Python程序开发（九）函数使用和变量的作用域详解

函数

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。函数能提高应用的模块性，和代码的重复利用率。之前章节已经使用过Python提供了许多内建函数，比如print()。我们也可以自己创建函数，叫做用户自定义函数。

def ():

return

自定义函数

函数（Functions）是指可重复使用的程序片段。它们允许你为某个代码块赋予名字，允许你通过这一特殊的名字在你的程序任何地方来运行代码块，并可重复任何次数。这就是所谓的调用（Calling）函数。

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 [返回值] 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。

return 可以返回多个值和任何对象。

定义参数时，带默认值的参数必须在无默认值参数的后面。

def ():

参数传递

在 Python 中，类型属于对象（列表类型，其实是列表对象），变量是没有类型的：

a = [1,2,3]

a = "hackerfans"

以上代码中，[1,2,3] 是 List 类型，”hackerfans” 是 String 类型，而变量 a 是没有类型，她仅仅是一个对象的引用（一个指针），可以是指向 List 类型对象，也可以是指向 String 类型对象。

可更改与不可更改对象

在 Python 中，字符串、数字和元组是不可更改的对象，而列表、字典等则是可以修改的对象。变量有没有被修改的标志是：变量指针有没有改变。变量改变内存指针未改变，那就是可变类型，变量改变内存指针也改变，那就是不可变odga

不可变类型：变量赋值 a=5 后再赋值 a=10，这里实际是新生成一个 int 值对象 10，再让 a 指向它，而 5 被丢弃，不是改变a的值，相当于新生成了a。

可变类型：变量赋值 la=[1,2,3,4] 后再赋值 la[2]=5 则是将列表 la 的第三个元素值更改，本身la指向的内存地址没有改变，只是其内部的一部分值被修改了。

Python 函数的参数传递：

不可变类型：类似 c++ 的值传递，如 整数、字符串、元组。如fun（a），传递的只是a的值，没有影响a对象本身。比如在 fun（a）内部修改 a 的值，只是修改另一个复制的对象，不会影响 a 本身。

可变类型：类似 c++ 的引用传递，如 列表，字典。如 fun（la），则是将 la 真正的传过去，修改后fun外部的la也会受影响

Python 中一切都是对象，严格意义我们不能说值传递还是引用传递，我们应该说传不可变对象和传可变对象。

参数

必需参数

必需参数须以正确的顺序传入函数。调用时的数量必须和声明时的一样。

关键字参数

关键字参数和函数调用关系紧密，函数调用使用关键字参数来确定传入的参数值。使用关键字参数允许函数调用时参数的顺序与声明时不一致，因为 Python 解释器能够用参数名匹配参数值。

def print_info(name, age):

"打印任何传入的字符串"

print("名字: ", name)

print("年龄: ", age)

return

print_info(age=50, name="john")

默认参数

调用函数时，如果没有传递参数，则会使用默认参数。

def print_info(name, age=35):

print ("名字: ", name)

print ("年龄: ", age)

return

print_info(age=50, name="john")

print("------------------------")

print_info(name="john")

不定长参数

加了星号 * 的参数会以元组的形式导入，存放所有未命名的变量参数。

如果在函数调用时没有指定参数，它就是一个空元组。我们也可以不向函数传递未命名的变量。

def print_info(arg1, *vartuple):

print("输出: ")

print(arg1)

for var in vartuple:

print (var)

return

print_info(10)

print_info(70, 60, 50)

加了两个星号 ** 的参数会以字典的形式导入。变量名为键，变量值为字典元素值。

def print_info(arg1, **vardict):

print("输出: ")

print(arg1)

print(vardict)

print_info(1, a=2, b=3)

函数返回值

可以使用 return [返回值] 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。返回值可以是任何数据类型，例如：元组、字符串、列表、函数等。

匿名函数 lambda

Python 使用 lambda 来创建匿名函数。所谓匿名，即不再使用 def 语句这样标准的形式定义一个函数。

lambda 只是一个表达式，函数体看起来会比 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 函数拥有自己的命名空间，且不能访问自己参数列表之外或全局命名空间里的参数。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。

# 语法格式

funName = lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression

lambda用法实例：

>>>f = lambda x, y: x+y

>>>print(f(8,9))

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变量作用域

L （Local） 局部作用域

E （Enclosing） 函数外

G （Global） 全局作用域

B （Built-in） 内建作用域

以 L –> E –> G –> B 的规则查找，即：在局部找不到，便会去局部外的局部找（例如闭包），再找不到就会去全局找，再者去内建中找。

Python 中只有模块（module），类（class）以及函数（def、lambda）才会引入新的作用域，其它的代码块（如 if/elif/else/、try/except、for/while等）是不会引入新的作用域的，也就是说这些语句内定义的变量，外部也可以访问。

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。

当内部作用域想修改外部作用域的变量时，就要用到global和nonlocal关键字。

global可以修改全局变量。

num = 1

def fun1():

global num # 需要使用 global 关键字声明

print(num)

num = 123

print(num)

fun1()

如果要修改嵌套作用域（外层非全局作用域）中的变量则需要 nonlocal 关键字。

另外有一种特殊情况，假设下面这段代码被运行：

a = 10

def test():

a = a + 1

print(a)

test()

以上程序执行，报错信息如下：

Traceback (most recent call last):

File "test.py", line 7, in

test()

File "test.py", line 5, in test

a = a + 1

UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment

我们来看一下程序执行流程，将全局变量a赋值为10，执行函数test()。需要注意a=a+1，在执行赋值运算符时，是从右向左执行，先完成等号右边计算再赋值。在计算a+1时发现变量a，解释器会遵循由内到外的寻找规则 寻找变量a。此时发现a=这种变量赋值的形式，由于是在函数内出现了赋值，即认为a+1中的a是局部变量。但此时变量a并未指向任何数据。所以就会提示局部变量a未分配。

可以修改代码为：

a = 10

def test(a):

global a #global定义了变量 a 为全局变量

a = a + 1

print(a)

test(a)

此时可以正常输出结果 ：11