Python 函数

函数是一块有组织、可重复使用的代码，用于执行单一且相关的操作。函数为应用程序提供更好的模块化和高度的代码复用性。

构建处理逻辑的自上而下方法涉及定义独立可重用函数的块。函数可以通过传递所需的数据（称为 参数 或 参数 ）从任何其他函数调用。被调用的函数将其结果返回给调用环境。

Python函数的类型

Python提供以下类型的函数−

• 内建函数

• 在内建模块中定义的函数

• 用户自定义函数

Python的标准库包括许多内建函数。Python的一些内建函数有print()，int()，len()，sum()等。这些函数始终可用，因为它们在启动Python解释器时加载到计算机的内存中。

标准库还捆绑了许多模块。每个模块定义了一组函数。这些函数不会立即可用。您需要从它们各自的模块中将它们导入到内存中。

除了内建函数和内建模块中的函数之外，您还可以创建自己的函数。这些函数称为用户自定义函数。

Python定义函数

您可以定义自定义函数以提供所需的功能。以下是在Python中定义函数的简单规则。

• 函数块以关键字 def 开头，后跟函数名和括号（()）。

• 任何输入参数或参数都应放在这些括号内。您还可以在这些括号内定义参数。

• 函数的第一条语句可以是可选语句;函数的文档字符串或文档字符串。

• 每个函数内的代码块以冒号（:）开头，并且以缩进方式编写。

• 语句 return [expression] 退出函数，可选择将表达式传回给调用者。没有参数的 return 语句与 return None 相同。

语法

def functionname( parameters ):
   "function_docstring"
   function_suite
   return [expression]

默认情况下，参数具有位置行为，您需要按照它们的定义顺序提供信息。

函数定义后，您可以通过从另一个函数中调用它或直接从Python提示符中调用它来执行它。

示例

以下示例显示了如何定义一个函数greetings()。括号为空，所以没有任何参数。

第一行是文档字符串。函数块以return语句结束。当调用此函数时，将打印出Hello world消息。

def greetings():
   "This is docstring of greetings function"
   print ("Hello World")
   return
greetings()

调用函数

定义函数只是给它一个名字，指定函数中要包含的参数并结构化代码块。

一旦函数的基本结构确定，您可以通过从另一个函数或直接从Python提示符调用它来执行它。以下是调用printme()函数的示例−

# Function definition is here
def printme( str ):
   "This prints a passed string into this function"
   print str
   return;
# Now you can call printme function
printme("I'm first call to user defined function!")
printme("Again second call to the same function")

当上述代码执行时，它产生以下输出：输出

I'm first call to user defined function!
Again second call to the same function

按引用传递 vs 值传递

Python的 函数调用机制 与C和C++不同。有两种主要的函数调用机制： 按值传递 和 按引用传递 。

当变量传递给函数时，函数对其做了什么？如果对其变量的任何更改不会反映在实际参数中，则使用按值传递机制。另一方面，如果更改反映在实际参数中，则使用按引用传递机制。

C/C++ 函数被称为按值调用 . 当调用 C/C++ 函数时，实际参数的值会被复制到代表形式参数的变量中。如果函数修改了形式参数的值，它不会反映传递给它的变量。

Python 使用引用传递机制 . 在 Python 中，变量是内存中对象的标签或引用，实际参数和形式参数都实际上指向内存中的同一个对象。我们可以通过在传递之前和之后检查传递变量的 id() 来验证这一事实。

def testfunction(arg):
   print ("ID inside the function:", id(arg))
var="Hello"
print ("ID before passing:", id(var))
testfunction(var)

如果上述代码被执行，函数之前和内部的id()是相同的。

ID before passing: 1996838294128
ID inside the function: 1996838294128

行为还取决于传递的对象是可变的还是不可变的。Python 数值对象是不可变的。当传递一个数值对象时，然后函数改变形参的值时，实际上是在内存中创建了一个新对象，原始变量保持不变。

def testfunction(arg):
   print ("ID inside the function:", id(arg))
   arg=arg+1
   print ("new object after increment", arg, id(arg))

var=10
print ("ID before passing:", id(var))
testfunction(var)
print ("value after function call", var)

它将产生以下的 输出 。

ID before passing: 140719550297160
ID inside the function: 140719550297160
new object after increment 11 140719550297192
value after function call 10

让我们现在将一个可变对象（例如列表或字典）传递给一个函数。它也是按引用传递的，因为在传递之前和之后的列表的id()是相同的。然而，如果我们在函数内部修改列表，它的全局表示也会反映出变化。

在这里，我们传递了一个列表，添加了一个新项，并查看原始列表对象的内容，我们会发现已经改变了。

def testfunction(arg):
   print ("Inside function:",arg)
   print ("ID inside the function:", id(arg))
   arg=arg.append(100)

var=[10, 20, 30, 40]
print ("ID before passing:", id(var))
testfunction(var)
print ("list after function call", var)

它将产生以下

输出 −

ID before passing: 2716006372544
Inside function: [10, 20, 30, 40]
ID inside the function: 2716006372544
list after function call [10, 20, 30, 40, 100]

函数参数

在调用函数时，函数的过程通常依赖于所提供的某些数据。在定义函数时，您必须给出一组变量，用于收集传递给函数的数据。括号中的变量称为形参。

在调用函数时，必须提供每个形参的值，这些值称为实参。

示例

让我们修改问候函数，将名字作为一个参数传递给它。在调用函数时，传递给它的字符串将成为函数内部的名字变量。

def greetings(name):
   "This is docstring of greetings function"
   print ("Hello {}".format(name))
   return

greetings("Samay")
greetings("Pratima")
greetings("Steven")

它将会产生以下的 输出 −

Hello Samay
Hello Pratima
Hello Steven

返回值的函数

在函数定义的最后一条语句中使用 return 关键字表示函数块的结束，程序流程返回到调用函数。尽管在块的最后一条语句之后减少了缩进也意味着返回，但使用显式的return语句是一个好的习惯。

除了控制流程之外，函数还可以将表达式的值返回给调用函数。返回的表达式的值可以存储在一个变量中进行进一步处理。

示例

让我们定义一个add()函数。它将传递给它的两个值相加并返回相加结果。返回的值存储在一个叫做result的变量中。

def add(x,y):
   z=x+y
   return z

a=10
b=20
result = add(a,b)
print ("a = {} b = {} a+b = {}".format(a, b, result))

它将产生以下输出−

a = 10 b = 20 a+b = 30

函数参数类型

根据在定义Python函数时参数的声明方式，可以将其归类为以下几种类型：

• 位置参数或必需参数

• 关键字参数

• 默认参数

• 只能位置参数

• 只能关键字参数

• 任意或可变长度参数

在接下来的几章中，我们将详细讨论这些函数参数。

参数顺序

函数可以具有上述任何类型的参数。但是，参数必须按照以下顺序进行声明：

• 参数列表以只能位置参数开始，后跟斜杠 (/) 符号。

• 然后是常规位置参数，可以作为关键字参数调用，也可以不作为关键字参数调用。

• 然后可能有一个或多个具有默认值的参数。

• 接下来是用单个星号前缀表示的任意位置参数，它被视为元组。

• 如果函数有任何只能关键字参数，请在它们的名称前加上一个星号。其中一些只能关键字参数可能有默认值。

• 括号中最后是具有两个星号**的参数，用于接受任意数量的关键字参数。

下图显示了形式参数的顺序：