Python函数各种参数

limalove / 2023-09-01 / 原文

抽象

抽象是数学中非常常见的概念。举个例子：我们看到符号∑ 就可以理解成求和，而不是还原成低级的加法运算。

借助抽象，我们才能不关心底层的具体计算过程，而直接在更高的层次上思考问题。

写计算机程序也是一样，函数就是最基本的一种代码抽象的方式。

3，函数名其实就是指向一个函数对象的引用，完全可以把函数名赋给一个变量，相当于给这个函数起了一个“别名”。

二、定义函数

1，return返回值

一旦执行到return时，函数就执行完毕，并将结果返回。即使后面有return语句或其他语句也不再执行。

如果没有return语句，返回结果为None。return None可以简写为return

3，返回多个值

函数可以同时返回多个值，以元组tuple的形式返回。多个变量可以同时接收一个tuple，按位置赋给对应的值。

三、函数的参数

1，默认参数

默认参数的好处是能降低调用函数的难度。

注意：必选参数在前，默认参数在后，否则Python的解释器会报错（思考一下为什么默认参数不能放在必选参数前面）；

定义默认参数要牢记一点：默认参数必须指向不变对象！

问题：为什么要设计str, none这样的不变对象呢？

（1）因为不变对象一旦创建，对象内部的数据就不能修改，这样就减少了由于修改数据导致的错误。

（2）由于对象不变，多任务环境下同时读取对象不需要加锁，同时读一点问题都没有。

因此，我们在编写程序时，如果可以设计一个不变对象，那就尽量设计成不变对象。

2，可变参数

可变参数就是传入的参数个数是可变的。
在函数内部，参数numbers接收到的是一个tuple
*nums表示把nums这个list的所有元素作为可变参数传进去。

3，关键字参数

可变参数允许你传入0个或任意个参数，这些可变参数在函数调用时自动组装为一个tuple。而关键字参数允许你传入0个或任意个含参数名的参数，这些关键字参数在函数内部自动组装为一个dict。

4，命名关键字参数

命名关键字参数需要一个特殊分隔符*，*后面的参数被视为命名关键字参数。
如果函数定义中已经有了一个可变参数，后面跟着的命名关键字参数就不再需要一个特殊分隔符*了：
命名关键字参数必须传入参数名，这和位置参数不同。如果没有传入参数名，调用将报错

5，强制位置参数

What’s New In Python 3.8 — Python 3.11.5 documentation

Python3.8 新增了一个函数形参语法 / ，用来指明该符号" / "前面的形参必须使用位置参数，不能使用关键字参数形式。

在以下的例子中，形参 a 和 b 必须使用指定位置参数，c 或 d 可以是位置形参或关键字形参，而 e 和 f 要求为关键字形参:

#形参 a 和 b 必须使用指定位置参数，c 或 d 可以是位置形参或关键字形参，而 e 和 f 要求为关键字形参
def f(a, b, /, c, d, *, e, f):
    print(a, b, c, d, e, f)
    

#c为位置参数，d为关键字参数
result = f(10, 20, 30, d=40, e=50, f=60)  #运行OK

#c, d为关键字参数
result = f(10, 20, c = 30, d=40, e=50, f=60)  #运行OK

#c, d均为位置参数
result = f(10, 20,  30,  40, e=50, f = 60 )   #运行OK


f(10, b=20, c=30, d=40, e=50, f=60)   #报错， b 不能使用关键字参数的形式
f(10, 20, 30, 40, 50, f=60)           #报错， e 必须使用关键字参数的形式

6，参数组合

参数定义的顺序必须是：必选参数（位置参数）、默认参数、可变参数、命名关键字参数和关键字参数。

小结

默认参数一定要用不可变对象，如果是可变对象，程序运行时会有逻辑错误！
要注意定义可变参数和关键字参数的语法：
*args是可变参数，args接收的是一个tuple；
**kw是关键字参数，kw接收的是一个dict。
以及调用函数时如何传入可变参数和关键字参数的语法：
可变参数既可以直接传入：func(1, 2, 3)，又可以先组装list或tuple，再通过*args传入：func(*(1, 2, 3))；
关键字参数既可以直接传入：func(a=1, b=2)，又可以先组装dict，再通过**kw传入：func(**{'a': 1, 'b': 2})。
使用*args和**kw是Python的习惯写法，当然也可以用其他参数名，但最好使用习惯用法。
命名的关键字参数是为了限制调用者可以传入的参数名，同时可以提供默认值。
定义命名的关键字参数在没有可变参数的情况下不要忘了写分隔符*，否则定义的将是位置参数。

关键字参数和命名关键字参数的区别：

四、递归函数

在函数内部，可以调用其他函数。如果一个函数在内部调用自身本身，这个函数就是递归函数。
递归函数的优点是定义简单，逻辑清晰。理论上，所有的递归函数都可以写成循环的方式，但循环的逻辑不如递归清晰。
使用递归函数需要注意防止栈溢出。在计算机中，函数调用是通过栈（stack）这种数据结构实现的，每当进入一个函数调用，栈就会加一层栈帧，每当函数返回，栈就会减一层栈帧。由于栈的大小不是无限的，所以，递归调用的次数过多，会导致栈溢出。可以试试fact(1000)，一般最多是998次。

#阶乘

def fact(n):
    if n==1:
        return 1
    return n * fact(n - 1)

小结

使用递归函数的优点是逻辑简单清晰，缺点是过深的调用会导致栈溢出。
针对尾递归优化的语言可以通过尾递归防止栈溢出。尾递归事实上和循环是等价的，没有循环语句的编程语言只能通过尾递归实现循环。
Python标准的解释器没有针对尾递归做优化，任何递归函数都存在栈溢出的问题。

变量的作用域：全局变量和局部变量

局部变量

局部变量是指在函数内部定义并使用的变量，它只在函数内部有效。即函数内部的名字只在函数运行时才会创建，在函数运行之前或者运行完毕之后，所有的名字就都不存在了。所以，如果在函数外部使用函数内部定义的变量，就会出现抛出NameError异常。

全局变量

（1）如果一个变量在函数外定义，那么不仅可以在函数外可以访问到，在函数内也可以访问到。在函数体外定义的变量是全局变量。

（2）在函数体内定义，并且使用global关键字修饰后，该变量也就变为全局变量。

当实际参数为不可变对象时，进行的是值传递；当实际参数为可变对象时，进行的是引用传递。

这个讲eval( )函数的例子好强大，尤其是函数这一块使用

因为sort修改原对象，所以元组不能使用sort方法排序，而sorted返回排序后的新对象，不会修改原数据，所以元组可以使用sorted方法排序