Python学习4 之 【函数】（函数的相关语法、下划线的使用、global与nonlocal关键字）

目录

1.基本语法

2.函数命名规则

3.下划线的使用

[3.1.单前导下划线 _var](#3.1.单前导下划线 _var)

[3.2.单后导下划线 var_](#3.2.单后导下划线 var_)

[3.3.双前导下划线 __var](#3.3.双前导下划线 __var)

[3.4.双前导和双后导下划线 var](#3.4.双前导和双后导下划线 var)

[3.5.单独下划线 _](#3.5.单独下划线 _)

3.6.总结

4.参数类型

4.1.位置参数

4.2.默认参数

4.3.关键字参数

4.4.可变参数

4.5.参数组合顺序

5.返回值

5.1.单个返回值

5.2.多个返回值（返回元组）

5.3.无返回值

6.文档字符串

7.函数作用域

8.global与nonlocal

---

1.基本语法

def 函数名(参数列表):
    """文档字符串（可选）"""
    函数体
    return 返回值  # 可选

2.函数命名规则

• 必须以字母或下划线开头

• 只能包含字母、数字、下划线

• 区分大小写

• 不能使用Python关键字

• 建议使用小写字母加下划线（snake_case）

  合法函数名

  def my_function(): pass
  def _private(): pass
  def calculate_sum(): pass

  非法函数名

  def 123func(): pass # 数字开头
  def def(): pass # 使用关键字
  def my-func(): pass # 包含连字符

3.下划线的使用

3.1.单前导下划线 _var

class MyClass:
    def __init__(self):
        self.public_var = "公开变量"
        self._protected_var = "受保护变量"
    
    def _internal_method(self):
        return "内部方法，不建议外部调用"

obj = MyClass()
print(obj.public_var)      #  正常访问
print(obj._protected_var)   #  可以访问，但不建议
obj._internal_method()      #  可以调用，但不建议

约定俗成的"内部使用"标识，表示该变量或方法是"受保护的"，仅供内部使用

注意：这只是约定，Python 并不会强制限制访问

3.2.单后导下划线 var_

# 错误：class 是关键字
# def make_class(class):  

# 正确：添加后导下划线
def make_class(class_):
    print(f"Creating class: {class_}")

make_class("MathClass")

# 其他常见场景
list_ = [1, 2, 3]
dict_ = {"a": 1, "b": 2}

避免与 Python 关键字冲突

3.3.双前导下划线 __var

class Parent:
    def __init__(self):
        self.__private_var = "私有变量"
        self.normal_var = "普通变量"
    
    def __private_method(self):
        return "私有方法"

class Child(Parent):
    def show_vars(self):
        # 无法直接访问父类的 __private_var
        # print(self.__private_var)  #  AttributeError
        pass

obj = Parent()
# print(obj.__private_var)  #  AttributeError
print(obj._Parent__private_var)  #  通过修饰后的名称访问

名称修饰，Python 解释器会修改属性名以避免子类意外覆盖

名称修饰规则 ：__var 会被转换为 _ClassName__var
名称修饰的核心作用是防止意外覆盖，而不是实现真正的私有性（虽然不能直接访问，但知道名字后依然可以）

3.4.双前导和双后导下划线 __var__

class MyClass:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
    
    def __str__(self):
        return f"MyClass: {self.name}"
    
    def __len__(self):
        return len(self.name)
    
    def __add__(self, other):
        return MyClass(self.name + other.name)

obj1 = MyClass("Hello")
obj2 = MyClass("World")

print(obj1)          # 调用 __str__
print(len(obj1))     # 调用 __len__
print(obj1 + obj2)   # 调用 __add__

Python 的双下划线魔术方法（如 init、str）是 Python 语言预定义的协议接口，用户应该只实现已有的标准方法来实现特定功能（如迭代器、上下文管理器等），而不要随意创造新的 xxx 形式的方法名，以避免与未来 Python 版本冲突并保持代码的可读性

常见魔术方法：

• init: 初始化
• str: 字符串表示
• repr: 开发者友好的字符串表示
• call: 使实例可调用
• getitem: 索引访问

3.5.单独下划线 _

临时变量或无关紧要的值，常用于：

• 忽略不需要的值

  忽略循环中的值

  for _ in range(5):
  print("Hello")

  解包时忽略某些值

  a, _, b = (1, 2, 3)
  print(a, b) # 1 3

  忽略多个值

  first, *_, last = [1, 2, 3, 4, 5]
  print(first, last) # 1 5

• 交互式解释器中表示上一次结果

  5 + 3
  8
  _ # 上次计算结果
  8
  _ * 2
  16

3.6.总结

模式	含义	示例
_var	内部使用（约定）	_internal_var
var_	避免关键字冲突	class_
__var	名称修饰（私有）	__private_var
__var__	魔术方法	__init__
_	临时变量/忽略值	for _ in range(10)

4.参数类型

4.1.位置参数

def greet(name, age):
    print(f"{name} is {age} years old")

greet("Alice", 25)  # 必须按顺序传递

4.2.默认参数

def greet(name, age=18):
    print(f"{name} is {age} years old")

greet("Bob")        # 使用默认age=18
greet("Charlie", 22) # 覆盖默认值

默认参数必须放在位置参数之后

4.3.关键字参数

def student(name, age, grade):
    print(f"{name}, {age}, {grade}")

student(age=20, name="David", grade="A")  # 顺序可调换

Python支持按照关键字传参

4.4.可变参数

• *args 接收任意多个位置参数（可以接收 0 个参数）

  def sum_all(*args):
  return sum(args)

  print(sum_all(1, 2, 3, 4, 5)) # 输出: 15
  print(sum_all(10, 20)) # 输出: 30

*args 可以接收任意类型的参数

def demonstrate(*args):
    print(f"参数数量: {len(args)}")
    print(f"参数类型: {[type(arg).__name__ for arg in args]}")
    print(f"参数内容: {args}")

demonstrate(10, "text", [1,2], None, lambda x: x)

# 输出：
# 参数数量: 5
# 参数类型: ['int', 'str', 'list', 'NoneType', 'function']
# 参数内容: (10, 'text', [1, 2], None, <function <lambda> at 0x...>)

• **kwargs - 接收任意多个关键字参数（可以接收 0 个参数）

  def print_info(**kwargs):
  for key, value in kwargs.items():
  print(f"{key}: {value}")

  print_info(name="Alice", age=25, city="New York")

  输出:

  name: Alice

  age: 25

  city: New York

4.5.参数组合顺序

def func(位置参数, *args, 默认参数, **kwargs):
    pass

def example(a, b, *args, c=10, **kwargs):
    print(f"a={a}, b={b}, args={args}, c={c}, kwargs={kwargs}")

example(1, 2, 3, 4, c=20, x=100, y=200)
# 输出: a=1, b=2, args=(3, 4), c=20, kwargs={'x': 100, 'y': 200}

5.返回值

5.1.单个返回值

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

result = add(5, 3)  # result = 8

5.2.多个返回值（返回元组）

def get_min_max(numbers):
    return min(numbers), max(numbers)

minimum, maximum = get_min_max([1, 2, 3, 4, 5])
# minimum=1, maximum=5

5.3.无返回值

def say_hello(name):
    print(f"Hello, {name}")
    # 隐式返回 None

result = say_hello("Alice")  # result = None

6.文档字符串

def calculate_area(radius):
    """
    计算圆的面积
    
    参数:
        radius (float): 圆的半径
    
    返回:
        float: 圆的面积
    
    示例:
        >>> calculate_area(5)
        78.53981633974483
    """
    import math
    return math.pi * radius ** 2

# 查看文档
help(calculate_area)
print(calculate_area.__doc__)

7.函数作用域

def scope_demo():
    # 函数内的变量在函数内部任何位置都可访问
    if True:
        local_var = "如果在其他语言中，这是块级作用域"
    print(local_var)  # Python中仍然可以访问
    
    # 但函数内的变量不能从外部访问
    
scope_demo()
# print(local_var)  # NameError

8.global与nonlocal

counter = 0

def increment():
    global counter  # 声明使用全局变量
    counter += 1
    return counter

print(increment())  # 1
print(increment())  # 2
print(counter)      # 2

def outer():
    x = "outer"
    
    def inner():
        nonlocal x  # 声明使用外层函数的变量
        x = "inner"
        print(f"inner中: {x}")
    
    inner()
    print(f"outer中: {x}")

outer()
# 输出:
# inner中: inner
# outer中: inner