11 python快速上手

函数进阶

  • 函数进阶
    • 1.参数的补充
      • 1.1 参数内存地址相关【面试题】
      • 1.2 函数的返回值是内存地址
      • 1.3 参数的默认值【面试题】
      • 1.4 动态参数
    • 2. 函数和函数名
      • 2.1 函数做元素
      • 2.2 函数名赋值
      • 2.3 函数名做参数和返回值
    • 3.返回值和print
    • 4. 作用域
      • 4.1 函数为作用域
      • 4.2 全局和局部
      • 4.3 global关键字
    • 总结

函数进阶

在这里插入图片描述
目标：掌握函数相关易错点 & 项目开发必备技能。

今日概要：

  • 参数的补充
  • 函数名，函数名到底是什么？
  • 返回值和print，傻傻分不清楚。
  • 函数的作用域

1.参数的补充

在函数基础部分，我们掌握函数和参数基础知识，掌握这些其实完全就可以进行项目的开发。

今天的补充的内容属于进阶知识，包含：内存地址相关、面试题相关等，在特定情况下也可以让代码更加简洁，提升开发效率。

1.1 参数内存地址相关【面试题】

在开始开始讲参数内存地址相关之前，我们先来学习一个技能：

如果想要查看下某个值的在内存中的地址？

v1 = "武沛齐"
addr = id(v1)print(addr) # 140691049514160

v1 = [11,22,33]
v2 = [11,22,33]print( id(v1) )
print( id(v2) )

v1 = [11,22,33]
v2 = v1print( id(v1) )
print( id(v2) )

记住一句话：函数执行传参时，传递的是内存地址。

在这里插入图片描述

def func(data):print(data, id(data))  # 武沛齐  140247057684592v1 = "武沛齐"
print(id(v1))  # 140247057684592func(v1)

面试题：请问Python的参数默认传递的是什么？

Python参数的这一特性有两个好处：

  • 节省内存

  • 对于可变类型且函数中修改元素的内容，所有的地方都会修改。可变类型：列表、字典、集合。

    # 可变类型 & 修改内部修改
def func(data):data.append(999)v1 = [11,22,33]
func(v1)print(v1) # [11,22,33,666]

    # 特殊情况：可变类型 & 重新赋值
def func(data):data = ["武沛齐","alex"]v1 = [11,22,33]
func(v1)print(v1) # [11,22,33]

    # 特殊情况：不可变类型，无法修改内部元素，只能重新赋值。
def func(data):data = "alex"v1 = "武沛齐"
func(v1)

其他很多编程语言执行函数时，默认传参时会将数据重新拷贝一份，会浪费内存。

提示注意：其他语言也可以通过 ref 等关键字来实现传递内存地址。

当然，如果你不想让外部的变量和函数内部参数的变量一致，也可以选择将外部值拷贝一份，再传给函数。

import copy# 可变类型 & 修改内部修改
def func(data):data.append(999)v1 = [11, 22, 33]
new_v1 = copy.deepcopy(v1) # 拷贝一份数据
func(new_v1)print(v1)  # [11,22,33]

1.2 函数的返回值是内存地址

def func():data = [11, 22, 33]return datav1 = func()
print(v1) # [11,22,33]

上述代码的执行过程：

  • 执行func函数
  • data = [11, 22, 33] 创建一块内存区域，内部存储[11,22,33]，data变量指向这块内存地址。
  • return data 返回data指向的内存地址
  • v1接收返回值，所以 v1 和 data 都指向 [11,22,33] 的内存地址（两个变量指向此内存，引用计数器为2）
  • 由函数执行完毕之后，函数内部的变量都会被释放。（即：删除data变量，内存地址的引用计数器-1）

所以，最终v1指向的函数内部创建的那块内存地址。

def func():data = [11, 22, 33]return datav1 = func()
print(v1) # [11,22,33]v2 = func()
print(v2) # [11,22,33]

上述代码的执行过程：

  • 执行func函数
  • data = [11, 22, 33] 创建一块内存区域，内部存储[11,22,33]，data变量指向这块内存地址 1000001110。
  • return data 返回data指向的内存地址
  • v1接收返回值，所以 v1 和 data 都指向 [11,22,33] 的内存地址（两个变量指向此内存，引用计数器为2）
  • 由函数执行完毕之后，函数内部的变量都会被释放。（即：删除data变量，内存地址的引用计数器-1）

所以，最终v1指向的函数内部创建的那块内存地址。(v1指向的1000001110内存地址)

  • 执行func函数
  • data = [11, 22, 33] 创建一块内存区域，内部存储[11,22,33]，data变量指向这块内存地址 11111001110。
  • return data 返回data指向的内存地址
  • v2接收返回值，所以 v1 和 data 都指向 [11,22,33] 的内存地址（两个变量指向此内存，引用计数器为2）
  • 由函数执行完毕之后，函数内部的变量都会被释放。（即：删除data变量，内存地址的引用计数器-1）

所以，最终v1指向的函数内部创建的那块内存地址。(v1指向的11111001110内存地址)

def func():data = [11, 22, 33]print(id(data))return datav1 = func()
print(v1, id(v1))  # [11,22,33]v2 = func()
print(v2, id(v1))  # [11,22,33]

1.3 参数的默认值【面试题】

这个知识点在面试题中出现的概率比较高，但真正实际开发中用的比较少。

def func(a1,a2=18):print(a1,a2)

原理：Python在创建函数（未执行）时，如果发现函数的参数中有默认值，则在函数内部会创建一块区域并维护这个默认值。

  • 执行函数未传值时，则让a2指向 函数维护的那个值的地址。

    func("root")

  • 执行函数传值时，则让a2指向新传入的值的地址。

    func("admin",20)

在特定情况【默认参数的值是可变类型 list/dict/set】 & 【函数内部会修改这个值】下，参数的默认值 有坑 。

  • 坑

    # 在函数内存中会维护一块区域存储 [1,2,666,666,666] 100010001
def func(a1,a2=[1,2]):a2.append(666)print(a1,a2)# a1=100
# a2 -> 100010001
func(100) # 100  [1,2,666]# a1=200
# a2 -> 100010001
func(200) # 200 [1,2,666,666]# a1=99
# a2 -> 1111111101
func(99,[77,88]) # 66 [177,88,666]# a1=300
# a2 -> 100010001
func(300) # 300 [1,2,666,666,666]

  • 大坑

    # 在内部会维护一块区域存储 [1, 2, 10, 20,40 ] ,内存地址 1010101010
def func(a1, a2=[1, 2]):a2.append(a1)return a2# a1=10
# a2 -> 1010101010
# v1 -> 1010101010
v1 = func(10)
print(v1) # [1, 2, 10]# a1=20
# a2 -> 1010101010
# v2 -> 1010101010
v2 = func(20)
print(v2) # [1, 2, 10, 20 ]# a1=30
# a2 -> 11111111111        [11, 22,30]
# v3 -> 11111111111
v3 = func(30, [11, 22])
print(v3) #  [11, 22,30]# a1=40
# a2 -> 1010101010
# v4 -> 1010101010
v4 = func(40)
print(v4) # [1, 2, 10, 20,40 ]

  • 深坑

    # 内存中创建空间存储 [1, 2, 10, 20, 40] 地址：1010101010
def func(a1, a2=[1, 2]):a2.append(a1)return a2# a1=10
# a2 -> 1010101010
# v1 -> 1010101010
v1 = func(10)# a1=20
# a2 -> 1010101010
# v2 -> 1010101010
v2 = func(20)# a1=30
# a2 -> 11111111111   [11,22,30]
# v3 -> 11111111111
v3 = func(30, [11, 22])# a1=40
# a2 -> 1010101010
# v4 -> 1010101010
v4 = func(40)print(v1) # [1, 2, 10, 20, 40]
print(v2) # [1, 2, 10, 20, 40]
print(v3) # [11,22,30]
print(v4) # [1, 2, 10, 20, 40]

1.4 动态参数

动态参数，定义函数时在形参位置用 *或** 可以接任意个参数。

def func(*args,**kwargs):print(args,kwargs)func("宝强","杰伦",n1="alex",n2="eric")

在定义函数时可以用 *和**，其实在执行函数时，也可以用。

  • 形参固定，实参用*和**

    def func(a1,a2):print(a1,a2)func( 11, 22 )
func( a1=1, a2=2 )func( *[11,22] )
func( **{"a1":11,"a2":22} )

  • 形参用*和**，实参也用 *和**

    def func(*args,**kwargs):print(args,kwargs)func( 11, 22 )
func( 11, 22, name="武沛齐", age=18 )# 小坑，([11,22,33], {"k1":1,"k2":2}), {}
func( [11,22,33], {"k1":1,"k2":2} )# args=(11,22,33),kwargs={"k1":1,"k2":2}
func( *[11,22,33], **{"k1":1,"k2":2} ) # 值得注意：按照这个方式将数据传递给args和kwargs时，数据是会重新拷贝一份的（可理解为内部循环每个元素并设置到args和kwargs中）。

所以，在使用format字符串格式化时，可以可以这样：

v1 = "我是{},年龄：{}。".format("武沛齐",18)
v2 = "我是{name},年龄：{age}。".format(name="武沛齐",age=18)v3 = "我是{},年龄：{}。".format(*["武沛齐",18])
v4 = "我是{name},年龄：{age}。".format(**{"name":"武沛齐","age":18})

2. 函数和函数名

函数名其实就是一个变量，这个变量只不过代指的函数而已。

name = "武沛齐"

def add(n1,n2):return n1 + n2

注意：函数必须先定义才能被调用执行（解释型语言）。

# 正确
def add(n1,n2):return n1 + n2ret = add(1,2)
print(ret) 

# 错误
ret = add(1,2)
print(ret) def add(n1,n2):return n1 + n2

2.1 函数做元素

既然函数就相当于是一个变量，那么在列表等元素中是否可以把行数当做元素呢？

def func():return 123data_list = ["武沛齐", "func", func , func() ]print( data_list[0] ) # 字符串"武沛齐"
print( data_list[1] ) # 字符串 "func"
print( data_list[2] ) # 函数 func
print( data_list[3] ) # 整数 123res = data_list[2]()
print( res ) # 执行函数 func，并获取返回值；print再输出返回值。print( data_list[2]() ) # 123

注意：函数同时也可被哈希，所以函数名通知也可以当做 集合的元素、字典的键。

掌握这个知识之后，对后续的项目开发有很大的帮助，例如，在项目中遇到根据选择做不同操作时：

  • 情景1，例如：要开发一个类似于微信的功能。

    def send_message():"""发送消息"""passdef send_image():"""发送图片"""passdef send_emoji():"""发送表情"""passdef send_file():"""发送文件"""passprint("欢迎使用xx系统")
print("请选择：1.发送消息；2.发送图片；3.发送表情；4.发送文件")
choice = input("输入选择的序号")if choice == "1":send_message()
elif choice == "2":send_image()
elif choice == "3":send_emoji()
elif choice == "4":send_file()
else:print("输入错误")

    def send_message():"""发送消息"""passdef send_image():"""发送图片"""passdef send_emoji():"""发送表情"""passdef send_file():"""发送文件"""passdef xxx():"""收藏"""passfunction_dict = {"1": send_message,"2": send_image,"3": send_emoji,"4": send_file,"5": xxx
}print("欢迎使用xx系统")
print("请选择：1.发送消息；2.发送图片；3.发送表情；4.发送文件")
choice = input("输入选择的序号") # "1"func = function_dict.get(choice)
if not func:print("输入错误")
else:# 执行函数func()

  • 情景2，例如：某个特定情况，要实现发送短信、微信、邮件。

    def send_msg():"""发送短信"""passdef send_email():"""发送图片"""passdef send_wechat():"""发送微信"""# 执行函数
send_msg()
send_email()
send_wechat()

    def send_msg():"""发送短信"""passdef send_email():"""发送图片"""passdef send_wechat():"""发送微信"""passfunc_list = [ send_msg, send_email, send_wechat ]
for item in func_list:item()

上述两种情景，在参数相同时才可用，如果参数不一致，会出错。所以，在项目设计时就要让程序满足这一点，如果无法满足，也可以通过其他手段时间，例如：

情景1：

def send_message(phone,content):"""发送消息"""passdef send_image(img_path, content):"""发送图片"""passdef send_emoji(emoji):"""发送表情"""passdef send_file(path):"""发送文件"""passfunction_dict = {"1": [ send_message,  ['15131255089', '你好呀']],"2": [ send_image,  ['xxx/xxx/xx.png', '消息内容']],"3": [ send_emoji, ["😁"]],"4": [ send_file, ['xx.zip'] ]
}print("欢迎使用xx系统")
print("请选择：1.发送消息；2.发送图片；3.发送表情；4.发送文件")
choice = input("输入选择的序号") # 1item = function_dict.get(choice) # [ send_message,  ['15131255089', '你好呀']],
if not item:print("输入错误")
else:# 执行函数func = item[0] # send_messageparam_list = item[1] #  ['15131255089', '你好呀']func(*param_list) # send_message(*['15131255089', '你好呀'])

情景2：

def send_msg(mobile, content):"""发送短信"""passdef send_email(to_email, subject, content):"""发送图片"""passdef send_wechat(user_id, content):"""发送微信"""passfunc_list = [{"name": send_msg, "params": {'mobile': "15131255089", "content": "你有新短消息"}},{"name": send_email, "params": {'to_email': "wupeiqi@live.com", "subject": "报警消息", "content": "硬盘容量不够用了"}},{"name": send_wechat, "params": {'user_id': 1, 'content': "约吗"}},
]#  {"name": send_msg, "params": {'mobile': "15131255089", "content": "你有新短消息"}},
for item in func_list:func = item['name'] # send_msgparam_dict = item['params'] # {'mobile': "15131255089", "content": "你有新短消息"}func(**param_dict) # send_msg(**{'mobile': "15131255089", "content": "你有新短消息"})

2.2 函数名赋值

  • 将函数名赋值给其他变量，函数名其实就个变量，代指某函数；如果将函数名赋值给另外一个变量，则此变量也会代指该函数，例如：

    def func(a1,a2):print(a1,a2)xxxxx = func# 此时，xxxxx和func都代指上面的那个函数，所以都可以被执行。
func(1,1)
xxxxx(2,2)

    def func(a1,a2):print(a1,a2)func_list = [func,func,func]func(11,22)
func_list[0](11,22)
func_list[1](33,44)
func_list[2](55,66)

  • 对函数名重新赋值，如果将函数名修改为其他值，函数名便不再代指函数，例如：

    def func(a1,a2):print(a1,a2)# 执行func函数
func(11,22)# func重新赋值成一个字符串
func = "武沛齐"print(func)

    def func(a1,a2):print(a1+a2)func(1,2)def func():print(666)func()

    注意：由于函数名被重新定义之后，就会变量新被定义的值，所以大家在自定义函数时，不要与python内置的函数同名，否则会覆盖内置函数的功能，例如：

    id,bin,hex,oct,len...

    # len内置函数用于计算值得长度
v1 = len("武沛齐")
print(v1) # 3# len重新定义成另外一个函数
def len(a1,a2):return a1 + a2# 以后执行len函数，只能按照重新定义的来使用
v3 = len(1,2)
print(v3)

2.3 函数名做参数和返回值

函数名其实就一个变量，代指某个函数，所以，他和其他的数据类型一样，也可以当做函数的参数和返回值。

  • 参数

    def plus(num):return num + 100def handler(func):res = func(10) # 110msg = "执行func，并获取到的结果为:{}".format(res)print(msg) # 执行func，并获取到的结果为:110# 执行handler函数，将plus作为参数传递给handler的形式参数func
handler(plus)

  • 返回值

    def plus(num):return num + 100def handler():print("执行handler函数")return plusresult = handler()
data = result(20) # 120
print(data)

3.返回值和print

对于初学者的同学，很多人都对print和返回值分不清楚，例如：

def add(n1,n2):print(n1 + n2)v1 = add(1,3)
print(v1)# 输出
4
Nonedef plus(a1,a2):return a1 + a2v2 = plus(1,2)
print(v2)
# 输出
3

这两个函数是完全不同的

  • 在函数中使用print，只是用于在某个位置输出内容而已。
  • 在函数中使用return，是为了将函数的执行结果返回给调用者，以便于后续其他操作。

在调用并执行函数时，要学会分析函数的执行步骤。

def f1():print(123)def f2(arg):ret = arg()return retv1 = f2(f1)
print(v1)# 输出
123
None

def f1():print(123)def f2(arg):ret = arg()return f1v1 = f2(f1)v2 = v1()
print(v2)# 输出
123
123
None

4. 作用域

作用域，可以理解为一块空间，这块空间的数据是可以共享的。通俗点来说，作用域就类似于一个房子，房子中的东西归里面的所有人共享，其他房子的人无法获取。

4.1 函数为作用域

Python以函数为作用域，所以在函数内创建的所有数据，可以此函数中被使用，无法在其他函数中被使用。

def func():name = "武沛齐"data_list = [11,22,33,44]print(name,data_list)age = 20print(age)def handler():age = 18print(age)func()
handler()

学会分析代码，了解变量到底属于哪个作用域且是否可以被调用：

def func():name = "武沛齐"age = 29print(age)data_list = [11,22,33,44]print(name,data_list)for num in range(10):print(num)print(num)if 1 == 1:value = "admin"print(value)print(value)if 1 > 2:max_num = 10print(max_num)print(max_num)def handler():age = 18print(age)handler()
func()

4.2 全局和局部

Python中以函数为作用域，函数的作用域其实是一个局部作用域。
在这里插入图片描述

goods = [{"name": "电脑", "price": 1999},{"name": "鼠标", "price": 10},{"name": "游艇", "price": 20},{"name": "美女", "price": 998}
]
for index in range(len(goods)):item = goods[index]print(index + 1, item['name'], item['price'])while True:num = input("请输入要选择的商品序号(Q/q)：")  # "1"if num.upper() == "Q":breakif not num.isdecimal():print("用输入的格式错误")breaknum = int(num)send_email()if num > 4 or num < 0:print("范围选择错误")breaktarget_index = num - 1choice_item = goods[target_index]print(choice_item["name"], choice_item['price'])send_email()

# 全局变量（变量名大写）
COUNTRY = "中国"
CITY_LIST = ["北京","上海","深圳"]def download():# 局部变量url = "http://www.xxx.com"...def upload():file_name = "rose.zip"...

COUNTRY和CITY_LIST是在全局作用域中，全局作用域中创建的变量称之为【全局变量】，可以在全局作用域中被使用，也可以在其局部作用域中被使用。

download和upload函数内部维护的就是一个局部作用域，在各自函数内部创建变量称之为【局部变量】，且局部变量只能在此作用域中被使用。局部作用域中想使用某个变量时，寻找的顺序为：优先在局部作用域中寻找，如果没有则去上级作用域中寻找。

注意：全局变量一般都是大写。

示例1：在局部作用域中读取全局作用域的变量。

COUNTRY = "中国"
CITY_LIST = ["北京","上海","深圳"]def download():url = "http://www.xxx.com"print(url)print(COUNTRY)print(CITY_LIST)def upload():file_name = "rose.zip"print(file_name)print(COUNTRY)print(CITY_LIST)print(COUNTRY)
print(CITY_LIST)
downlowd()
upload()print(file_name) # 报错
print(url) # 报错

示例2：局部作用域和全局作用域变量同名，这算啥？

COUNTRY = "中国"
CITY_LIST = ["北京","上海","深圳"]def download():url = "http://www.xxx.com"CITY_LIST = ["河北","河南","山西"]print(url)print(COUNTRY)print(CITY_LIST)def upload():file_name = "rose.zip"print(COUNTRY)print(CITY_LIST)print(COUNTRY)
print(CITY_LIST)
download()
upload()

COUNTRY = "中国"
CITY_LIST = ["北京","上海","深圳"]def download():url = "http://www.xxx.com"CITY_LIST = ["河北","河南","山西"]print(url)print(COUNTRY)print(CITY_LIST)def upload():file_name = "rose.zip"print(COUNTRY)print(CITY_LIST)print(COUNTRY)
print(CITY_LIST)
download()
upload()COUNTRY = "中华人民共和共国"
CITY_LIST = [11,22,33]download()
upload()# 输出
中国
["北京","上海","深圳"]
http://www.xxx.com
中国
["河北","河南","山西"]
中国["北京","上海","深圳"]
http://www.xxx.com
中华人民共和共国
["河北","河南","山西"]
中华人民共和共国
[11,22,33]

4.3 global关键字

在这里插入图片描述

默认情况下，在局部作用域对全局变量只能进行：读取和修改内部元素（可变类型），无法对全局变量进行重新赋值。

  • 读取

    COUNTRY = "中国"
CITY_LIST = ["北京","上海","深圳"]def download():url = "http://www.xxx.com"print(COUNTRY)print(CITY_LIST)download()

  • 修改内部元素（可变类型）

    COUNTRY = "中国"
CITY_LIST = ["北京","上海","深圳"]def download():url = "http://www.xxx.com"print(CITY_LIST)CITY_LIST.append("广州")CITY_LIST[0] = "南京"print(CITY_LIST)download()

  • 无法对全局变量重新赋值

    COUNTRY = "中国"
CITY_LIST = ["北京","上海","深圳"]def download():url = "http://www.xxx.com"# 不是对全部变量赋值，而是在局部作用域中又创建了一个局部变量 CITY_LIST 。CITY_LIST =  ["河北","河南","山西"]print(CITY_LIST)def upload():file_name = "rose.zip"print(COUNTRY)print(CITY_LIST)download()
upload()

如果想要在局部作用域中对全局变量重新赋值，则可以基于 global关键字实现，例如：

COUNTRY = "中国"
CITY_LIST = ["北京","上海","深圳"]def download():url = "http://www.xxx.com"global CITY_LISTCITY_LIST =  ["河北","河南","山西"]print(CITY_LIST)global COUNTRYCOUNTRY = "中华人民共和国"print(COUNTRY)def upload():file_name = "rose.zip"print(COUNTRY)print(CITY_LIST)download()
upload()

总结

  1. 函数参数传递的是内存地址。

    • 想重新创建一份数据再传递给参数，可以手动拷贝一份。

    • 特殊：参数是动态参数时，通过*或**传参时，会将数据循环添加到参数中（类似于拷贝一份）

      def fun(*args, **kwargs):print(args, kwargs)fun(*[11, 22, 33], **{"k1": 1, "k2": 2})

  2. 函数的返回值也是内存地址。（函数执行完毕后，其内部的所有变量都会被销毁，引用计数器为0时，数据也销毁）

    def func():name = [11,22,33]data = namefunc()

    def func():name = [11,22,33]return namedata = func()
while True:print(data)

  3. 当函数的参数有默认值 & 默认值是可变类型 & 函数内部会修改内部元素（有坑）

    # 内部会维护一个列表 []，只要b不传值则始终使用都是这个列表。
def func(a,b=[]):b.append(a)

  4. 定义函数写形式参数时可以使用*和**，执行函数时也可以使用。

  5. 函数名其实也是个变量，他也可以做列表、字典、集合等元素（可哈希）

  6. 函数名可以被重新赋值，也可以做另外一个函数的参数和返回值。

  7. 掌握 print 和 return的区别，学会分析代码的执行流程。

  8. python是以函数为作用域。

  9. 在局部作用域中寻找某数据时，优先用自己的，自己没有就在上级作用域中寻找。

  10. 基于 global关键字可以在局部作用域中实现对全局作用域中的变量（全局变量）重新赋值。

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