PYTHON程序設(shè)計(jì) 課件 【ch05】函數(shù)

函數(shù)“計(jì)算機(jī)類精品系列教材Python程序設(shè)計(jì)第五章01函數(shù)定義一、函數(shù)定義在Python中，函數(shù)通過(guò)關(guān)鍵字def定義，它是define的縮寫(xiě)。關(guān)鍵字def后加函數(shù)的名稱和一對(duì)圓括號(hào)，圓括號(hào)之中可以根據(jù)實(shí)際需要定義函數(shù)的參數(shù)，以冒號(hào)結(jié)尾。下一行帶有縮進(jìn)的語(yǔ)句塊為函數(shù)體。函數(shù)定義的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)如下：def函數(shù)名(參數(shù)列表);函數(shù)體在定義函數(shù)時(shí)，函數(shù)的名稱應(yīng)該能夠表達(dá)函數(shù)封裝代碼的功能，方便后續(xù)的調(diào)用，并且函數(shù)名稱的命名應(yīng)該符合標(biāo)識(shí)符的命名規(guī)則。函數(shù)的參數(shù)列表根據(jù)實(shí)際需要可有可無(wú)。函數(shù)使用return語(yǔ)句返回值，return后面的表達(dá)式或值為這次函數(shù)調(diào)用的返回值。如果函數(shù)沒(méi)有使用return語(yǔ)句返回，則函數(shù)的返回值為None。如果return后面沒(méi)有任何表達(dá)式，則調(diào)用這個(gè)函數(shù)的返回值也為None。一、函數(shù)定義例如：此外，return語(yǔ)句可以返回多個(gè)值。此時(shí)，Python會(huì)將多個(gè)值轉(zhuǎn)換為元組返回，接收返回值時(shí)可以使用一個(gè)變量來(lái)保存返回的元組值，也可以使用和返回值個(gè)數(shù)相同的多個(gè)變量分別接收對(duì)應(yīng)的返回值。一、函數(shù)定義例如，下面的代碼定義了一個(gè)求一個(gè)列表中的最大值和最小值的函數(shù)。上面代碼中的兩種調(diào)用方式得到了相同的結(jié)果，但使用多個(gè)變量接收多個(gè)返回值的方式使得代碼的可讀性更好。02函數(shù)調(diào)用二、函數(shù)調(diào)用在調(diào)用函數(shù)時(shí)，程序的運(yùn)行將從調(diào)用函數(shù)的行跳到函數(shù)定義的行，并將參數(shù)傳遞到函數(shù)體內(nèi)。在函數(shù)運(yùn)行結(jié)束后，程序?qū)⒗^續(xù)執(zhí)行函數(shù)調(diào)用的下一條語(yǔ)句。例如：上面代碼在運(yùn)行時(shí)，首先會(huì)記住函數(shù)定義的名稱，跳過(guò)函數(shù)體，向下運(yùn)行。在運(yùn)行到b=times2(a)時(shí)，將攜帶a的參數(shù)值，跳到times2()函數(shù)處，將a的值賦給x，并在函數(shù)體內(nèi)完成運(yùn)算。函數(shù)運(yùn)行結(jié)束后，返回值賦給b，程序?qū)⒗^續(xù)執(zhí)行調(diào)用函數(shù)的下一條語(yǔ)句。在本例中，調(diào)用完times2()函數(shù)后,將繼續(xù)執(zhí)行print(b)語(yǔ)句。二、函數(shù)調(diào)用此外，在Python中，也可以在表達(dá)式或函數(shù)中調(diào)用自定義函數(shù)。例如:03函數(shù)的參數(shù)傳遞三、函數(shù)的參數(shù)傳遞01形式參數(shù)與實(shí)際參數(shù)形式參數(shù)簡(jiǎn)稱形參，并不是實(shí)際存在的變量，而是在定義函數(shù)名和函數(shù)體時(shí)使用的參數(shù)，目的是接收調(diào)用該函數(shù)時(shí)傳入的參數(shù)。在調(diào)用函數(shù)時(shí)，傳遞的實(shí)際參數(shù)被稱為實(shí)參，實(shí)參將值賦給形參。因而，必須注意實(shí)參的個(gè)數(shù)、類型應(yīng)與形參一一對(duì)應(yīng)，并且實(shí)參必須要有確定的值。實(shí)參可以是常量、變量、表達(dá)式、函數(shù)等，無(wú)論實(shí)參是何種類型，在函數(shù)調(diào)用時(shí)，它都必須具有確定的值，以便把這些值傳遞給形參。因此，應(yīng)先使用賦值、輸入等方法使實(shí)參在調(diào)用函數(shù)之前獲得確定值。三、函數(shù)的參數(shù)傳遞02位置參數(shù)Python處理參數(shù)的方式要比其他語(yǔ)言更加靈活。其中，使用位置參數(shù)就是調(diào)用函數(shù)時(shí)進(jìn)行參數(shù)傳遞的一種常用方式，實(shí)參是通過(guò)位置按照次序和形參一一對(duì)應(yīng)的。三、函數(shù)的參數(shù)傳遞03關(guān)鍵字參數(shù)為了避免位置參數(shù)帶來(lái)的順序混亂，調(diào)用參數(shù)時(shí)可以指定對(duì)應(yīng)參數(shù)的名字,這就是關(guān)鍵字參數(shù)。關(guān)鍵字參數(shù)可以使用與函數(shù)定義時(shí)的參數(shù)的順序完全不同的方式進(jìn)行參數(shù)傳遞。例如：位置參數(shù)要求實(shí)參和形參必須在次序上一一對(duì)應(yīng)，而關(guān)鍵字參數(shù)則不需要在次序上與形參保持一致。上面代碼的輸出結(jié)果如下:三、函數(shù)的參數(shù)傳遞04默認(rèn)值參數(shù)在定義形參時(shí)，可以為形參指定默認(rèn)值，從而使函數(shù)調(diào)用時(shí)在缺少該參數(shù)的情況下使用該參數(shù)指定的默認(rèn)值。例如：三、函數(shù)的參數(shù)傳遞04默認(rèn)值參數(shù)上述調(diào)用的輸出結(jié)果如下：默認(rèn)值參數(shù)在函數(shù)定義時(shí)就已經(jīng)計(jì)算完成，因此不要把可變的數(shù)據(jù)類型設(shè)置為函數(shù)的默認(rèn)值參數(shù)，否則會(huì)輸出出乎預(yù)料的結(jié)果。例如：上述調(diào)用會(huì)輸出以下結(jié)果，與預(yù)期的輸出結(jié)果并不相同。三、函數(shù)的參數(shù)傳遞04默認(rèn)值參數(shù)此外，Python中的所有默認(rèn)值參數(shù)必須位于沒(méi)有默認(rèn)值參數(shù)的后面。例如：上述代碼的運(yùn)行結(jié)果如下:04匿名函數(shù)四、匿名函數(shù)在Python中，不通過(guò)關(guān)鍵字def來(lái)聲明函數(shù)名，而是通過(guò)關(guān)鍵字lambda來(lái)定義的函數(shù)被稱為lambda()函數(shù)，又稱匿名函數(shù)。lambda()函數(shù)可以接收多個(gè)(可以是0個(gè))參數(shù)，但只能返回一個(gè)表達(dá)式的值，lambda()函數(shù)是一個(gè)函數(shù)對(duì)象，直接賦值給一個(gè)變量。其語(yǔ)法結(jié)構(gòu)如下：lambda<參數(shù)>:<表達(dá)式>lambda()函數(shù)適用于多個(gè)參數(shù)、一個(gè)返回值的情況，函數(shù)結(jié)果用一個(gè)變量來(lái)接收。執(zhí)行l(wèi)ambda()函數(shù)的結(jié)果與執(zhí)行普通函數(shù)的結(jié)果一樣，但是lambda()函數(shù)比普通函數(shù)更簡(jiǎn)潔，且無(wú)須聲明函數(shù)名。05函數(shù)的嵌套與遞歸五、函數(shù)的嵌套與遞歸01函數(shù)嵌套函數(shù)嵌套是指在函數(shù)體的內(nèi)部繼續(xù)進(jìn)行函數(shù)的定義。一般在以下情況使用函數(shù)嵌套：封裝函數(shù)的內(nèi)部數(shù)據(jù)，即函數(shù)外部無(wú)法訪問(wèn)函數(shù)的嵌套部分；在函數(shù)內(nèi)部避免重復(fù)代碼，即堅(jiān)持DRY(Don'trepeatyourself)原則。例如：五、函數(shù)的嵌套與遞歸02函數(shù)遞歸函數(shù)直接或間接調(diào)用函數(shù)自身的方法被稱為遞歸。遞歸作為一種算法在程序設(shè)計(jì)過(guò)程中被廣泛使用。它通常把一個(gè)大型的、復(fù)雜的問(wèn)題轉(zhuǎn)換為一個(gè)與原問(wèn)題相似的、規(guī)模較小的問(wèn)題來(lái)求解。一般來(lái)說(shuō)，遞歸需要設(shè)置終止條件和遞歸條件，終止條件用來(lái)終止遞歸繼續(xù)進(jìn)行并返回結(jié)果，避免進(jìn)入無(wú)限循環(huán)。斐波那契數(shù)列是一個(gè)函數(shù)遞歸的常見(jiàn)應(yīng)用，它的前兩項(xiàng)為1，從第3項(xiàng)開(kāi)始，每一項(xiàng)都是其前兩項(xiàng)的和。例如，設(shè)計(jì)函數(shù)返回斐波那契數(shù)列的第n項(xiàng):06常用的內(nèi)置函數(shù)六、常用的內(nèi)置函數(shù)01進(jìn)制轉(zhuǎn)換函數(shù)在Python編程中，經(jīng)常會(huì)使用二進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制整數(shù)。Python內(nèi)置了將不同進(jìn)制的整數(shù)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)進(jìn)制的字符串函數(shù)。將整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制字符串的函數(shù)分別是bin()、oct()、hex)函數(shù)。例如：六、常用的內(nèi)置函數(shù)02slice()函數(shù)slice()函數(shù)是一個(gè)切片函數(shù)，可以作用于列表、元組等結(jié)構(gòu)，其作用類似于列表中常見(jiàn)的切片操作。其語(yǔ)法結(jié)構(gòu)如下:slice(start,end,step)start，end和step分別定義了slice的起點(diǎn)，終點(diǎn)和步長(zhǎng)。在不設(shè)置step時(shí)，其默認(rèn)值為1。六、常用的內(nèi)置函數(shù)03divmod()函數(shù)divmod(函數(shù)是一個(gè)整合了整數(shù)除法和求余操作的函數(shù)。其語(yǔ)法結(jié)構(gòu)如下：aivmod(a,b)函數(shù)將返回一個(gè)元組，元組的第0個(gè)元素為a對(duì)b做整數(shù)除法的結(jié)果，元組的第1個(gè)元素為a對(duì)b做除法后的余數(shù)。例如:六、常用的內(nèi)置函數(shù)04sorted()函數(shù)sorted()函數(shù)可以對(duì)字符串、列表、元組等對(duì)象進(jìn)行排序操作。以列表為例，與list對(duì)象的sort方法不同，內(nèi)置函數(shù)sorted()的返回值為重新排列后的新列表，而不是在原來(lái)列表的基礎(chǔ)上進(jìn)行操作。其語(yǔ)法結(jié)構(gòu)如下:sorted(iterable,key-None,reverse-True)其中，iterable表示序列，如字符串、列表、元組等;key主要是用來(lái)進(jìn)行比較的元素，只有一個(gè)參數(shù)，具體函數(shù)的參數(shù)取自可迭代對(duì)象，指定可迭代對(duì)象中的一個(gè)元素來(lái)進(jìn)行排序；reverse控制排序規(guī)則，使用reverse=True為降序，使用reverse=False為升序(默認(rèn))。六、常用的內(nèi)置函數(shù)05ord()函數(shù)和chr()函數(shù)字符在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的形式為ASCII值，Python中內(nèi)置的ord()函數(shù)和chr()函數(shù)可以將字符與ASCII值相互轉(zhuǎn)換。例如：六、常用的內(nèi)置函數(shù)內(nèi)置函數(shù)round()用于將參數(shù)的小數(shù)部分通過(guò)四舍五入的方式化簡(jiǎn)。其語(yǔ)法結(jié)構(gòu)如下:round(x,n)其中，參數(shù)x表示一個(gè)數(shù)值或一個(gè)數(shù)值表達(dá)式，可選參數(shù)n表示要求小數(shù)部分化簡(jiǎn)到多少位，默認(rèn)化簡(jiǎn)到整數(shù)部分。例如:06round()函數(shù)07變量的作用域七、變量的作用域在Python解釋器啟動(dòng)時(shí)，會(huì)建立一個(gè)初始環(huán)境，其中有一個(gè)內(nèi)置命名空間，記錄所有的標(biāo)準(zhǔn)常量名、標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)名等。在程序運(yùn)行時(shí)，會(huì)建立一個(gè)全局命名空間，全局變量就放在這個(gè)空間中。每個(gè)函數(shù)定義自己的命名空間，函數(shù)內(nèi)部定義的變量是局部變量。如果在一個(gè)函數(shù)中定義一個(gè)變量x，在另一個(gè)函數(shù)中也定義一個(gè)變量x，因?yàn)槭窃诓煌拿臻g定義的，所以兩者指代的是不同的變量?？梢酝ㄟ^(guò)多種方式獲取其他命名空間的變量。每個(gè)程序在函數(shù)外是全局命名空間，全局命名空間中的變量是全局變量。全局變量為定義在函數(shù)外，存在于整個(gè)程序的變量；局部變量為定義在函數(shù)內(nèi)，存在于該函數(shù)內(nèi)部的變量。七、變量的作用域可