Python 函数的学习笔记

0. Python 函数的概要说明

在Python中，函数是一块组织好的、可重复使用的代码，用于执行单一、相关的动作。函数可以接受输入参数，也可以返回结果。使用函数可以让你编写更整洁、更可读、更易于维护的代码，同时也能够减少代码重复，提高开发效率。

下面是关于Python函数的一些介绍：

1. 定义函数：
   Python中使用def关键字来定义函数。函数定义包括函数名、参数列表（位于括号内）和冒号。函数体是缩进的代码块。

   def greet(name):"""这是一个简单的问候函数"""return f"Hello, {name}!"
   

   在这个例子中，greet是一个接受一个参数name的函数，它返回一个包含名字的问候语。
2. 函数参数：
   • 位置参数：按照定义时的顺序传递的参数。
   • 关键字参数：通过参数名来指定参数值的参数，这样可以不按照顺序传递参数。
   • 默认参数：在定义函数时可以给参数指定默认值。
   • 可变长参数：函数可以接受任意数量的参数，如*args和**kwargs。
3. 返回值：
   函数可以使用return语句返回一个或多个值。如果没有return语句，函数会在执行完毕后自动返回None。
4. 文档字符串（Docstrings）：
   Python函数通常包含一个文档字符串，这是一个位于函数定义下方第一行的字符串，用于解释函数的作用。可以使用"""或'''来定义文档字符串。
5. 作用域：
   函数内的变量作用域是局部的，意味着在函数外部无法访问这些变量。函数可以访问全局作用域的变量，但无法直接修改全局变量。如果需要在函数内部修改全局变量，可以使用global关键字声明。
6. 匿名函数：
   Python支持匿名函数，也称为Lambda函数。Lambda函数可以接受任何数量的参数，但只能有一个表达式。它们通常用于编写简单的、一次性的小函数。

   add = lambda x, y: x + y
   

7. 递归：
   函数可以调用自身，这种操作称为递归。递归函数在处理分而治之的问题时非常有用，如树的遍历、阶乘计算等。
8. 高阶函数：
   Python函数是一等公民，可以作为参数传递给其他函数，也可以从其他函数返回，甚至可以被赋值给变量。能够接受函数作为参数或返回函数的函数称为高阶函数。

1. 自定义函数示例

示例代码，

def square(x):squared = x * xreturn squaredprint(square(2))

输出结果，

4

2. 匿名函数示例

示例代码，

square = lambda x: x * x
print(square(2))

输出结果，

4

3. 内置函数示例

示例代码，

filtered = list(filter(lambda x: x > 2, range(1, 5)))
filtered

输出结果，

[3, 4]

3-1. filter() 示例

示例代码，

filtered = list(filter(lambda x: x > 2, range(1, 5)))
filtered

输出结果，

[3, 4]

3-2. map() 示例

示例代码，

mapped = list(map(lambda x: x * x, range(1, 5)))
mapped

输出结果，

[1, 4, 9, 16]

3-3. reduce() 示例

示例代码，

from functools import reducereduced = reduce(lambda x, y: x + y, range(1, 5))
reduced

输出结果，

10

4. 可变长参数*args和**kwargs示例

在Python中，可变长参数允许函数接受任意数量的位置参数和关键字参数。这提供了极大的灵活性，使得函数可以处理不同数量和类型的参数。

4-1. *args（Positional Variadic Arguments）

*args允许你传递任意数量的非关键字参数给一个函数。在函数内部，*args被解释为一个元组。

示例，

def sum_all(*args):"""计算所有传入数字的和"""total = 0for num in args:total += numreturn total# 调用函数
print(sum_all(1, 2, 3, 4, 5))  # 输出: 15

在这个例子中，sum_all函数接受任意数量的参数，并将它们相加。当你调用sum_all(1, 2, 3, 4, 5)时，*args在函数内部被当作(1, 2, 3, 4, 5)这个元组来处理。

4-2. **kwargs（Keyworded Variadic Arguments）

**kwargs允许你传递任意数量的关键字参数给一个函数。在函数内部，**kwargs被解释为一个字典，其中键是参数名，值是参数值。

示例，

def print_info(**kwargs):"""打印所有传入的关键字参数"""for key, value in kwargs.items():print(f"{key}: {value}")# 调用函数
print_info(name='Alice', age=25, job='Engineer')  
# 输出:
# name: Alice
# age: 25
# job: Engineer

在这个例子中，print_info函数接受任意数量的关键字参数，并打印它们。当你调用print_info(name='Alice', age=25, job='Engineer')时，**kwargs在函数内部被当作{'name': 'Alice', 'age': 25, 'job': 'Engineer'}这个字典来处理。

4-3. 结合使用*args和**kwargs

你可以在同一个函数中同时使用*args和**kwargs，这样可以处理任意数量的位置参数和关键字参数。

示例，

def func(*args, **kwargs):print("Positional arguments:", args)print("Keyword arguments:", kwargs)# 调用函数
func(1, 2, 3, a=4, b=5)  
# 输出:
# Positional arguments: (1, 2, 3)
# Keyword arguments: {'a': 4, 'b': 5}

在这个例子中，func函数接受任意数量的位置参数和关键字参数，并分别打印它们。

4-4. 解包参数

你还可以在调用函数时使用*和**操作符来解包迭代器和字典，将它们作为参数传递给函数。

示例，

def multiply(x, y):return x * y# 已有元组和字典
numbers = (2, 3)
keywords = {'x': 4, 'y': 5}# 使用*和**解包元组和字典
print(multiply(*numbers))  # 等同于multiply(2, 3)
print(multiply(**keywords))  # 等同于multiply(x=4, y=5)

在这个例子中，multiply函数接受两个参数。通过使用*numbers，元组(2, 3)被解包成两个位置参数；通过使用**keywords，字典{'x': 4, 'y': 5}被解包成两个关键字参数。

完结！