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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



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



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




对于函数的参数可以设定默认值



def func(param = 0):
pass

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]




再比如,字符串

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

# 输出
hello world



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




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
hello
world




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 = 1
MAX_VALUE = 10
def validation_check(value):
if value < MIN_VALUE or value > MAX_VALUE:
raise Exception('validation check fails')


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 = 1
def validation_check(value):
MIN_VALUE += 1
validation_check(5)

报错:UnboundLocalError: local variable 'MIN_VALUE' referenced before assignment




要想改变 必须加上global这个声明



MIN_VALUE = 1
def validation_check(value):
global MIN_VALUE
MIN_VALUE += 1
validation_check(5)


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


# 3
# 1



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: nonlocal
outer: nonlocal




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: nonlocal
outer: local


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 # 2^2
8 # 2^3




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

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: 28
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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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