在Python中,函数是一个带有名字的代码块,可以被反复调用。函数可以帮助你组织和重用代码,使你的程序更整洁,更易于维护。本文将会深入探索Python的秘密
定义函数
定义函数的语法如下:
代码语言:javascript复制def function_name(parameters):
# code to be executed
其中def是关键字,后面紧跟函数名和圆括号,圆括号内可以包含一个或多个参数,参数用逗号隔开。参数是函数执行时需要输入的值,它们在函数内都可以被当作变量使用。函数定义的末尾需要一个冒号,接下来的代码块应该缩进。举个例子,下面代码定义一个函数say_hello,它接受一个参数name,并打印一条问候语:
代码语言:javascript复制def say_hello(name):
print("Hello, " name "!")
say_hello("Alice") # 输出 "Hello, Alice!"
say_hello("Bob") # 输出 "Hello, Bob!"
函数也可以返回值。使用关键字return 可以将函数的执行结果返回给调用者。例如,下面的函数add会将两个数相力并返回结果:
代码语言:javascript复制def add(a, b):
return a b
result = add(1, 2) # 调用函数并将结果赋值给变量 result
print(result) # 输出 3
自定义函数
Python中使用def来定义函数,并使用return来返回特定的值。
看一个简单的函数的例子:
代码语言:javascript复制def my_function(x, y, z):
if z > 1:
return z * (x y)
else:
return z / (x y)
把我们之前讲的斐波拉赫数列的例子重新用函数来定义,可以这样写:
代码语言:javascript复制def fib(n):
a, b = 0, 1
while a < n:
print(a, end=' ')
a, b = b, a b
print()
# 调用函数
fib(1000)
这样我们在调用my_function可以只用传递两个参数,最后的z可以使用默认的参数值。
注意,默认值只会执行一次,如果你传入的参数是可变对象(列表,字典和类实例)的话,我们需要注意这个问题:
代码语言:javascript复制def f(a, L=[]):
L.append(a)
return L
print(f(1))
print(f(2))
print(f(3))
# 输出
[1]
[1, 2]
[1, 2, 3]
如果不想在后面的调用中共享默认值,那么可以把默认值的赋值放到函数体内部:
代码语言:javascript复制def f(a, L=None):
if L is None:
L = []
L.append(a)
return L
内置函数
除了用户的自定义函数之外,Python内置了一些非常有用的函数:
内置函数 | ||||
---|---|---|---|---|
abs() | delattr() | hash() | memoryview() | set() |
all() | dict() | help() | min() | setattr() |
any() | dir() | hex() | next() | slice() |
ascii() | divmod() | id() | object() | sorted() |
bin() | enumerate() | input() | oct() | staticmethod() |
bool() | eval() | int() | open() | str() |
breakpoint() | exec() | isinstance() | ord() | sum() |
bytearray() | filter() | issubclass() | pow() | super() |
bytes() | float() | iter() | print() | tuple() |
callable() | format() | len() | property() | type() |
chr() | frozenset() | list() | range() | vars() |
classmethod() | getattr() | locals() | repr() | zip() |
compile() | globals() | map() | reversed() | __import__() |
complex() | hasattr() | max() | round() |
我总结了以下几点:
- abs():返回数字的绝对值。
- all():如果所有元素都为真,则返回 True,否则返回 False。
- any():如果任何元素为真,则返回 True,否则返回 False。
- bin():将整数转换为二进制字符串。
- bool():将值转换为布尔值。
- chr():将整数转换为 Unicode 字符。
- dict():创建一个新的字典。
- float():将数字或字符串转换为浮点数。
- hex():将整数转换为十六进制字符串。
- int():将数字或字符串转换为整数。
- len():返回序列的长度。
- list():创建一个新的列表。
- max():返回序列中的最大值。
- min():返回序列中的最小值。
- oct():将整数转换为八进制字符串。
- open():打开文件。
- ord():将字符转换为 ASCII 整数。
- range():生成一个数字序列。
- round():对数字进行四舍五入。
- set():创建一个新的集合。
- str():将值转换为字符串。
- tuple():创建一个新的元组。
- type():返回值的类型。
函数式方程
使用函数来定义计算的编程范式称为函数式编程。不可更改状态的概念是函数式编程的关键定义特征之一。
计算是通过命令式编程中的语句完成的,这可以说是您已经熟悉的最流行的编程范式。这些命令会影响变量的值,从而影响执行后的计算状态。例如,for 循环可以重复执行一条语句,每次更改变量的值,如下所示:
代码语言:javascript复制counter = 0
for i in range(10):
counter = 1
在循环的每次迭代中,计数器的值每次增加 1 时,计算状态都会发生变化,使其更接近结束状态。
高阶函数
在函数式编程中,高阶函数是我们定义计算的主要工具。这些是将函数作为参数并返回函数作为结果的函数。Reduce()、map() 和 filter() 是 Python 中最有用的三个高阶函数。当与更简单的功能配对时,它们可用于执行复杂的操作。
下面的代码示例演示了一个高阶函数。print greeting() 接受两个参数:函数 f 和名称 n,并返回调用 f 的结果。(n)
代码语言:javascript复制def greet(name):
return "Hello, {}!".format(name)
代码语言:javascript复制def print_greeting(f, n):
print(f(n))
函数标注
之前我们讨论的是简单的自定义函数形式,我们并不知道函数的参数类型和返回值类型,其实函数可以写得更加详细一些,这就要用到函数标注了。
所谓函数标注就是用户自定义函数中的类型的可选元数据信息。
函数标注是以字典的形式存放在 __annotations__
属性中的。我们在参数的名称后面加上冒号,后面跟一个表达式,那么这个表达式会被求值为标注的值。对于返回值来说,返回值标注的定义是加上一个组合符号 ->
,后面跟一个表达式,该标注位于形参列表和表示 def 语句结束的冒号之间。
举个例子:
代码语言:javascript复制>>> def f(ham: str, eggs: str = 'eggs') -> str:
... print("Annotations:", f.__annotations__)
... print("Arguments:", ham, eggs)
... return ham ' and ' eggs
...
>>> f('spam')
Annotations: {'ham': <class 'str'>, 'return': <class 'str'>, 'eggs': <class 'str'>}
Arguments: spam eggs
'spam and eggs'
其实使用函数标注写出来的程序更加清晰,可读性更高。