python3 入门 (三) 函数与lambda表达式、闭包

函数 是组织好的、可重复使用的、用来实现单一或相关联功能的代码段。

  • 函数代码块以def关键词开头,后接函数标识符名称和圆括号()
  • 任何传入参数和自变量必须放在圆括号中间。圆括号之间可以用于定义参数
  • 函数的第一行语句可以选择性地使用文档字符串—用于存放函数说明
  • 函数内容以冒号起始,并且缩进
  • Return[expression]结束函数,选择性地返回一个值给调用方。不带表达式的return相当于返回 None

函数的定义:

1 def test0():
2     "函数_文档字符串"
3     print('函数内部')
4 
5 print(test0.__doc__)  # 函数_文档字符串

若采用默认参数定义函数,调用函数时,缺省参数的值如果没有传入,则被认为是默认值:

1 def test1(arg1='参数一', arg2='参数二'):
2     print('arg1:'+arg1)
3     print('arg2:'+arg2)
4 
5 test1()  # arg1:参数一  arg2:参数二
6 
7 # 默认情况下,参数值和参数名称是按函数声明中定义的的顺序匹配起来的
8 test1('ice', 'cream')  # arg1:ice  arg2:cream
9 test1(arg2='cream', arg1='ice')  # arg1:ice  arg2:cream

不定长参数。加了星号(*)的变量名会存放所有未命名的变量参数。选择不多传参数也可:

 1 def test2(*args, param):
 2     print(len(args))
 3     for arg in args:
 4         print(arg)
 5     print(param)
 6 
 7 test2(1, 2, 3, 4, param='This is param')
 8 
 9 
10 def test3(param, *args):
11     print(param)
12     print(len(args))
13     for arg in args:
14         print(arg)
15 
16 test3('This is param', 1, 2, 3, 4)

所有参数(自变量)在Python里都是按引用传递。如果在函数里修改了参数,那么在调用这个函数的函数里,原始的参数也被改变了

 1 def test4(mylist):
 2     print(mylist)
 3     mylist.clear()
 4     print(mylist)
 5 
 6 mylist = [1, 2, 3, 4]
 7 test4(mylist)
 8 print(mylist)
 9 
10 # 输出:
11 # [1, 2, 3, 4]
12 # []
13 # []

return语句[表达式]退出函数,选择性地向调用方返回一个表达式。不带参数值的return语句返回None

 1 def test5():
 2     return (1, 2, 3, 4)
 3 
 4 
 5 def test6():
 6     return 1, 2, 3, 4
 7 
 8 
 9 def test7():
10     return [1, 2, 3, 4]
11 
12 result = test5()
13 print(result)  # (1, 2, 3, 4)
14 
15 result = test6()
16 print(result)  # (1, 2, 3, 4)
17 
18 result = test7()
19 print(result)  # [1, 2, 3, 4]

内部函数。函数体内可以再定义函数:

 1 def outerFunc():
 2     print('Outer Funtion')
 3     def innerFunc():
 4         print('Inner Function')
 5     innerFunc()
 6     
 7 outerFunc()
 8 
 9 # 输出:
10 # Outer Funtion
11 # Inner Function

函数变量作用域

定义在函数内部的变量拥有一个局部作用域,定义在函数外的拥有全局作用域。

局部变量只能在其被声明的函数内部访问,而全局变量可以在整个程序范围内访问。调用函数时,所有在函数内声明的变量名称都将被加入到作用域中

 1 temp = 'ice cream'
 2 
 3 def test8():
 4     "全局变量可以在整个程序范围内访问"
 5     print(temp)
 6 
 7 
 8 def test9():
 9     inner_temp = 'ice'
10     print(inner_temp)
11 
12 print(temp)  # ice cream
13 test8()  # ice cream
14 test9()  # ice
15 
16 
17 # 局部变量只能在其被声明的函数内部访问
18 print(inner_temp)  # 报错  name 'inner_temp' is not defined
19 
20 def test10():
21     print(temp)  # 报错  local variable 'temp' referenced before assignment
22     temp = 'ice'
23     print(temp)

Python闭包

如果在一个内部函数里,对在外部作用域(但不是在全局作用域)的变量进行引用,那么内部函数就被认为是闭包(closure)。一个闭包就是你调用了一个函数A,这个函数A返回了一个函数B给你。这个返回的函数B就叫做闭包。你在调用函数A的时候传递的参数就是自由变量

 1 def FuncX(x):
 2     def FuncY(y):
 3         return x * y
 4     return FuncY
 5 
 6 tempFunc = FuncX(3)
 7 result = tempFunc(5)
 8 print(result)  # 15
 9 
10 result = FuncX(3)(5)
11 print(result)  # 15

匿名函数

python 使用 lambda 表达式来创建匿名函数

  • lambda只是一个表达式,函数体比def简单很多
  • lambda的主体是一个表达式,而不是一个代码块。仅仅能在lambda表达式中封装有限的逻辑进去
  • lambda函数拥有自己的名字空间,且不能访问自有参数列表之外或全局名字空间里的参数
  • 虽然lambda函数看起来只能写一行,却不等同于C或C++的内联函数,后者的目的是调用小函数时不占用栈内存从而增加运行效率

lambda函数的语法只包含一个语句: lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression

使用如下:

1 square = lambda x : x**2
2 print(square(3))  # 9
3 
4 sum = lambda  x, y : x + y
5 print(sum(2, 3))  # 5

内置函数filter的使用:

官方文档内容如下:

filter(functioniterable)

Construct an iterator from those elements of iterable for which function returns true. iterable may be either a sequence, a container which supports iteration, or an iterator. If function is None, the identity function is assumed, that is, all elements of iterable that are false are removed.

function参数可传入None、函数、lambda表达式,iterable参数传入一个可迭代对象。

若function参数为None:返回可迭代对象中所有不为False的元素

若function参数为函数或lambda表达式:返回  将元素作为函数参数、函数返回值为True  的元素

 1 reslut = filter(None, [1, 0, False, True])
 2 print(list(reslut))  # [1, True]
 3 
 4 def odd(num):
 5     return num % 2
 6 
 7 reslut = filter(odd, range(10))
 8 print(list(reslut))  # [1, 3, 5, 7, 9]
 9 
10 reslut = filter(lambda num: num % 2, range(10) )
11 print(list(reslut))  # [1, 3, 5, 7, 9]

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