Python从0到100（十二）：函数的定义及模块

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一、函数定义及调用

1.定义函数

数学上的函数通常形如y = f(x)或者z = g(x, y)这样的形式，在y = f(x)中，f是函数的名字，x是函数的自变量，y是函数的因变量；而在z = g(x, y)中，g是函数名，x和y是函数的自变量，z是函数的因变量。Python中的函数跟这个结构是一致的，每个函数都有自己的名字、自变量和因变量。我们通常把Python中函数的自变量称为函数的参数，而因变量称为函数的返回值。

在Python中可以使用def关键字来定义函数，和变量一样每个函数也应该有一个漂亮的名字，命名规则跟变量的命名规则是一致的（赶紧想一想我们之前讲过的变量的命名规则）。

2.什么是函数

函数是组织好的，可重复使用的，用来实现单一或相关联功能的代码段，它能够提高应用的模块性和代码的重复利用率。

print(“  *  ”)
print(“ *** ”)
print("*****")

如果在一个程序的不同地方需要输出这个图形，每次使用print语言输出的做法显然不可取。

3.函数的调用

Python定义函数使用def关键字，格式如下：

def 函数名（参数列表）:函数体

这是一个自定义的函数：

def printInfo():print('------------------------------------')print('         生命苦短，我用Python            ')print('------------------------------------')

定义了函数之后，想要让这些代码能够执行，需要调用函数。通过“函数名()” 即可完成调用。

# 调用刚才定义的函数
printInfo()

二、函数的参数

1.默认参数

调用函数时，如果没有传递参数，则会使用默认参数。

def printinfo( name, age = 35 ):
print(“Name:”, name)
print(“Age:”, age)
printinfo(name="miki" )
printinfo(age=9,name="miki" )

带有默认值的参数一定要位于参数列表的最后面。否则程序会报错。

2.不定长参数

如果希望定义的函数，可以计算任何两个数和，我们在定义函数的时候，让函数接收数据，这就是函数的参数。

def add2num(a, b):c = a+bprint(c)

a和b就是函数的参数，调用的时候，可以传入任何两个数。
有时可能需要一个函数能处理比当初声明时更多的参数，这些参数叫做不定长参数，声明时不会命名。

def functionname([formal_args,] *args, **kwargs):"函数_文档字符串"function_suitereturn [expression]

加了星号（*）的变量args会存放所有未命名的变量参数，args为元组；
加**的变量kwargs会存放命名参数，即形如key=value的参数， kwargs为字典。

下面代码的运行结果是怎样的呢？

def test(a,b,*args):print(a)print(b)print(args)
test(11,22)

def test(a,b,*args):         print(a)         print(b)         print(args) 
test(11,22,33,44,55,66,77,88,99)

三、函数的返回值

函数的返回值是使用return语句来完成的。

def add2num(a, b):c = a+breturn c

函数add2num中包含return，意味着这个函数有一个返回值，其返回值就是a和b相加的结果。

四、函数的四种类型

根据函数的参数和返回值，函数可以分为四种类型：

无参数，无返回值的函数
无参数，有返回值的函数
有参数，无返回值的函数
有参数，有返回值的函数

1.无参数，无返回值的函数

def printMenu():print('--------------------------')print('      xx涮涮锅 点菜系统')print('  1.  羊肉涮涮锅')print('  2.  牛肉涮涮锅')print('  3.  猪肉涮涮锅')print('--------------------------')printMenu()

2.无参数，有返回值的函数

# 获取温度
def getTemperature():#这里是获取温度的一些处理过程#为了简单起见，先模拟返回一个数据return 24
temperature = getTemperature()
print('当前的温度为:',temperature)

3.有参数，无返回值的函数

 def test(num1,num2):result=num1+num2print('计算结果为：%d'%result)

4.有参数，有返回值的函数

 def calculateNum(num):result = 0i = 1while i<=num:result = result + ii+=1return resultresult = calculateNum(100)print('1~100的累积和为:', result)

五、变量的作用域

1.作用域

为了避免变量的名称发生冲突，所以Python引入了命名空间的概念。
命名空间指的是名称到对象的映射，类似于字典，键名是变量的名字，值是变量的值。

命名空间是相互独立存在的，而且它们被安排在某个特定的层次，把这些层次结构组合起来就是作用域。

本地作用域
函数嵌套作用域
文件作用域
内置作用域

2.局部变量

所谓局部变量，就是在函数内部定义的变量。
局部变量的作用域是函数内部，意味着它只在定义它的函数中有效，一旦函数结束就会消失。

3.全局变量

定义在函数外的拥有全局作用域。
全局变量可以在整个程序范围内访问。
如果出现全局变量和局部变量名字相同的情况，则在函数中访问的是局部变量。

六、标准库中的模块和函数

Python标准库中提供了大量的模块和函数来简化我们的开发工作，我们之前用过的random模块就为我们提供了生成随机数和进行随机抽样的函数；而time模块则提供了和时间操作相关的函数；上面求阶乘的函数在Python标准库中的math模块中已经有了，实际开发中并不需要我们自己编写，而math模块中还包括了计算正弦、余弦、指数、对数等一系列的数学函数。随着我们进一步的学习Python编程知识，我们还会用到更多的模块和函数。

Python标准库中还有一类函数是不需要import就能够直接使用的，我们将其称之为内置函数，这些内置函数都是很有用也是最常用的，下面的表格列出了一部分的内置函数。

函数	说明
`abs`	返回一个数的绝对值，例如：`abs(-1.3)`会返回`1.3`。
`bin`	把一个整数转换成以`'0b'`开头的二进制字符串，例如：`bin(123)`会返回`'0b1111011'`。
`chr`	将Unicode编码转换成对应的字符，例如：`chr(8364)`会返回`'€'`。
`hex`	将一个整数转换成以`'0x'`开头的十六进制字符串，例如：`hex(123)`会返回`'0x7b'`。
`input`	从输入中读取一行，返回读到的字符串。
`len`	获取字符串、列表等的长度。
`max`	返回多个参数或一个可迭代对象中的最大值，例如：`max(12, 95, 37)`会返回`95`。
`min`	返回多个参数或一个可迭代对象中的最小值，例如：`min(12, 95, 37)`会返回`12`。
`oct`	把一个整数转换成以`'0o'`开头的八进制字符串，例如：`oct(123)`会返回`'0o173'`。
`open`	打开一个文件并返回文件对象。
`ord`	将字符转换成对应的Unicode编码，例如：`ord('€')`会返回`8364`。
`pow`	求幂运算，例如：`pow(2, 3)`会返回`8`；`pow(2, 0.5)`会返回`1.4142135623730951`。
`print`	打印输出。
`range`	构造一个范围序列，例如：`range(100)`会产生`0`到`99`的整数序列。
`round`	按照指定的精度对数值进行四舍五入，例如：`round(1.23456, 4)`会返回`1.2346`。
`sum`	对一个序列中的项从左到右进行求和运算，例如：`sum(range(1, 101))`会返回`5050`。
`type`	返回对象的类型，例如：`type(10)`会返回`int`；而 `type('hello')`会返回`str`。