一、函數
1、函數
函數是python中組織代碼的最小單元
函數是實現模塊化編程的基本組件
Python使用def語句定義函數
每個Python函數都有一個返回值，默認爲None，也可以使用“return value”明確定定義返回值
def語句會創建一個函數對象，並同時創建一個指向函數的對象引用
函數也是對象，可以存儲在組合數據類型中，也可以作爲參數傳遞給其它函數
callable()可用於測試對象是否可調用
函數通過def定義，接着函數名，函數名後面用一對小括號列出參數列表，使用一個冒號開始函數體。
函數體是正常的Python語句，可以組合任意結構
return語句表示函數的返回值
函數有輸入（參數）和輸出（返回值），函數其實是一個代碼單元，把輸入轉化爲輸出。
定義函數的時候並不會執行函數體，當調用函數時纔會執行函數體
函數通過函數名來調用，函數名後面一對小括號裏面傳入實參
In [2]: def f1():
...: print("hello")
...:
In [3]: f1
Out[3]: <function __main__.f1>
In [4]: f1()
hello
In [5]: a = f1
In [6]: b = f1()
hello
In [7]: a
Out[7]: <function __main__.f1>
In [8]: b
In [9]: type(a)
Out[9]: function
In [10]: type(b)
Out[10]: NoneType
In [15]: callable(a) # 實現了__call__()方法就可調用
Out[15]: True2、對於Python的函數，我們需要記住的是
1）函數的默認返回值是None。
2）python是一個自上而下逐行解釋並執行的語言。因此，函數的定義必須在函數被調用之前。同名的函數，後定義的會覆蓋前面定義的。
3）程序執行的時候，遇到函數定義只會先將函數整體讀進內存，並不立刻執行。等到函數被調用的時候才執行函數體。
4）python函數的參數傳遞的是值傳遞還是引用傳遞。
函數參數傳遞本質上和變量整體複製一樣，只是兩個變量分別爲形參a和實參b。那麼，a=b後，a變了，b值是否跟着變呢？這取決於對象內容可變不可變
值傳遞：
指在調用函數時，將實際參數複製一份傳遞給函數，函數對參數進行修改將不會影響到實際參數
適用於不可變對象（如int, str，tuples等）作爲參數傳遞時，例如元組
引用傳遞：
指調用函數時，將實際參數的地址傳遞給函數，函數對參數進行修改，將影響實際參數
適用於可變對象（如list，dict，類的實例等）作爲參數傳遞時,例如列表
淺複製：（也叫影子複製）
只複製父對象，不會複製對象的內部的子對象
深複製：
複製對象及其子對象
賦值是引用傳遞
In [74]: l1 = [1, 2, 3] In [75]: l2 = l1 In [76]: l2 Out[76]: [1, 2, 3] In [77]: l3 = l1.copy() In [78]: l3 Out[78]: [1, 2, 3] In [79]: id(l3) # l3和l1應用的是不同內存對象 Out[79]: 140149284135624 In [80]: id(l1) Out[80]: 140149295996616 In [81]: id(l2) # l2和l1引用的是同一個內存對象 Out[81]: 140149295996616
二、函數的參數
對於函數，最重要的知識點莫過於參數了。
參數分爲形式參數（形參）和實際參數（實參）。
def f1(a, b, c): pass f1(1, 2, 3)
其中，a,b,c就是形參，1,2,3就是實參，也就是實際要傳遞的參數。
In [27]: def add(x, y):
...: print(x + y)
...: return x + y
...:
In [28]: add(3, 5)
8
Out[28]: 8
In [29]: add(3)
---------------------------------------------------------------------------
TypeError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-29-c9889e45a711> in <module>()
----> 1 add(3)
TypeError: add() missing 1 required positional argument: 'y'
In [30]: add(3, 5, 8)
---------------------------------------------------------------------------
TypeError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-30-0b52ebc12bc6> in <module>()
----> 1 add(3, 5, 8)
TypeError: add() takes 2 positional arguments but 3 were given
In [42]: add(3, "5")
---------------------------------------------------------------------------
TypeError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-42-d73b87d3f8c1> in <module>()
----> 1 add(3, "5")
<ipython-input-31-4950d8722875> in add(x, y)
1 def add(x, y):
----> 2 ret = x + y
3 print('{} + {} = {}'.format(x, y, ret))
4 return ret
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str'函數調用時，傳入的實參必須和函數定義時的行參想匹配，如果不匹配會拋出TypeError.
Python中的形式參數有以下幾種：
1、位置參數
通常在傳遞參數的時候我們按照參數的位置，逐一傳遞，這叫“位置參數”。
In [31]: def add(x, y):
...: ret = x + y
...: print('{} + {} = {}'.format(x, y, ret))
...: return ret
...:
In [32]: add(3, 5)
3 + 5 = 8
Out[32]: 82、關鍵字參數
而有時候我們會用“形參名”=“值”的方式傳遞參數，這叫“關鍵字參數或指定參數”。
In [33]: add(x=3, y=5) 3 + 5 = 8 Out[33]: 8 In [34]: add(y=3, x=5) # 關鍵字參數和順序無關 5 + 3 = 8 Out[34]: 8
位置參數和關鍵字參數混用時關鍵字參數必須在位置參數後面
In [37]: add(3, y=5) 3 + 5 = 8 Out[37]: 8 In [38]: add(x=3, 5) File "<ipython-input-38-165b39de39ac>", line 1 add(x=3, 5) ^ SyntaxError: positional argument follows keyword argument In [39]: add(3, x=5) --------------------------------------------------------------------------- TypeError Traceback (most recent call last) <ipython-input-39-b0f1746a3413> in <module>() ----> 1 add(3, x=5) TypeError: add() got multiple values for argument 'x'
3、默認參數
默認參數是爲某些參數設定一個默認值，既可以減少參數傳入量，也可以享受使用默認值的便利。
默認參數必須位於參數列表的最後部分！
默認參數是在函數定義時，指的是形參！
In [46]: def inc(base, x=1): ...: return base + x ...: In [47]: inc(3, 2) Out[47]: 5 In [48]: inc(3) Out[48]: 4 In [49]: inc(3, x=4) Out[49]: 7 In [56]: inc(base=4) Out[56]: 5 In [57]: inc(base=4, x=5) Out[57]: 9 In [50]: def inc(x=1, base): ...: return base + x ...: File "<ipython-input-50-ac010ba50fd9>", line 1 def inc(x=1, base): ^ SyntaxError: non-default argument follows default argument
4、可變(動態)參數
Python的動態參數有兩種，分別是*args和**kwargs，這裏面的關鍵是一個和兩個星號，而不是args和kwargs，實際上你可以使用*any或**whatever的方式，但就如self一樣，潛規則我們使用*args和**kwargs。
可變參數是在函數定義時，指的是形參！
*args：位置可變參數；函數定義時參數名前加一個星號
一個星號表示接受任意個動態參數。調用時，會將實際參數打包成一個元組傳入函數。
此時只能通過位置參數傳參
In [63]: def sum(*args): ...: ret = 0 ...: for i in args: ...: ret += i ...: return ret ...: In [64]: sum() Out[64]: 0 In [65]: sum(1) Out[65]: 1 In [66]: sum(1, 2, 3, 8) Out[66]: 14
**kwargs：關鍵字可變參數；函數定義時參數名前加兩個星號
兩個星表示接受鍵值對的動態參數，數量任意。調用的時候會將實際參數打包成字典。
此時只能通過關鍵字參數傳參
例如：
In [73]: def connect(**kwargs):
...: print(type(kwargs))
...: for k, v in kwargs.items():
...: print('{} => {}'.format(k, v))
...:
In [74]: connect(host="localhost", port=3300)
<class 'dict'>
host => localhost
port => 3300
In [79]: connect("localhost", port=3300)
---------------------------------------------------------------------------
TypeError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-79-6aeadd0e08a5> in <module>()
----> 1 connect("localhost", port=3300)
TypeError: connect() takes 0 positional arguments but 1 was given萬能參數：
當*args和**kwargs組合起來使用，理論上能接受任何形式和數量的參數，在很多代碼中我們都能見到這種定義方式。需要注意的是，*args必須出現在**kwargs之前。
In [83]: def fn(*args, **kwargs):
...: print(args)
...: print(kwargs)
...:
In [84]: fn(2, 3, 5, x=11, y="xxj")
(2, 3, 5)
{'x': 11, 'y': 'xxj'}
In [85]: def fn(**kwargs, *args):
...: print(args)
...: print(kwargs)
File "<ipython-input-85-ae6e58836952>", line 1
def fn(**kwargs, *args):
^
SyntaxError: invalid syntax可變參數和普通參數混合使用：
In [91]: def fn(x, y, *args, **kwargs):
...: print(x)
...: print(y)
...: print(args)
...: print(kwargs)
...:
In [92]: fn(2, 3, 4, 5, 6, a=1,b=2)
2
3
(4, 5, 6)
{'a': 1, 'b': 2}
In [95]: fn(2, 3)
2
3
()
{}
In [97]: fn(2, y=3)
2
3
()
{}
In [99]: fn(2, 3, 4)
2
3
(4,)
{}
In [100]: fn(2, 3, a=23)
2
3
()
{'a': 23}
In [107]: def fn(*args, x): # 位置可變參數是否可以在普通參數之前
...: print(args)
...: print(x)
...:
In [108]: fn(1, 2, 3)
---------------------------------------------------------------------------
TypeError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-108-9ab6b0a400c3> in <module>()
----> 1 fn(1, 2, 3)
TypeError: fn() missing 1 required keyword-only argument: 'x'
In [109]: fn(1, 2, x=3)
(1, 2)
3
In [110]: fn(1, x=3)
(1,)
3
In [111]: fn(x=3)
()
3
In [112]: def fn(**kwargs, x): # 關鍵字可變參數是否可以在普通參數之前
...: print(kwargs)
...: print(x)
...:
File "<ipython-input-112-3226e57525e0>", line 1
def fn(**kwargs, x):
^
SyntaxError: invalid syntax位置可變參數也可以在普通參數之前，但是在位置可變參數之後的普通參數變成了keyword-only參數（只能以關鍵字參數登入）
關鍵字可變參數不可以在普通參數之前（爲什麼？）
可變參數和默認參數混合使用：
In [113]: def fn(x=5, *args):
...: print(x)
...: print(args)
...:
In [114]: fn(1)
1
()
In [115]: fn(1,2)
1
(2,)
In [116]: fn(1,2,3,4)
1
(2, 3, 4)
In [117]: fn(x=3, 4)
File "<ipython-input-117-2d95cecddace>", line 1
fn(x=3, 4)
^
SyntaxError: positional argument follows keyword argument
In [121]: def fn(*args, x=5): # 位置參數在默認參數之前沒限制
...: print(x)
...: print(args)
...:
In [122]: fn()
5
()
In [123]: fn(1, 2)
5
(1, 2)
In [124]: fn(1)
5
(1,)
In [125]: fn(1, x=3)
3
(1,)
In [127]: def fn(**kwargs, x=5):
...: print(x)
...: print(kwargs)
...:
File "<ipython-input-127-069a751edec8>", line 1
def fn(**kwargs, x=5):
^
SyntaxError: invalid syntax
In [128]: def fn(x=5, **kwargs):
...: print(x)
...: print(kwargs)
...:
...:
In [129]: fn()
5
{}
In [130]: fn(1)
1
{}
In [131]: fn(1, a=2)
1
{'a': 2}
In [132]: fn(x=1, a=2)
1
{'a': 2}可變位置參數在默認參數之後，默認參數不能使用關鍵字傳參
可變關鍵字參數不能在默認參數之前
當默認參數和可變參數一起出現時，默認參數相當於普通參數
小結：
函數的參數規則這麼多，頭都大了；這裏我們建議的函數參數使用用法：
1）默認參數靠後
2）可變參數靠後
3）默認參數和可變參數不同時出現
不遵守不一定錯，遵守代碼可讀性高
當我們需要同時使用默認參數和可變參數時怎麼辦？
我們通常這樣處理：
In [139]: def connect(host='127.0.0.1', port=3306, user='root', password='', **kwargs):
...: pass
...:
In [140]: def connect(**kwargs):
...: host = kwargs.pop('host', '127.0.0.1')
...:三、參數解構
1、參數解構
調用函數時，傳入實參時加一個星號，可以把iterable解構成位置參數
調用函數時，傳入實參時加兩個個星號，可以把dict解構成關鍵字參數
In [141]: def add(x, y):
...: ret = x + y
...: print('{} + {} = {}'.format(x, y, ret))
...:
In [142]: add(1, 2)
1 + 2 = 3
In [145]: t = [1, 2]
In [146]: add(*t)
1 + 2 = 3
In [143]: t = [1, 2, 3]
In [144]: add(*t)
---------------------------------------------------------------------------
TypeError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-144-d90b03560d6e> in <module>()
----> 1 add(*t)
TypeError: add() takes 2 positional arguments but 3 were given
In [147]: t = [(1, 2), (3, 4)]
In [148]: add(*t)
In [148]: add(*t)
(1, 2) + (3, 4) = (1, 2, 3, 4)
# 字典解構成關鍵字參數
In [153]: d = {'x':1, 'y':2}
In [154]: add(**d)
1 + 2 = 3
In [155]: add(*d)
x + y = xy2、參數解構和可變參數混用
In [161]: def sum(*args): ...: ret = 0 ...: for i in args: ...: ret += i ...: return ret ...: In [162]: sum(*(1, 2)) Out[162]: 3 In [163]: sum(*[1, 2]) Out[163]: 3 In [165]: sum(*range(5)) Out[165]: 10
3、參數解構的限制
關鍵字參數解構，key必須是str
In [167]: def fn(**kwargs):
...: print(kwargs)
...:
In [168]: fn(**{'a':1})
{'a': 1}
In [170]: fn(**{12:1})
---------------------------------------------------------------------------
TypeError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-170-99986e5a722a> in <module>()
----> 1 fn(**{12:1})
In [211]: def fn(*args, **kwargs):
...: print(args)
...: print(kwargs)
...:
In [212]: fn(*[1, 2, 3])
(1, 2, 3)
{}
In [214]: fn(*[1, 2, 3], **{'a':1, 'b':2})
(1, 2, 3)
{'a': 1, 'b': 2}4、keyword-only參數
星號之後的參數只能通過關鍵字參數傳入
可變位置參數之後的參數也是keyword-only參數
只能通過關鍵字參數傳入的參數就交keyword-only參數
keyword-only參數可以有默認值
In [179]: def fn(*, x): ...: print(x) ...: In [180]: fn(1) --------------------------------------------------------------------------- TypeError Traceback (most recent call last) <ipython-input-180-cb5d79cf2c77> in <module>() ----> 1 fn(1) TypeError: fn() takes 0 positional arguments but 1 was given In [181]: fn(x=1) 1 In [182]: fn(1, x=2) --------------------------------------------------------------------------- TypeError Traceback (most recent call last) <ipython-input-182-8eb9b719c886> in <module>() ----> 1 fn(1, x=2) TypeError: fn() takes 0 positional arguments but 1 positional argument (and 1 keyword-only argument) were given In [183]:
keyword-only參數與其它參數混用：
In [188]: def fn(x, *, y): ...: print(x) ...: print(y) ...: In [189]: fn(1, y=2) 1 2 In [193]: def fn(x=1, *, y=2): ...: print(x) ...: print(y) ...: ...: In [194]: fn() 1 2 In [199]: def fn(x=1, *, y): # ...: print(x) ...: print(y) ...: ...: In [200]: fn(y=3) 1 3 In [201]: fn(3) --------------------------------------------------------------------------- TypeError Traceback (most recent call last) <ipython-input-201-f005f2a6106f> in <module>() ----> 1 fn(3) TypeError: fn() missing 1 required keyword-only argument: 'y' In [202]: In [205]: def fn(*, x, y): # *號後可以有多個keyword-only參數 ...: print(x) ...: print(y) ...: In [206]: fn(x=1, y=2) 1 2 In [207]: def fn(x, y, *): # *號不能寫在最後 ...: print(x) ...: print(y) ...: File "<ipython-input-207-6c060b52ac76>", line 1 def fn(x, y, *): ^ SyntaxError: named arguments must follow bare *