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Python中的函数详解 (1)

Abby发布于 2018-03-13 09:29查看:9153回复:1

Python中的函数,无论是命名函数,还是匿名函数,都是语句和表达式的集合。在Python中,函数是第一个类对象,这意味着函数的用法并没有限制。Python函数的使用方式就像Python中其他值一样,例如字符串和数字等。Python函数拥有一些属性,通过使用Python内置函数dir就能查看这些属性,如下代码所示:    

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其中,一些重要的函数属性包括以下几个:

1. __doc__返回指定函数的文档字符串。

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2. __name__返回函数名字。

image.png

3. __module__返回函数定义所在模块的名字。

image.png

4. func_defaults返回一个包含默认参数值的元组,默认参数将在后文进行讨论。

5. func_globals返回一个包含函数全局变量的字典引用。

image.png

6. func_dict返回支持任意函数属性的命名空间。

image.png

7. func_closure返回一个胞体元组,其中胞体包含了函数自由变量的绑定,闭包将在后文讨论。

函数可以作为参数传递给其他函数。这些以其他函数作为参数的函数通常称为更高阶函数,这就构成了函数式编程中一个非常重要的部分。高阶函数一个很好的例子就是map函数,该函数接受一个函数和一个迭代器作为参数,并将函数应用于迭代器中的每一项,最后返回一个新的列表。我们将在下面的例子中演示这一点,例子中将前面定义的square函数和一个数字迭代器传递给map函数。

image.png

此外,函数也可以在其他函数代码块内部定义,同时也能从其他函数调用中返回。

image.png

在上面的例子中,我们在函数outer中定义了另一个函数inner,并且当函数outer执行时将返回inner函数。此外,像任何其他Python对象一样,函数也可以赋值给变量,如下所示:

image.png

在上面的例子中,outer函数被调用时将会返回一个函数,并将返回的函数赋值给变量func。最后,该变量就可以像被返回的函数一样被调用:

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函数定义

关键字def用于创建用户自定义函数,函数定义就是一些可执行的语句。

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在上面的square函数中,当包含该函数的模块加载到Python解释器中时,或者如果该函数在Python REPL中定义,那么将会执行函数定义语句def square(x)。然而,这对以可变数据结构作为值的默认参数有一些影响,这一点我们将会在后文讲述。函数定义的执行会绑定当前本地命名空间中的函数名(可以将命名空间当作名字到值的一种映射,并且这种映射还可以嵌套,命名空间和范围会在另一个教程中详细介绍)到一个函数对象,该对象是一个对函数中可执行代码的包装器。这个函数对象包含了一个对当前全局命名空间的引用,而当前命名空间指该函数调用时所使用的全局命名空间。此外,函数定义不会执行函数体,只有在函数被调用时才会执行函数体。

函数调用参数

除了正常的参数之外,Python函数还支持数量可变的参数。这些参数有主要有下面描述的三种类别:

1. 默认参数值:这允许用户为函数的参数定义一些默认值。这种情况下,可以以更少的参数来调用该函数,而函数调用时未提供的参数,Python会使用默认提供的值作为这些参数值。下面的例子展示了这种用法:

image.png

上面例子函数的定义中,包含一个正常位置的参数arg和两个默认参数def_arg和def_arg2。该函数可以以下面中的任何一种方式进行调用:

(1)只提供非缺省位置参数值。在本例中,缺省参数取默认值:

image.png

(2)用提供的值覆盖一些默认的参数值,包括非缺省位置参数:

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(3)为所有参数提供值,可以用这些值覆盖默认参数值:

image.png

当使用可变的默认数据结构作为默认参数时,需要特别小心。因为函数定义只执行一次,所以这些可变的数据结构(引用值)只在函数定义时创建一次。这就意味着,相同的可变数据结构将用于所有函数调用,如下面例子所示:

image.png

在每个函数调用中,“Hello World”都被添加到了def_arg列表中,在调用两次函数之后,默认参数中将有两个“Hello World”字符串。当使用可变默认参数作为默认值时,注意到这一点非常重要。当我们讨论Python数据模型时,将会清楚理解其原因。

2. 关键字参数:以“kwarg=value”的形式使用关键字参数也可以调用函数。其中,kwarg指函数定义中使用的参数名称。以下面定义的含有默认和非默认参数的函数为例:

image.png

为了演示使用关键字参数调用函数,下面的函数可以以后面的任何一种方式调用:

image.png

在上面的例子中,参数arg是位置参数,所以值“test”会分配给它。而试图将其再次分配给关键字arg,意味着在尝试多重赋值,而这是非法的。

传递的所有关键字参数必须匹配一个函数接受的参数,而包含非可选参数的关键字顺序并不重要,所以下面调换了参数顺序的写法是合法的:

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