一、函数基础
- 函数体（功能代码块）
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- 函数是执行特定任务的代码块，通过调用函数名并传递参数（如果有的话）来执行这些任务。
- 函数的参数
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- 参数列表由一系列参数组成，使用逗号分隔。
- 实参：调用函数时传递的参数。
- 形参：函数定义时声明的参数。
- 2.1 位置参数
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- 按照参数定义的顺序来传递值。
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- 2.2 关键参数
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- 通过指定参数名来传递值，无需遵循参数定义的顺序。
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- 2.3 默认参数
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- 在函数定义时给参数指定默认值，调用函数时如未传递该参数值，则使用默认值。默认参数必须放在非默认参数的右侧。
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- 2.4 不定长参数
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- 使用*args和**kwargs来接收任意数量的位置参数和关键字参数。
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- 函数的返回值
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- 使用return语句从函数内部向外部返回数据。
- 如果省略return或只有return而没有返回值，则Python默认返回None。
- return可以放在函数中的任何位置，执行到return语句时，函数立即结束并返回结果。
- 如果函数返回多个值，这些值将被打包成一个元组。
二、变量的作用域
- 变量的作用域
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- 变量起作用的代码范围称为变量的作用域。
- 1.5.1 局部变量
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- 在函数内部定义的变量，只在函数内部起作用。
- 当函数执行结束后，局部变量自动删除，不能在函数外部访问。
- 1.5.2 全局变量
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- 变量可以同时被函数内外使用。
- 在函数内部，如需修改全局变量的值，需使用global关键字声明。
- 查看变量作用域
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- 使用内置函数globals()和locals()可以查看全局变量和局部变量的字典表示。
示例代码
# 示例：函数与变量作用域 def my_function(a, b=10, *args, **kwargs): # 位置参数a，默认参数b，不定长参数*args和**kwargs local_var = "I'm a local variable" print(f"a: {a}, b: {b}, args: {args}, kwargs: {kwargs}") print(f"Local variable: {local_var}") return a, b, args, kwargs # 返回多个值 # 调用函数
result = my_function(5, 20, 30, 40, key1="value1", key2="value2")
print(result) # 输出：(5, 20, (30, 40), {'key1': 'value1', 'key2': 'value2'}) # 示例：全局变量与局部变量
a = 99 # 全局变量 def func1(): x, y = 2, 3 # 局部变量 print(x, y) global b # 声明b为全局变量 b = 8 print(locals()) # 查看局部变量 func1()
print(a) # 输出：99
print(b) # 输出：8，因为b在func1中被声明为全局变量并赋值为8函数的深入学习与应用笔记（6-10页）
6. 函数的递归调用
在函数的学习过程中，我们了解到函数不仅可以调用其他函数，还可以调用自身，这就是函数的递归调用。递归函数是一种特殊的函数，它直接或间接地调用自身。递归函数必须包含一个或多个基准条件（终止条件），以便在达到某个特定条件时停止递归调用，否则会导致无限递归，最终导致程序崩溃。
示例：
def factorial(n): if n == 0 or n == 1: return 1 else: return n * factorial(n-1) # 调用函数计算5的阶乘
print(factorial(5)) # 输出：120在这个例子中，factorial 函数用于计算一个数的阶乘。当 n 等于0或1时，函数返回1（基准条件）。否则，函数返回 n 乘以 n-1 的阶乘（递归调用）。
7. 不定长参数
在函数定义时，有时我们不确定函数会接收多少个参数。Python 提供了两种处理不定长参数的方式：*args 和 **kwargs。
- *args：用于接收非关键字参数列表，并将它们作为元组处理。
- **kwargs：用于接收关键字参数列表，并将它们作为字典处理。
示例：
def greet_students(*args, **kwargs): for name in args: print(f"Hello, {name}!") for key, value in kwargs.items(): print(f"{key} is {value}") # 调用函数
greet_students("Alice", "Bob", age=20, grade=3)
# 输出：
# Hello, Alice!
# Hello, Bob!
# age is 20
# grade is 38. 函数的默认参数
在函数定义时，可以为参数指定默认值。如果在调用函数时没有为这些参数提供值，那么将使用默认值。默认参数必须放在非默认参数的右侧。
示例：
def greet(name, greeting="Hello"): print(f"{greeting}, {name}!") # 调用函数
greet("Alice") # 输出：Hello, Alice!
greet("Bob", "Hi") # 输出：Hi, Bob!9. 函数的应用场景
函数在编程中有着广泛的应用，以下是一些常见的应用场景：
- 代码重用：将重复的代码块封装成函数，提高代码的可读性和可维护性。
- 模块化编程：将复杂的程序拆分成多个函数，每个函数负责实现一个特定的功能，使得程序结构更加清晰。
- 封装数据：通过函数来封装和处理数据，隐藏数据的细节和实现方式，只暴露必要的接口给外部使用。
- 错误处理：在函数中实现错误处理机制，如异常捕获和处理，使得程序更加健壮和可靠。
10. 函数的扩展性
在设计函数时，我们应该考虑函数的扩展性。通过使用默认参数、不定长参数等方式，我们可以为函数留下扩展的空间，方便后续添加新的功能或参数。这样做不仅可以减少修改源代码的工作量，还可以提高程序的可扩展性和可维护性。
总结：
通过学习函数的递归调用、不定长参数、默认参数以及函数的应用场景和扩展性等方面的知识，我们可以更好地理解和使用函数这一重要的编程概念。在实际开发中，我们应该充分利用函数的优势来提高代码的质量和效率。
1. 变量作用域
1.5.1 局部变量
- 定义：在函数内部定义的普通变量，只在函数内部起作用。
- 特点：当函数执行结束后，局部变量自动删除，不能再使用。
1.5.2 全局变量
- 定义：变量可以同时被函数内外使用。
- 关键字：在函数内部，若要将局部变量变为全局变量，需使用global关键字。
示例：
a = 99 # 全局变量 def func1(): a = 2 # 这里a是局部变量，若不加global，则与全局变量a无关 print("func1函数中的a值为%d" % a) def func2(): global a # 声明a为全局变量 a = 8 print("全局变量a的值为%d" % a) func1() # 输出func1函数中的a值
func2() # 输出全局变量a的修改后值
print(a) # 输出全局变量a的最终值内置函数：
- globals()：返回全局变量的字典。
- locals()：返回当前作用域内的局部变量的字典。
2. 函数参数
1.3.1 位置参数
- 定义：调用函数时，根据函数定义的参数位置来传递参数。
1.3.2 关键参数
- 定义：通过对形参赋值的方式传递参数，允许实参顺序与形参顺序不一致。
1.3.3 默认参数
- 定义：函数定义时，参数列表中的某个形参有默认值，该参数为默认参数。
- 注意事项：默认参数必须放在非默认参数的右侧。
1.3.4 不定长参数
- 定义：当函数的参数数量不确定时，使用不定长参数。
- 类型：
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- *args：接收非关键字参数，存储为元组。
- **kwargs：接收关键字参数，存储为字典。
3. 函数嵌套
1.6 函数嵌套
- 定义：在Python中，一个函数内部可以定义另一个函数，并在内部调用它，形成函数的嵌套调用。
4. 递归函数
1.7 递归函数
- 定义：一个函数直接或间接地调用自身。
- 特点：必须有明确的递归结束条件，否则会造成无限递归，导致栈溢出。
# 示例代码（部分）
def func1(): x, y = 2, 3 # 局部变量 print(x, y) global b b = 8 print(locals()) # 输出局部变量字典 func1()
print(a) # 输出全局变量a的值
print(globals()) # 输出全局变量字典 # 输出结果（根据示例代码简化）
# 2 3
# {'y': 3, 'x': 2, 'b': 8}
# 99
# {'...': '...', 'a': 99, 'func1': <function func1 at ...>, 'b': 8, '...': '...'}
