快速学习Python基础知识3--函数

来源引用网络知识与某站曹老师视频相互结合学习记录，仅供参考！

Python 基础知识

三、函数

函数是执行特定任务的一段代码，程序通过将一段代码定义成函数，并为该函数指定一个函数名，这样即可在需要的时候多次调用这段代码；例如：之前使用的 range() 函数，就是系统内置的函数，功能是通过传入参数，返回特定范围的数字序列，函数名是 range，当需要使用的时候，可以直接调用函数名，可反复多次使用；

函数的定义

函数的定义语法：

def 函数名(形参列表):

函数体（由零条或多条可执行语句组成的函数）

return 返回值

• 函数名要符合标识符定义，取名的时候要有意义，看名知义；

• 形参列表是定义该函数可以接受的参数，可以为空，多个参数之间使用逗号隔开，调用函数的地方传入对应的参数值；

• return 返回值，返回函数的执行结果，若没有返回值可省略；

  定义一个最基础的函数，例如 say_helloworld

  def say_helloworld():
  print("Hello World!")

  调用函数，直接使用函数名 say_helloworld

  say_helloworld()

  再次调用 say_helloworld 函数

  say_helloworld()

  运行结果
  Hello World!
  Hello World!

函数的参数

函数形参部分，可以不定义参数，直接空括号即可；若有多个参数，可以使用 "," 逗号隔开；在调用的时候，传入的就是实际参数，按照形参定义，顺序传入即可；

# 定义一个加法函数
def add(a, b):
    result = a + b
    print(f'{a} + {b} = {result}')

# 调用函数
add(1, 2)
add(3, 4)
add(5, 6)


运行结果
1 + 2 = 3
3 + 4 = 7
5 + 6 = 11

关键字(keyword)参数

上面的实例中是位置参数，在调用的时候，必须严格按照定义函数时指定的顺序来传入参数值；若根据参数名来传入参数值，则无需蹲守定义形参的顺序，这种方式被称为关键字(keyword)参数；

注意点：

• 在使用关键字参数的时候，顺序可以随便换；

• 部分使用关键字参数，部分使用位置参数；

• 混合使用的时候，关键字参数必须位于位置参数之后，否则会报错；

  定义一个加法函数

  def add(a, b):
  result = a + b
  print(f'{a} + {b} = {result}')

  根据关键字参数来传入数值

  add(a=1, b=2)

  在使用关键字参数的时候，指定参数名后，顺序可以随意更换

  add(b=2, a=3)

  混合使用，部分使用位置参数，部分使用关键字参数

  add(4, b=5)

  在混用时，关键字参数务必要在位置参数之后，否则报错

  add(b=6, 7)

参数默认值

在某些情况下，程序需要在定义函数时为一个或多个形参指定默认值；这样在调用函数时就可以省略为该形参传入参数值，而是直接使用该形参的默认值；

语法格式：形参名=默认值

# 定义一个加法函数
def say(name='张三', msg='法外狂徒'):
    print(f'{name} 的称号是：{msg}')


# 全部使用默认参数
say()

# 部分使用默认参数
say('李四')

# 都不使用默认参数
say('王二', '客栈王小二弟弟')

# name使用默认参数值，msg则需要使用关键字参数
say(msg='西行记大师')


运行结果
张三 的称号是：法外狂徒
李四 的称号是：法外狂徒
王二 的称号是：客栈王小二弟弟
张三 的称号是：西行记大师

注意点：

• 可以全部使用默认参数；
• 可以部分使用默认参数；
• 可以全部不使用默认参数；
• 假如前面参数使用默认参数，后面的参数需要使用关键字参数；
• Python 要求将带有默认值的参数定义，放在形参列表的最后；

函数的返回值

函数执行完毕，可以返回数据给方法的调用者；可以通过 return 关键字返回多个数据；

# 定义一个加法函数
def add(a, b):
    result = a + b
    # 通过return关键字，把a+b的结果返回给函数的调用者
    return result


# 定义变量r，接收函数的返回值
r = add(1, 2)
print(f'调用add(1,2)的返回值结果是：{r}')

# 定义变量r2，接收函数的返回值
r2 = add(3, 4)
print(f'调用add(3,4)的返回值结果是：{r2}')


运行结果
调用add(1,2)的返回值结果是：3
调用add(3,4)的返回值结果是：7

如果程序需要多个返回值，则即可将多个值包装成列表之后返回，也可直接返回多个值；如果 Python 函数直接返回多个值，Python 会自动将多个返回值封装成元组；如果函数没有使用 return 语句返回数据，则函数返回的是 None 值（None 是空的意思）；

# 定义一个最基础的函数，例如 say_helloworld
def say_helloworld():
    print("Hello World!")


# 调用函数
result = say_helloworld()
print(f'返回的结果是：{result}，返回的类型是：{type(result)}')


运行结果
Hello World!
返回的结果是：None，返回的类型是：<class 'NoneType'>

这个 None 值有哪些作用呢？

1、可以用于 if 判断；

2、可以用于声明无初始化内容的变量；

# 定义一个最基础的函数，例如 say_helloworld
def check_user(username, password):
    if username == 'test01' and password == '123456':
        return 'success'
    else:
        return None


result = check_user('test01', '123456789')
print(f'返回的结果是：{result}')

# 1，可以用于if判断
# if result == None:
# 可以省略，直接使用not
if not result:
    print('登录失败！')

# 2，可以用于声明无初始化内容的变量
usernames = None
print(usernames)


运行结果
返回的结果是：None
登录失败！
None

函数的说明文档

使用""" """ (三个引号)备注说明，然后在调用函数的地方，鼠标移动上去就能看到函数的说明，提供代码的可读性；

def add(a, b):
    """
    两数相加函数
    :param a:   两数相加数中的a
    :param b:   两数相加数中的a
    :return:    两数相加的结果
    """
    return a + b


add(1, 2)

变量作用域

在程序中定义一个变量时，这个变量是有作用范围的，变量的作用范围被称为它的作用域；

根据定义变量的位置，变量分为两种：

局部变量：在函数中定义的变量，包括参数，都被称为局部变量；

全局变量：在函数外面、全局范围内定义的变量，被称为全局变量；

1、局部变量

def test():
    name = 'abc123'
    # 在方法里面定义局部变量name
    print(name)


test()
# 局部变量，外面无法使用
print(name)

2、全局变量

name2 = 'test01'

def name_test():
    name = 'abc123'
    # 在方法里面定义局部变量name
    print(name)


name_test()
# 局部变量，外面无法使用
# print(name)

# 打印全局变量
print(name2)


运行结果
abc123
test01

使用 global 关键字声明全局变量；

name_t = 'test01'


def name_test():
    name_a = 'abc123'
    # 在方法里面定义局部变量name
    print(name_a)
    global name_d
    name_d = 'dev007'


name_test()
# 局部变量，外面无法使用
# print(name_a)

# 打印全局变量
print(name_d)


运行结果
abc123
dev007

递归函数

在一个函数体内调用它自身，被称为函数递归（自己调用自己）；函数递归包含了一种隐式的循环，它会重复执行某段代码，但是这种重复执行无需循环控制；

例如：求 1+2+3+...+100 之和，使用递归实现；数学公式：f(n)=n+f(n-1)

def cel(n):
    # 递归出口
    if n == 1:
        return 1
    return n + cel(n-1)


print(cel(100))


运行结果
5050

注意点：递归算法，必须要有一个递归出口条件，否则会无限死循环；

斐波那契数列

示例：斐波那契数列递归解法

0、1、1、2、3、4、5、13、21、34、55、89、...... 这个数列从第3项开始，每一项都等于前两项之和；显然这是一个线性递推数列。

在数学上，斐波那契数列以如下被以递推的方法定义：

F(0)=0,

F(1)=1,

F(n)=F(n-1)+F(n-2) (n>=3，n∈N*)

def cel(n):
    # 递归出口，基本情况：F(0)=0，F(1)=1
    if n == 0:
        return 0
    elif n == 1:
        return 1
    # 递归情况：F(n)=F(n-1)+F(n-2)
    else:
        return cel(n - 1) + cel(n - 2)


# 计算斐波那契数列的第m个数字
m = 15
print(f'斐波那契数列的第{m}个数字是：{cel(m)}')

斐波那契数列（Fibonacci sequence），又称黄金分割数列、因数学家列昂纳多·斐波那契（Leonardoda Fibonacci）以兔子繁殖为例子而引入，故又称为"兔子数列"，指的是这样一个数列：1、1、2、3、5、8、13、21、34、......在数学上，斐波纳契数列以如下被以递归的方法定义：F(0)=1，F(1)=1, F(n)=F(n-1)+F(n-2)（n>=2，n∈N*）

拓展：

斐波那契数，亦称之为斐波那契数列（意大利语： Successione di Fibonacci)，又称黄金分割数列、费波那西数列、费波拿契数、费氏数列和兔子数列，指的是这样一个数列：0、1、1、2、3、5、8、13、21、......在数学上，斐波纳契数列以如下被以递归的方法定义：F0=0，F1=1，Fn=F(n-1)+F(n-2)（n>=2，n∈N*），用文字来说，就是斐波那契数列列由 0 和 1 开始，之后的斐波那契数列系数就由之前的两数相加。

由来：

在数学历史上，欧洲黑暗时期过后，第一位有影响的数学家是斐波那契(L．Fibonacci，1170一1250)。他早年就随其父在北非师从阿拉伯人学习算学，后又游历地中海沿岸诸国，回意大利后写成《算经xq2 》，也翻译成《算盘书》。这部很有名的著作主要是一些源自古代中国、印度和希腊的数学问题的汇集，内容涉及整数和分数算法、开方法、二次和三次方程以及不定方程。特别是，在1228年的《算经》修订版上载有如下"兔子问题"：

如果每对兔子（一雄一雌）每月能生殖一对小兔子（也是一雄 一xq3 雌，下同），每对兔子第一个月没有生殖能力，但从第二个 月xq4 以后便能每月生一对小兔子.假定xq5 这些兔子都没有死亡现象，那么从第一对刚出生的兔子开始，12 个月以后会有多少 对xq6 兔子呢？ 解释说明为：一个月xq7 ：只有一对兔子；第二个月： 仍然只有一对兔子；第三个月：这对兔子生了一对小兔子， 共有 1+1=2 对兔子.第四个月xq8 ：最初的一对兔子又生一对兔 子，共有 2+1=3 对兔子.则由第一个月到第十二个月兔子的 对数分别是：1，1，2，3，5，8，13，21，34，55，89，144， ......，后 人xq9 为了纪念提出兔子繁殖问题的斐波纳契， 将这个兔子数 列xq10 称为斐波那契数列， 即把 1，1，2，3，5，8，13，21，34......这样的数列称为斐波那契数列。

未完待续......