07 函数

本节知识大纲：

一、认识函数

1.使用函数的好处：

函数是实现某个特定功能的代码块的集合，使用函数的好处有：（1）分而治之：通过函数将程序分一个个小模块，如果代码出现了问题调试起来要容易得多，否则写在一个代码块里会很麻烦（2）代码复用：反复使用某一功能的代码，不需要进行多次书写，大大减少代码量（3）可读性强：分开成多个小的代码块可读性强（4）代码的封装：使用函数的用户不需要了解方法实现的细节，可以直接使用方法

2. 使用函数的例子

通过函数实现两个数的加减乘除

def get_add_result(num01,num02):
    return num01 + num02

def get_sub_result(num01,num02):
    return num01 - num02

def get_mul_result(num01,num02):
    return num01 * num02

def get_div_result(num01,num02):
    return num01 / num02

if __name__ == "__main__":
    print(get_add_result(100,20))   # 调用两数相加的函数
    print(get_sub_result(100,20))   # 调用两数相减的函数
    print(get_mul_result(100,20))   # 调用两数相乘的函数
    print(get_div_result(100,20))   # 调用两数相除的函数

二、函数的定义

1. 语法格式

def 函数名称(参数列表):
    """函数的功能说明"""
    函数具体代码
return[expression]

2. 创建函数的规则

（1）函数代码块以def关键词开头，后接函数标识名称和圆括号() （2）传入的参数和自变量放于圆括号中间（3）函数的第一行语句最好写上注释用于说明函数的功能（4）return关键词既是一个返回值的关键词也是标志函数结束的标识符（5）如果函数无返回值，可以不写return语句或者只写一个return关键词案例：生成若干个整数的集合，求最大数、最小数、元素之和、元素的平均数：

from random import randint

def build_array(start_num:int,end_num,number:int):
    """
    功能描述：生成若干个固定长度的整数集合
    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
    :param start_num: 指定整数范围的起始值
    :param end_num: 指定整数范围的结束值
    :param number: 生成的数量
    :return: 整数的集合
    """
    number_list = []
    for i in range(number):
        number_list.append(randint(start_num,end_num))
    return number_list

def max_of_list(num_list):
    """
    功能描述：求集合中的最大数
    :param num_list: 集合
    :return: 集合中的最大数
    """
    max_value = num_list[0]
    for i in range(len(num_list)):
        if num_list[i] > max_value:
            max_value = num_list[i]
    return max_value

def min_of_list(num_list):
    """
    功能描述：求集合中的最小数
    :param num_list: 集合
    :return: 最小数
    """
    min_num = min(num_list)
    return min_num

def sum_of_list(num_list):
    """
    功能描述:求集合中元素之和
    :param num_list: 集合
    :return: 元素之和
    """
    sum_list = 0
    for i in num_list:
        sum_list += i
    return sum_list

def avg_of_list(num_list):
    """
    功能描述：求集合中元素的平均数
    :param num_list: 集合
    :return: 平均数
    """
    avg_num = sum_of_list(num_list)/len(num_list)
    return avg_num

if __name__ == "__main__":
    # 创建10个整数集合
    num_list = build_array(10,100,10)
    print(num_list)
    # 求最大数
    print("最大数为:",max_of_list(num_list))
    # 求最小数
    print("最小数为:",min_of_list(num_list))
    # 求和
    print("和为:",sum_of_list(num_list))
    # 求平均值
    print("平均值为：",avg_of_list(num_list))

输出结果：

[93, 17, 17, 34, 69, 33, 98, 21, 18, 80]
最大数为: 98
最小数为: 17
和为: 480
平均值为： 48.0

三、不定长参数

1. 含有不定参数

定义一个函数时，如果不确定参数的数量，则使用不定长参数，即在参数前面加*号表示这是一个不定长参数。

def sum_of_num(*args):

当我们查看这个不定长参数的数据类型时，发现它其实是一个元组类型；

注意：当给不定参数的函数传递列表或者字典时，一定要给实参变量加*号解封装，否则会报错

案例：求一些整数之和

def sum_of_num(*args):
    """
    功能介绍：求一组数字之和
    :param args: 提供的数字元组
    :return: 所有的数字之和
    """
    sum = 0
    for i in args:
        sum += i
    return  sum

if __name__ == "__main__":
    print(sum_of_num(11,22,22,22))
    list01 = [11,22,33,44,55]
    tuple01 = (11,22,33)
    print(sum_of_num(*list01))  # 加*号给列表解封装
    print(sum_of_num(*tuple01))  # 加*号给元组解封装

2. 既有普通参数也有不定参数

如果函数具有不定长参数外还有其它参数，一定要把不定长参数放到最后。

# 求不定长参数
def print_number(num01,num02,*args):
    print("num01:",num01)
    print("num02:",num02)
    print("args:",args)

if __name__ == "__main__":
    print_number(11,22,33,44,55,66)

输出结果：

num01: 11
num02: 22
args: (33, 44, 55, 66)

注意：在调用的时候，系统会把实参先匹配普通参数，普通参数全部匹配完之后再匹配不定参数

3. 参数为不定长的字典

参数为不定长的字典类型，定义函数时使用两个*号，给定义的函数传值时，key即使是字符串也不要双引号，且把冒号改为等于号；如果直接把字典变量传递给定义的函数记得也要加双*号解包。

def sum_of_result(**kwargs):
    sum = 0
    for key in kwargs:
        sum += kwargs[key]
    return sum

if __name__ == '__main__':
    print(sum_of_result(语文=82,数学=99))
    print(sum_of_result(语文=82, 数学=99,外语=89))
    dict01 = {"语文":89,"数学":98,"英语":88,"物理":87}
    print(sum_of_result(**dict01))

4. 参数既有普通参数又有元组又有字典

如果定义的函数有普通参数、不定长元组、不定长字典，那么在函数定义的时候的顺序是：普通参数->不定长元组->不定长字典；在调用的时候先匹配普通参数再匹配不定长元组再匹配不定长字典。

def print_result(num01,*args,**kwargs):
    print("num01=",num01)
    print("args=",args)
    print("kwargs=",kwargs)

if __name__ == '__main__':
    print_result(100,200,300,400,语文=100,数学=98)

输出结果：

num01= 100
args= (200, 300, 400)
kwargs= {'语文': 100, '数学': 98}

四、函数的调用

1. 形参与实参的概念

形参：函数中的参数实参：调用函数的时候提供的参数

2. 调用方法

（1）调用的标准做法:实参、形参必须要一一对应

from random import randint
def build_array(start_num:int,end_num:int,number:int):
    number_list = []
    for i in range(number):
        number_list.append(randint(start_num,end_num))
    return number_list

if __name__ == '__main__':
    # 实参、形参一一对应，生成5个从10到20的随机数
    print(build_array(10,20,5))

（2）调用的时候指明参数的名称，这种情况下调用的顺序可以和函数的顺序不一致

from random import randint
def build_array(start_num:int,end_num:int,number:int):
    number_list = []
    for i in range(number):
        number_list.append(randint(start_num,end_num))
    return number_list

if __name__ == '__main__':
    # 指明参数的名称调用的时候不需要按照形参的顺序，这里表示生成5个从10到99的随机数
    print(build_array(number=5,end_num=99,start_num=10))

（3）在形参后面设置默认值，如果实参没有声明,函数就以默认值执行

from random import randint
def build_array(start_num:int = 100 ,end_num:int = 200,number:int = 10):
    number_list = []
    for i in range(number):
        number_list.append(randint(start_num,end_num))
    return number_list

if __name__ == '__main__':
# 在形参后面设置默认值，如果实参没有声明,函数就以默认值执行，这里表示生成10个从1000到2000的随机数
    print(build_array(start_num= 1000,end_num= 2000))

五、多个返回值

我们知道函数中是以return关键字来返回函数执行的结果，但是如果一个函数想要返回多个值该怎么处理呢？案例：生成若干整数的集合，求最大数、最小数、元素之和:

方法一：把输出的结果存在一个列表里，函数返回一个列表，在

方法二：把函数返回的结果封装在元组里，用逗号隔开，可以加括号也可以不加，

主函数调用的时候调用这个列表里的元素； href="#__codelineno-14-1">from random import randint class="k">def build_array(start_num:int,end_num:int,number:int): number_list = [] for i in range(number): number_list.append(randint(start_num,end_num)) return number_list class="k">def get_result_01(list01:list): result_list=[] # 第一个元素就是最大值、第二个元素就是最小值、第三元素就是和 max_result = list01[0] min_result = list01[0] sum_result = 0 # 求最大值、最小值、求和 for i in list01: if i > max_result: max_result = i if i < min_result: min_result = i sum_result += i result_list.append(max_result) result_list.append(min_result) result_list.append(sum_result) # 返回一个列表 return result_list class="k">if __name__ == '__main__': # 生成集合 list_number = build_array(number=10,start_num=100,end_num=200) print(list_number) # 最大值、最小值、求和 result_list = get_result_01(list_number) print("最大值",result_list[0]) print("最小值",result_list[1]) print("所有元素之和",result_list[2]) href="#__codelineno-15-1"># 生成若干整数的集合，求最大数、最小数、元素之和 class="kn">from random import randint class="k">def build_array(number:int,start_number:int,end_number): number_list = [] for i in range(number): number_list.append(randint(start_number,end_number)) return number_list class="c1"># 方法02 class="k">def get_result_02(list01:list): max_number = list01[0] min_number = list01[0] sum_number = 0 number_result = [] for i in list01: if i > max_number: max_number = i if i < min_number: min_number = i sum_number += i return (max_number,min_number,sum_number) class="k">if __name__ == '__main__': # 生成整数集合 raw_number_list = build_array(10,10,100) # 最值、求和 max_number,min_number,sum_number = get_result_02(raw_number_list) print("最大值为", max_number) print("最小值为", min_number) print("和为", sum_number)

六、可变对象和不可变对象

先看一个案例：

def update_number(num01,result:list):
    num01 = num01 +100
    result[0] = result[0] + 100

if __name__ == '__main__':
    num01 = 100
    result_array = [11,22,33,44,55]
    # 调用函数
    update_number(num01,result_array)
    # 输出
    print(num01)
    print(result_array[0])

输出结果:

100
111

传递参数的方式：（1）按值传递，针对不可变对象，有数值类型：int、float、bool;字符串类型：string；元组：tuple

按值传递指每次传递参数时，把参数的原始数值拷贝一份新的，把新拷贝出来的数值传递到方法内部，在方法内部修改时，则修改的是拷贝出来的值，而原始的值不发生改变。使用该方法传递的参数，参数原始的值不发生改变。

（2）按地址传递，针对可变对象，有list、dict

按地址传递指每次传递参数时，把引用类型参数的存储在栈中的内存地址复制一份，把新拷贝出来的内存地址传递到方法内部，在方法内部修改时，则修改的是内存地址指向的对空间的值，所以修改完成后对于原数据也产生影响。使用该方式传递的参数，参数原始的值发生改变。

总结：按值传递，在函数中的修改不影响调用的实参；按地址传递，修改的值影响调用的实参

七、递归函数

递归函数就是自己对自己的反复调用案例1：求一个数的阶乘

def get_result(num01):
    if num01 == 1:
        return 1
    else:
        return num01 * get_result(num01-1)

if __name__ == '__main__':
    result_mul = get_result(10)  # 10的阶乘
    print(result_mul)

结果：

案例2：求包含列表和元组内所有元素之和

 def sum_of_result(*args):
    sum_result = 0
    for i in args:
        if isinstance(i,(int,float,bool)):
            sum_result += i
        elif isinstance(i,(list,tuple)):
            sum_result += sum_of_result(*i)
    return sum_result

if __name__ == '__main__':
    result = sum_of_result(10,10,[10],(10,10,[10,10,[10]]))
    print(result)

输出结果：