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十八、深入 Python 函数

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刘润森
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发布于: 2020 年 10 月 20 日
十八、深入Python函数

@Author: Runsen


近来,越来越多人使用函数式编程(functional programming)。本文对 Python 中的函数式编程技术进行了简单的入门介绍。


入门


Python 内置了很多有用的函数,我们可以直接调用。


要调用一个函数,需要知道函数的名称和参数,比如求绝对值的函数 abs,只有一个参数。


也可以在交互式命令行通过 help(abs)查看 abs 函数的帮助信息。


调用 abs 函数:

>>> abs(100)100>>> abs(-20)20>>> abs(12.34)12.34
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函数式编程


在 Python 中的函数就是为了实现某一段功能的代码段,可以重复利用。


就是以后不要重复造轮子,遇到那个场景就用那个函数,就是函数式编程。


下面,我定义一个 my_func,传入一个 Hello World,再打印一个 Hello World

def my_func(message):    print('Got a message: {}'.format(message))
# 调用函数 my_func()my_func('Hello World')# 输出Got a message: Hello World
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简单的知识点


  • def 是函数的声明

  • my_func 是函数的名称

  • message 是函数的参数

  • print 是函数的主体部分

  • 在函数的最后 可以返回调用结果(return 或 yield ),也可以不返回


定义在前,调用在后


def my_sum(a, b):    return a + b
result = my_sum(3, 5)print(result)
# 输出8
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对于函数的参数可以设定默认值


def func(param = 0):    pass
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如果 param 没有传入,那么参数默认是 0,如果传入了参数,就覆盖默认值


多态


传入的参数可以接受任何数据类型


比如,列表

print(my_sum([1, 2], [3, 4]))
# 输出[1, 2, 3, 4]
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再比如,字符串

print(my_sum('hello ', 'world'))
# 输出hello world

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当然,如果参数数据类型不同,而两者无法相加


print(my_sum([1, 2], 'hello'))TypeError: can only concatenate list (not "str") to list
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同一个函数可以应用到整数,列表,字符串等等的操作称为多态。这可不是变态。


嵌套函数


函数嵌套就是函数中有函数,就叫嵌套函数了。


def f1():    print('hello')    def f2():        print('world')    f2()f1()
# 输出helloworld
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函数的嵌套保证了内部函数的调用,内部函数只能被外部函数所调用,不会作用于全局域中。


合理使用函数嵌套,提高运算速度


比如计算 5 的阶乘。


def factorial(input):        if not isinstance(input, int):        raise Exception('input must be an integer.')    if input < 0:        raise Exception('input must be greater or equal to 0' )      def inner_factorial(input):        if input <= 1:            return 1        return input * inner_factorial(input-1)    return inner_factorial(input)

print(factorial(5))
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函数变量作用域


如果变量是 izai 函数内部定义的,称为局部变量,只在函数内部有效,当函数执行完毕,局部变量就会被回收。


全局变量就是写在函数外面的。


MIN_VALUE = 1MAX_VALUE = 10def validation_check(value):    if value < MIN_VALUE or value > MAX_VALUE:        raise Exception('validation check fails')
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这里的 MINVELUE 和 MAXVALUE 就是全局变量,但是我们不能在函数的内部随意改变全局变量的值


MIN_VALUE = 1def validation_check(value):    MIN_VALUE += 1    validation_check(5)
报错:UnboundLocalError: local variable 'MIN_VALUE' referenced before assignment
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要想改变 必须加上 global 这个声明


MIN_VALUE = 1def validation_check(value):    global MIN_VALUE      MIN_VALUE += 1    validation_check(5)
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global 告诉 python 解析器,函数内部的变量 MIN_VALUE 就是定义的全局变量,这里输入的是 2,这样修改的全局变量的值


MIN_VALUE = 1MAX_VALUE = 10def validation_check():    MIN_VALUE = 3    print(MIN_VALUE)validation_check()print(MIN_VALUE)

# 3# 1
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对于嵌套函数来说,内部函数无法修改外部函数定义的变量,可以访问,想要修改就要加上 nonolocal


def outer():    x = "local"    def inner():        nonlocal x # nonlocal 关键字表示这里的 x 就是外部函数 outer 定义的变量 x        x = 'nonlocal'        print("inner:", x)    inner()    print("outer:", x)outer()# 输出inner: nonlocalouter: nonlocal
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不加就不会覆盖

def outer():    x = "local"    def inner():        x = 'nonlocal' # 这里的 x 是 inner 这个函数的局部变量        print("inner:", x)    inner()    print("outer:", x)outer()# 输出inner: nonlocalouter: local
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闭包


函数的闭包其实和函数的嵌套很相似。和嵌套不同,闭包的外部函数返回是一个函数,而不是一个具体的值。


闭包就是在函数里面调用函数,一般用 return 来执行,return 出内部调用的函数名。


我们接下来计算下一个数的 n 次幂,用闭包写如下:


def nth_power(exponent):    def exponent_of(base):        return base ** exponent    return exponent_of # 返回值是 exponent_of 函数
square = nth_power(2) # 计算一个数的平方cube = nth_power(3) # 计算一个数的立方 square# 输出<function __main__.nth_power.<locals>.exponent(base)>
cube# 输出<function __main__.nth_power.<locals>.exponent(base)>
print(square(2)) # 计算 2 的平方print(cube(2)) # 计算 2 的立方# 输出4 # 2^28 # 2^3
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当然,我们也可以通过一个函数来写这个功能:


def nth_power(base,exponent):    return base**exponent  
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但是,使用闭包,可以让程序变得更加简洁易懂。


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发布于: 2020 年 10 月 20 日阅读数: 35
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刘润森 2018.09.17 加入

17年就读于东莞XX学院化学工程与工艺专业,GitChat作者。Runsen的微信公众号是"Python之王",关注后回复「小白」即可免费获取原创的Python学习资料;喜欢的微信搜索:「Python之王」。个人微信号:RunsenLiu

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