Python学习(二)

函数

定义格式

"""
def 函数名 ():
    # some codes
    ...
    
"""

# 求一个数的绝对值
def my_abs(x):
    if x > 0:
        return x
    else:
        return -x

空函数

# 定义一个什么事都不做的函数,pass仅是一个占位符,保证编译通过
def fn():
pass

返回值

上面的示例中求绝对值的函数是返回的一个值,在Python中还可以返回多个值,但其实最终返回结果就是一个tuple。下面是一个求一元二次方程的函数

# 导入第三方模块的API,相当于Java中的导包
import math


def test(a, b, c):
    # b ** 2 表示b的平方    b ** 3 表示b的立方,依此在推
    delta = b ** 2 - 4 * a * c
    if delta > 0:
        ret1 = (-b + math.sqrt(delta)) / (2 * a)
        ret2 = (-b - math.sqrt(delta)) / (2 * a)
        return ret1, ret2
    else:
        return "无解"


print(test(2, 3, 1))    # (-0.5, -1.0)

判断参数类型

在上面的my_abs函数中,我们是对一个整数求绝对值,但若调用者传递过来的不是个整数怎么办?所以我们需要对参数进行判断。我们可以使用isinstance()函数来判断

def my_abs(x):
# isinstance译为是实例,加了一个not就表示不是实例(相当于java中的"!"符号)
if not isinstance(x, (int, float)):
    # 当参数不合法时我们可以在方法抛出类型错误(相当于Java中的异常)
    raise TypeError("arguments is not correct")
if x >= 0:
    return x
else:
    return -x

函数参数类型分类

  • 位置参数

      # 计算一个数的平方
      def test(x):
          return x ** 2
    

    x在test函数中就是一个位置参数,被调用时是必须要传的。假如要计算一个数的立方,那么这个函数就不符合需求了,不过我们可以将计算几次方让用户传进来。

      def test(x, n):
          return x ** n
    
  • 默认参数

    不过,我们经常计算一个数的平方,所以我们可以设置一个默认参数,若调用者没有传第二个参数,那就使用默认参数,若传了,就使用调用者的传过来的参数

      def test(x, n=2):
          return x ** n
    

    默认参数使用注意

      def add_end(list=[]):
      list.append("end")
      return list
    
      # 第一次
      print(add_end())        # ['end']
      # 第二次
      print(add_end())        # ['end', 'end']
    

    这里有一个问题:默认参数是[],但是函数似乎每次都“记住了”上次添加了'end'后的list?

    第一次调用后,list的值由[]变为了 'end',由于参数list是一个变量,如果改变了list的内容,则下次调用时,默认参数的内容就变了,不再是函数定义时的[]了。

    所以,定义默认参数时必须指向不变对象

    上面的代码可以这样写

      def add_end(list=None):
      if list is None:
          list = []
      list.append("end")
      return list
    
      # 第一次
      print(add_end())            # ['end']
      # 第二次
      print(add_end())            # ['end']
    

    对于str、None这样的不可变对象,当它们被创建时,对象的内部数据是不能被修改的。这样做的好处就是减少了因修改数据导致的错误,并且,在多任务的环境下同时读取对象不需要加锁。所以,如果可以设计一个不变对象,那就尽量设计成不变对象。

  • 可变参数

    可变参数就是指参数的个数是可以变的。

      # 比如给定一组数字a,b,c……,请计算a2 + b2 + c2 + ……。
      def calc(*num):
          ret = 0
          print(num)              # (1, 2, 3, 4)
          for n in num:
              ret += n * n
          return ret
      
      print(calc(1, 2, 3, 4))     # 30
      nums = [3, 4, 5, 6]
      # 假若传的参数是list或tuple,我们可以这样传
      print(calc(*nums))
    

    当calc被调用时,虽然传过来的是1,2,3,4,但是函数内部会先把它转换成一个tuple,然后执行for循环

  • 关键字参数

    关键字参数用来对函数进行扩展

      # 比如在注册时,除了名字是必填外,年龄、性别是可选项
      def register(name, **kw):
          print("name:", name, "other:", kw)
      
      register("Blain", sex="male", age=18)       # name: Blain other: {'sex': 'male', 'age': 18}
      info = {"city": "HuNan", "job": "Engineer"}
      # 假若传的参数是dict,我们可以这样传
      register("Blain", **info)                   # name: Blain other: {'job': 'Engineer', 'city': 'HuNan'}
    

    与可变参数类似,会先把传过来的参数转换成一个dict,然后执行下面的代码

  • 命名关键字参数

    命名关键字参数用来限制关键字参数的名字

      def register(name, *, city_name, job_name):
          print(name, city_name, job_name)
      
      register("Blain", city_name="SZ", job_name="Engineer")
      register("Blain", city="GZ", job_name="Salesman")
    

    打印结果如下:

      Traceback (most recent call last):
      Blain SZ Engineer
        File "...", line 91, in <module>
          register("Blain", city="GZ", job_name="Salesman")
      TypeError: register() got an unexpected keyword argument 'city'
    

    很显然,第二次调用时我们传的是city,与命名参数不符,报一个TypeError的错误

    如果函数的参数有一个可变参数时,后面的命名参数就不需要*

      def register(name, age, *args, city, job):
          print(name, age, args, city, job)
    
  • 参数组合

    在Python函数中,参数的定义顺序为:位置参数,默认参数,可变参数,命名关键字参数,关键字参数

      def func1(a, b, c=0, *args, **kw):
          print('a =', a, 'b =', b, 'c =', c, 'args =', args, 'kw =', kw)
      
      def func2(a, b, c=0, *, d, **kw):
          print('a =', a, 'b =', b, 'c =', c, 'd =', d, 'kw =', kw)
      
      func1(1, 2)                     # a = 1 b = 2 c = 0 args = () kw = {}
      func1(1, 2, c=3)                # a = 1 b = 2 c = 3 args = () kw = {}
      func1(1, 2, 3, "a", "b")        # a = 1 b = 2 c = 3 args = ('a', 'b') kw = {}
      func1(1, 2, 3, "a", "b", x=10)  # a = 1 b = 2 c = 3 args = ('a', 'b') kw = {'x': 10}
      func2(1, 2, d=15, y=15)         # a = 1 b = 2 c = 0 d = 15 kw = {'y': 15}
    

总结

  • *args是可变参数,args接收的是一个tuple;

  • **kw是关键字参数,kw接收的是一个dict;

  • 可变参数既可以直接传入:func(1, 2, 3),又可以先组装list或tuple,再通过*args传入:func(*(1, 2, 3))

  • 关键字参数既可以直接传入:func(a=1, b=2),又可以先组装dict,再通过**kw传入:func(**{'a': 1, 'b': 2})

  • 使用*args**kw是Python的习惯写法,当然也可以用其他参数名,但最好使用习惯用法。

  • 命名的关键字参数是为了限制调用者可以传入的参数名,同时可以提供默认值。

  • 定义命名的关键字参数在没有可变参数的情况下不要忘了写分隔符*,否则定义的将是位置参数。

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