属于”对象的函数,命名为 obj.methodname,obj 是对象(也可以是表达式),methodname 是对象类型定义的方法名。不同类型定义不同的方法,不同类型的方法名可以相同,且不会引起歧义。(用 可以自定义对象类型和方法,详见 类 )示例中的方法 append() 是为列表对象定义的,用于在列表末尾添加新元素。本例中,该方法相当于 result = result + [a] ,但更有效。

函数定义详解

函数定义支持可变数量的参数。这里列出三种可以组合使用的形式。

1.默认值参数

为参数指定默认值是非常有用的方式。调用函数时,可以使用比定义时更少的参数,例如:

该函数可以用以下方式调用:

  • 只给出必选实参:ask_ok('Do you really want to quit?')

通过input提示 输入''y', 'ye', 'yes','n', 'no', 'nop', 'nope'或者其他字符串传递给必选实参prompt执行相应的分支

  • 给出一个可选实参:ask_ok('OK to overwrite the file?', 2)

这个里给出了一个可选实参retries,因为 retries = retries - 1,就是说当我们输入的不是''y', 'ye', 'yes','n', 'no', 'nop', 'nope'超过两次时就会调用ValueError('invalid user response')

  • 给出所有实参:ask_ok('OK to overwrite the file?', 2, 'Come on, only yes or no!')

本例还使用了关键字 in ,用于确认序列中是否包含某个值。

默认值在 定义 作用域里的函数定义中求值,所以:

上例输出的是 5。

重要警告: 默认值只计算一次。默认值为列表、字典或类实例等可变对象时,会产生与该规则不同的结果。例如,下面的函数会累积后续调用时传递的参数:

不想在后续调用之间共享默认值时,应以如下方式编写函数:

2.关键字参数

kwarg=value 形式的 关键字参数 也可以用于调用函数。函数示例如下:

该函数接受一个必选参数(voltage)和三个可选参数(state, action 和 type)。该函数可用下列方式调用:

以下调用函数的方式都无效:

函数调用时,关键字参数必须跟在位置参数后面。所有传递的关键字参数都必须匹配一个函数接受的参数(比如,actor 不是函数 parrot 的有效参数),关键字参数的顺序并不重要。这也包括必选参数,(比如,parrot(voltage=1000) 也有效)。不能对同一个参数多次赋值,下面就是一个因此限制而失败的例子:

最后一个形参为 **name 形式时,接收一个字典(详见 映射类型 --- dict),该字典包含与函数中已定义形参对应之外的所有关键字参数。**name 形参可以与 *name 形参(下一小节介绍)组合使用(*name 必须在 **name 前面), *name 形参接收一个 元组,该元组包含形参列表之外的位置参数。例如,可以定义下面这样的函数:

注意,关键字参数在输出结果中的顺序与调用函数时的顺序一致。

3.特殊参数

默认情况下,参数可以按位置或显式关键字传递给 Python 函数。为了让代码易读、高效,最好限制参数的传递方式,这样,开发者只需查看函数定义,即可确定参数项是仅按位置、按位置或关键字,还是仅按关键字传递。

函数定义如下:


/ 和 * 是可选的。这些符号表明形参如何把参数值传递给函数:位置、位置或关键字、关键字。关键字形参也叫作命名形参。

函数定义中未使用 / 和 * 时,参数可以按位置或关键字传递给函数。

此处再介绍一些细节,特定形参可以标记为 仅限位置仅限位置 时,形参的顺序很重要,且这些形参不能用关键字传递。仅限位置形参应放在 / (正斜杠)前。/ 用于在逻辑上分割仅限位置形参与其它形参。如果函数定义中没有 /,则表示没有仅限位置形参。


/ 后可以是 位置或关键字仅限关键字 形参。

把形参标记为 仅限关键字,表明必须以关键字参数形式传递该形参,应在参数列表中第一个 仅限关键字 形参前添加 *。

请看下面的函数定义示例,注意 / 和 * 标记:

下面的函数定义中,kwds 把 name 当作键,因此,可能与位置参数 name 产生潜在冲突:

调用该函数不可能返回 True,因为关键字 'name' 总与第一个形参绑定。
加上 / (仅限位置参数)后,就可以了。此时,函数定义把 name 当作位置参数,'name' 也可以作为关键字参数的键:

换句话说,仅限位置形参的名称可以在 **kwds 中使用,而不产生歧义。

小结

以下用例决定哪些形参可以用于函数定义:

def f(pos1, pos2, /, pos_or_kwd, *, kwd1, kwd2):

说明:

  • 使用仅限位置形参,可以让用户无法使用形参名。形参名没有实际意义时,强制调用函数的实参顺序时,或同时接收位置形参和关键字时,这种方式很有用。
  • 当形参名有实际意义,且显式名称可以让函数定义更易理解时,阻止用户依赖传递实参的位置时,才使用关键字。
  • 对于 API,使用仅限位置形参,可以防止未来修改形参名时造成破坏性的 API 变动。

4.任意实参列表

调用函数时,使用任意数量的实参是最少见的选项。这些实参包含在元组中(详见 元组和序列 )。在可变数量的实参之前,可能有若干个普通参数:

def write_multiple_items(file, separator, *args):
    file.write(separator.join(args))

通常,这些可变参数将位于形式参数列表的最后,因为它们将所有传递给函数的剩余输入参数都带走。 任何出现在*args参数之后的形式参数都是“仅关键字”参数,这意味着它们只能用作关键字而不是位置参数。

5.解包实参列表

函数调用要求独立的位置参数,但实参在列表或元组里时,要执行相反的操作。例如,内置的 range() 函数要求独立的 startstop 实参。如果这些参数不是独立的,则要在调用函数时,用 * 操作符把实参从列表或元组解包出来:

同样,字典可以用 ** 操作符传递关键字参数:

6.函数注解

函数注解 是可选的用户自定义函数类型的元数据完整信息标注 以字典的形式存放在函数的 __annotations__ 属性中,并且不会影响函数的任何其他部分。 形参标注的定义方式是在形参名后加冒号,后面跟一个表达式,该表达式会被求值为标注的值。 返回值标注的定义方式是加组合符号 ->,后面跟一个表达式,该标注位于形参列表和表示 def 语句结束的冒号之间。 下面的示例有一个必须的参数,一个可选的关键字参数以及返回值都带有相应的标注:

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