Python3基础之函数用法

一般来说，函数（function）是组织好的、可重复使用的、具有一定功能的代码段。函数能提高应用的模块性和代码的重复利用率，在Python中已经提供了很多的内建函数，比如print()，同时Python还允许用户自定义函数。

本文就来实例总结一下Python3的函数用法，具体内容如下：

一、定义

定义函数使用关键字def，后接函数名和放在圆括号( )中的可选参数列表，函数内容以冒号起始并且缩进。一般格式如下：

    def 函数名(参数列表): 
      """文档字符串""" 
      函数体 
      return [expression] 

注意：参数列表可选，文档字符串可选，return语句可选。

示例：

    def fib(n): 
      """Print a Fibonacci series""" 
      a, b = 0, 1 
      while b < n: 
        print(b, end=' ') 
        a, b = b, a+b 
      print() 

    fib(2000) # call 
    f = fib  # assignment 
    f(2000) 

函数名的值是一种用户自定义的函数类型。函数名的值可以被赋予另一个名字，使其也能作为函数使用。

二、函数变量作用域

在函数内部定义的变量拥有一个局部作用域，在函数外定义的拥有全局作用域。注意：在函数内部可以引用全局变量，但无法对其赋值（除非用global进行声明）。

    a = 5     # 全局变量a 

    def func1(): 
      print('func1() print a =', a) 

    def func2(): 
      a = 21  # 局部变量a 
      print('func2() print a =', a)  

    def func3(): 
      global a 
      a = 10  # 修改全局变量a 
      print('func3() print a =', a) 

    func1() 
    func2() 
    func3() 
    print('the global a =', a) 

三、函数调用

1、普通调用

与其他语言中函数调用一样，Python中在调用函数时，需要给定和形参相同个数的实参并按顺序一一对应。

    def fun(name, age, gender): 
      print('Name:',name,'Age:',age,'Gender:',gender,end=' ') 
      print() 

    fun('Jack', 20, 'man') # call 

2、使用关键字参数调用函数

函数也可以通过keyword=value 形式的关键字参数来调用，因为我们明确指出了对应关系，所以参数的顺序也就无关紧要了。

    def fun(name, age, gender): 
      print('Name:',name,'Age:',age,'Gender:',gender,end=' ') 
      print() 

    fun(gender='man', name='Jack', age=20) # using keyword arguments 

3、调用具有默认实参的函数

Python中的函数也可以给一个或多个参数指定默认值，这样在调用时可以选择性地省略该参数：

    def fun(a, b, c=5): 
      print(a+b+c) 

    fun(1,2) 
    fun(1,2,3) 

注意：通常情况下默认值只被计算一次，但如果默认值是一个可变对象时会有所不同, 如列表, 字典, 或大多类的对象时。例如，下面的函数在随后的调用中会累积参数值：

    def fun(a, L=[]): 
      L.append(a) 
      print(L) 

    fun(1) # 输出[1] 
    fun(2) # 输出[1, 2] 
    fun(3) # 输出[1, 2, 3] 

4、调用可变参数函数

通过在形参前加一个星号（*）或两个星号（**）来指定函数可以接收任意数量的实参。

    def fun(*args): 
      print(type(args)) 
      print(args) 

    fun(1,2,3,4,5,6) 

    # 输出： 
    # <class 'tuple'> 
    # (1, 2, 3, 4, 5, 6) 

    def fun(**args): 
      print(type(args)) 
      print(args) 

    fun(a=1,b=2,c=3,d=4,e=5) 

    # 输出： 
    # <class 'dict'> 
    # {'d': 4, 'e': 5, 'b': 2, 'c': 3, 'a': 1} 

从两个示例的输出可以看出：当参数形如*args时，传递给函数的任意个实参会按位置被包装进一个元组（tuple）；当参数形如**args时，传递给函数的任意个key=value实参会被包装进一个字典（dict）。

5、通过解包参数调用函数

上一点说到传递任意数量的实参时会将它们打包进一个元组或字典，当然有打包也就有解包（unpacking）。通过 单星号和双星号对List、Tuple和Dictionary进行解包：

    def fun(a=1, b=2, c=3): 
      print(a+b+c) 

    fun()  # 正常调用 
    list1 = [11, 22, 33] 
    dict1 = {'a':40, 'b':50, 'c':60} 
    fun(*list1)  # 解包列表 
    fun(**dict1) # 解包字典 

    # 输出： 
    # 6 
    # 66 
    # 150 

注：*用于解包Sequence，**用于解包字典。解包字典会得到一系列的key=value，故本质上就是使用关键字参数调用函数。

四、lambda表达式

lambda关键词能创建小型匿名函数。lambda函数能接收任何数量的参数但只能返回一个表达式的值，它的一般形式如下：

    lambda [arg1 [,arg2,.....argn]] : expression 

lambda表达式可以在任何需要函数对象的地方使用，它们在语法上被限制为单一的表达式：

    f = lambda x, y: x+y 
    print(f(10, 20)) 

    def make_fun(n): 
      return lambda x: x+n 

    f = make_fun(15) 
    print(f(5)) 

五、文档字符串

函式体的第一个语句可以是三引号括起来的字符串， 这个字符串就是函数的文档字符串，或称为docstring 。我们可以使用print(function.doc)输出文档：

    def fun(): 
      """Some information of this function. 
      This is documentation string.""" 
      return 

    print(fun.__doc__) 

文档字符串主要用于描述一些关于函数的信息，让用户交互地浏览和输出。建议养成在代码中添加文档字符串的好习惯。