Python 学习之

Python 学习之

文章目录

• 1. 什么是函数
• 2. 函数的定义
• 3. 函数的调用
• 4. 函数的参数
• • 4.1 参数的传递
  • 4.2 默认参数
  • 4.3 不定长参数
• 5. 函数的返回值
• 6. 函数的四种类型
• 7. 函数的嵌套调用
• 8. 变量的作用域
• 9. 递归函数
• 10. 匿名函数
• 11. 时间函数
• • 11.1 时间戳
  • 11.2 格式化的时间字符串
  • 11.3 时间元组
  • 11.4 日历函数
• 12. 随机数函数

---

1. 什么是函数

• 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。你已经知道 Python 提供了许多内建函数，比如 print()。但你也可以自己创建函数，这被叫做用户自定义函数。

2. 函数的定义

Python 使用 def 关键字定义函数，语法格式如下：

def functionname( parameters ):"函数_文档字符串"function_suitereturn [expression]

定义函数的规则：

• 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 [表达式] 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。

不带返回值的函数

def function():print("*")print("* *")print("* * *")print("* * * *")
function()		#调用函数# 结果
*
* *
* * *
* * * *

带返回值的函数

def function():print("***")return 1
function()# 结果
***
//有返回值，如果只是单纯的调用，返回的还是函数的过程，return 的值没有意义。
------------------------------------
def function():print("***")return 1
# function()
print(function())# 结果
***
1

3. 函数的调用

函数的调用有两种情况：

• 在函数当前文件调用
• 在其他文件调用函数

当前文件调用：

//当前文件调用，在函数下面输入函数名，传对应参数即可
def function(a,b):print(a+b)
function(1,2)# 结果
3

不同文件调用：

//不同文件调用需要先导入 {from filedir import funcname/* ("*"代表该文件的所有函数)}
# 例如：我在 2.py 想要调用 test 包里面的 1.py 的函数
--- 1.py 函数为：
def function(a,b):	#像 a,b 这类不确定的参数一般叫做形参print(a+b)
function(1,2)		# 1,2 这种具体的参数叫做实参 --- 2.py 调用 1 中的 function 函数
from test.1 import function
function# 结果
3

4. 函数的参数

4.1 参数的传递

• 在 python 中，类型属于对象，变量是没有类型的。
• 在 python 中，strings, tuples, 和 numbers 是不可更改的对象，而 list, dict 等则是可以修改的对象。
• 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。

# 这种就是参数的传递
def function(a,b):print(a+b)
function(1,2)

python 函数的参数传递两种类型：

• 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。

4.2 默认参数

• 定义函数时，可以给函数的参数指定默认值，这个被指定默认值的参数被称为默认参数。
• 带有默认值的参数一定要位于参数列表的末尾。否则程序会报错。

def func(name,age=35):print("name:",name)print("age:",age)
func(name="miki")
func(age=9,name="miki")# 结果
name: miki
age: 35
name: miki
age: 9
# 第一个 func() 中给 name 进行了赋值，age 是 func 函数自己定义的
# 第二个 func() 中给两个变量都进行了赋值

4.3 不定长参数

• 若希望函数被调用时能够传入比定义时更多的参数，可以在定义函数时使用不定长参数。

语法：

def 函数名([formal_args,] *args, **kwargs):"函数_文档字符串"函数体、return 表达式
> 加星号 * 的参数 args 会以元组的形式存放未命名的参数。
> 加 ** 的参数 kwargs 会以字典的形式存放命名的参数，即形如 key=value 的参数。

示例：

def test(a,b,*args):print(a)print(b)print(args)
test(11,22)# 结果
11
22
()	# *.args 以元组形式存放参数，该函数元组无元素
--------------------------------------
def test(a,b,*args):print(a)print(b)print(args)
test(11,22,33,44,55)# 结果
11
22
(33, 44, 55)	# 该函数元组传入了三个元素
--------------------------------------
def test(a,b,*args,**kwargs):print(a)print(b)print(args)print(kwargs)
test(11,22,33,44,55,66,77,88,99)# 结果
11
22
(33, 44, 55, 66, 77, 88, 99)
{}		# **kwargs 存放键值对形式的元素，该函数字典为空
--------------------------------------
def test(a,b,*args,**kwargs):print(a)print(b)print(args)print(kwargs)
test(11, 22, 33, 44, 55, 66, 77, m=88, n=99)# 结果
11
22
(33, 44, 55, 66, 77)
{'m': 88, 'n': 99}		# test() 语句中可以看出有两个键值对

5. 函数的返回值

• return [表达式] 语句退出函数，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。
• 程序运行到所遇到的第一个 return 即返回(退出 def 块)，不会再运行第二个 return。（不包括判断语句）
• 要返回两个数值，写成一行即可。

def a(x,y):if x == y:return (x,y)print(a(3,3))	# 结果：(3,3)
----------------------------
def test_return(x):if x > 0:return xelse:return 0
print(test_return(5))	# 结果：5
----------------------------
def gcd(a,b):if a%b == 0:return belse:gcd(b,a%b)
print(gcd(4,2))		# 结果：2

6. 函数的四种类型

根据函数的参数和返回值，函数可以分为四种类型：

• 无参数，无返回值的函数

def print_menu():print('-----点菜系统-----')print('1.羊肉涮锅')print('2.牛肉涮锅')print('3.猪肉涮锅')
print_menu()

• 无参数，有返回值的函数

def get_tem():return 24
tem = get_tem()
print("当前温度为:",tem)

• 有参数，无返回值的函数

def test(x,y):c = x + yprint(c)test(2,1)

• 有参数，有返回值的函数

def test(x,y):c = x + yreturn(c)b = test(3,4)
print(b)

7. 函数的嵌套调用

• 函数有可见范围，这就是作用域的概念。内部函数不能被外部直接使用，会抛 NameError 异常。
• 全局作用域（global）：在整个程序运行环境中都可见。
• 局部作用域：在函数、类等内部可见；局部变量使用范围不能超过其所在的局部作用域。
• 函数有此概念，变量也有。

def outer():for i in range(3):i += 1def inner():for j in range(3):j += 1print("这是内函数")inner()print("这是外函数")
inner()		# 该语句无法执行，内部循环无法被外部循环调用
outer()-----------------------------
def f1():   # 1def f2():   # 3print('from f2')    # 5def f3():   # 6print('from f3')    #8f3()    # 7f2()    # 4
f1()    # 2
# 结果
from f2
from f3

8. 变量的作用域

Python 中，程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的，访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的，看如下示例：

a = 10
def test():a = 20print('a 的值为 %d'%a)
test()	# 结果：20
//我们调用的 test() 函数执行的内部运算，外部 a 的值影响不到内部

LEGB 原则：变量的作用域决定了在哪一部分程序可以访问哪个特定的变量名称。Python的作用域一共有 4 种。

• L(Local)：函数内的区域，包括局部变量和参数。
• E(Enclosing)：外面嵌套函数区域，常见的是闭包函数的外层函数。
• G(Global)：全局作用域。
• B(Built-in)：内建作用域。

Python 中变量是按照 L -》E -》G -》B 的顺序查找的。
Python 在查找变量的时候会优先去函数内作用域中查找，若没有找到便会到嵌套函数作用域中查找，再找不到就去全局作用域中查找，最后再去内建作用域中查找。

局部变量：

• 所谓局部变量，就是在函数内部定义的变量。
• 局部变量的作用域是函数内部，说明它只在定义它的函数中有效，一旦函数结束就会消失。

全局变量：

• 定义在函数外的变量拥有全局作用域。
• 全局变量可以在整个程序范围内访问。
• 如果出现全局变量和局部变量名字相同的情况，则在函数中优先访问局部变量。

global 关键字

• global 关键字用来在函数或其他局部作用域中使用全局变量。

a = 100
def test():global aa += 100print(a)test()	# 结果：200
// 我们通过 global 关键字在 test() 函数内部引用了外部变量 a 的值。

nonlocal 关键字

• 使用 nonlocal 关键字可以在一个嵌套的函数中修改嵌套作用域中的变量（非全局变量）。
• .html

# nonlocal 关键字用来在函数或其他作用域中使用外层(非全局)变量。
def func():count = 1def func_in():nonlocal countcount = count + 1func_in()print(count)func()	# 结果：2
---------------------------
def work():x = 0def new_work():nonlocal xx = x + 3return xreturn new_work()print(work())	# 结果：3
---------------------------
def dosometing():a =25def add(x):nonlocal aa=a+xreturn areturn add
f=dosometing()
print(f(5))		# 结果：30
print(f(5))		# 结果：35
print(f(5))		# 结果：40

9. 递归函数

• 一个函数的内部可以调用其他函数。但是，如果一个函数在内部不调用其它的函数，而是自己本身的话，这个函数就是递归函数。
• .html

计算 1 到 100 之间相加之和：

# 循环
def sum_cycle(n):sum = 0for i in range(1,n+1) :sum += iprint(sum)sum_cycle(100)# 递归
def sum_recu(n):if n > 0:return n + sum_recu(n - 1)else:return 0sum_recu(100)
sum = sum_recu(100)
print(sum)

计算阶乘：

def fact(n):if n == 1:return 1return n * fact(n - 1)
print(fact(5))      # 输出结果: 120
print(fact(1))      # 输出结果: 1
print(fact(3))      # 输出结果：6

10. 匿名函数

• 匿名函数就是没有名称的函数，也就是不再使用 def 语句定义的函数。如果要定义匿名函数，则需要使用 lambda 关键字。

与普通函数相比，匿名函数有很多不同的地方：

• 普通函数在定义时有名称，而匿名函数没有名称。
• 普通函数的函数体中包含有多条语句，而匿名函数的函数体只能是一个表达式。
• 普通函数可以实现比较复杂的功能，而匿名函数可实现的功能比较简单。

格式：

lambda [arg1 [,argn]]:expression
//[arg1 [,arg2,...argn]] 表示函数的参数，"expression" 表示表达式

示例：

sum = lambda a, b:a + b
print("运行结果:",sum(10,20))	# 30
print("运行结果:",sum(20,20))	# 40

11. 时间函数

在 Python 中，通常有如下几种方式表示时间：

• 时间戳
• 格式化的时间字符串
• 时间元组（struct_time）

.html

11.1 时间戳

时间戳表示从 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 开始按秒计算的偏移量。

import time;  # 引入 time 模块
ticks = time.time()
print("当前时间戳为:", ticks)# 结果
当前时间戳为: 1642646483.0328028

11.2 格式化的时间字符串

我们可以使用 time 模块的 strftime 方法来格式化日期。

import time
# 格式化成 2022-01-20 10:43:00 形式
print(time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime()))# 结果
2022-01-20 10:43:00

常用格式化符号：(具体见上面链接)

11.3 时间元组

返回时间元组的函数主要有 gmtime()、localtime() 和 strptime()。时间元组共有 9 个字段：

序号	属性	值
0	tm_year	2008
1	tm_mon	1 到 12
2	tm_mday	1 到 31
3	tm_hour	0 到 23
4	tm_min	0 到 59
5	tm_sec	0 到 61 (60或61 是闰秒)
6	tm_wday	0到6 (0是周一)
7	tm_yday	1 到 366(儒略历)
8	tm_isdst	-1, 0, 1, -1是决定是否为夏令时的旗帜

Time 模块包含了以下内置函数，既有时间处理的，也有转换时间格式的：

序号	函数及描述
1	time.altzone 返回格林威治西部的夏令时地区的偏移秒数。如果该地区在格林威治东部会返回负值（如西欧，包括英国）。对夏令时启用地区才能使用。
2	[time.asctime(tupletime]) 接受时间元组并返回一个可读的形式为"Tue Dec 11 18:07:14 2008"（2008年12月11日 周二18时07分14秒）的24个字符的字符串。
3	time.clock( ) 用以浮点数计算的秒数返回当前的CPU时间。用来衡量不同程序的耗时，比time.time()更有用。
4	[ime(secs]) 作用相当于asctime(localtime(secs))，未给参数相当于asctime()
5	[ime(secs]) 接收时间戳（1970纪元后经过的浮点秒数）并返回格林威治天文时间下的时间元组t。注&#_isdst始终为0
6	[time.localtime(secs]) 接收时间戳（1970纪元后经过的浮点秒数）并返回当地时间下的时间元组t&#_isdst可取0或1，取决于当地当时是不是夏令时）。
7	time.mktime(tupletime) 接受时间元组并返回时间戳（1970纪元后经过的浮点秒数）。
8	time.sleep(secs) 推迟调用线程的运行，secs指秒数。
9	[time.strftime(fmt,tupletime]) 接收以时间元组，并返回以可读字符串表示的当地时间，格式由fmt决定。
10	time.strptime(str,fmt=’%a %b %d %H:%M:%S %Y’) 根据fmt的格式把一个时间字符串解析为时间元组。
11	time.time( ) 返回当前时间的时间戳（1970纪元后经过的浮点秒数）。
12	set() 根据环境变量TZ重新初始化时间相关设置。

Time 模块包含了以下 2 个非常重要的属性：

序号	属性及描述
1	time.timezone 属性 time.timezone 是当地时区（未启动夏令时）距离格林威治的偏移秒数（>0，美洲<=0大部分欧洲，亚洲，非洲）。
2	属性ame包含一对根据情况的不同而不同的字符串，分别是带夏令时的本地时区名称，和不带的。

11.4 日历函数

此模块的函数都是日历相关的，例如打印某月的字符月历。星期一是默认的每周第一天，星期天是默认的最后一天。更改设置需调用 calendar.setfirstweekday() 函数。模块包含了以下内置函数：

序号	函数及描述
1	calendar.calendar(year,w=2,l=1,c=6) 返回一个多行字符串格式的year年年历，3个月一行，间隔距离为c。 每日宽度间隔为w字符。每行长度为21* W+18+2* C。l是每星期行数。
2	calendar.firstweekday( ) 返回当前每周起始日期的设置。默认情况下，首次载入 calendar 模块时返回 0，即星期一。
3	calendar.isleap(year) 是闰年返回 True，否则为 False。>>> import calendar >>> print(calendar.isleap(2000)) True >>> print(calendar.isleap(1900)) False
4	calendar.leapdays(y1,y2) 返回在Y1，Y2两年之间的闰年总数。
5	返回一个多行字符串格式的year年month月日历，两行标题，一周一行。每日宽度间隔为w字符。每行的长度为7* w+6。l是每星期的行数。
6	返回一个整数的单层嵌套列表。每个子列表装载代表一个星期的整数。Year年month月外的日期都设为0;范围内的日子都由该月第几日表示，从1开始。
7	返回两个整数。第一个是该月的星期几的日期码，第二个是该月的日期码。日从0（星期一）到6（星期日）;月从1到12。
8	calendar.prcal(year,w=2,l=1,c=6) 相当于 print calendar.calendar(year,w=2,l=1,c=6)。
9	calendar.prmonth(year,month,w=2,l=1) 相当于 h(year,month,w=2,l=1) 。
10	calendar.setfirstweekday(weekday) 设置每周的起始日期码。0（星期一）到6（星期日）。
11	calendar.timegm(tupletime) 和ime相反：接受一个时间元组形式，返回该时刻的时间戳（1970纪元后经过的浮点秒数）。
12	calendar.weekday(year,month,day) 返回给定日期的日期码。0（星期一）到6（星期日）。月份为 1（一月） 到 12（12月）。

在 Python 中，其他处理日期和时间的模块还有：

• datetime 模块
• pytz 模块
• dateutil 模块

12. 随机数函数

• random.random()
• 返回 0 与 1 之间的随机浮点数 N，范围为 0<=N<1.0。

import random# 生成一个随机数
print("random():", random.random())
# 生成第二个随机数
print("random():", random.random())

• random.uniform(a,b)
• 返回 a 与 b 之间的随机浮点数 N，范围为 [a,b]。如果 a 的值小于 b 的值，则生成的随机浮点数 N 的取值范围为 a<=N<=b；如果 a 的值大于 b 的值，则生成的随机浮点数 N 的取值范围为 b<=N<=a。

import randomprint("random:", random.uniform(50, 100))
print("random:", random.uniform(100, 50))

• random.randint(a,b)
• 返回一个随机的整数 N，N 的取值范围为 a<=N<=b。需要注意的是，a 和 b 的取值必须为整数，并且 a 的值一定要小于 b 的值。

import random# 生成一个随机数N，N的取值范围为12<=N<=20
print(random.randint(12, 20))# 生成的随机数为N，N 的结果永远为20
print(random.randint(20, 20))# print(random.randint(20, 10))
# 该语句是错误语句，下限a必须小于上线b

• random.randrange([start], stop[, step])
• 返回指定递增基数集合中的一个随机数，基数默认值为 1。其中，start 参数用于指定范围内的开始值，其包含在范围内；end 参数用于指定范围内的结束值。其不包含在范围内；sep 表示递增基数上述这些参数必须为整数。

import randomprint(random.randrange(10, 100, 2))

• random.choice(sequence)
• 从 sequence 中返回一个随机数，其中 sequence 参数可以是列表、元组或字符串。若 sequence 为空，则会引发 IndexError 异常。

import randommylist = ["apple", "banana", "cherry"]
print(random.choice(mylist))

• random.shuffle(X[,random])
• 用于将列表中的元素打乱顺序，俗称 “洗牌”。

import randomdemo_list = ["python", "is", "powerful", "simpel", "and "]
random.shuffle(demo_list)
print(demo_list)

• random.sample(sequence, K)
• 从指定序列中随机获取 K 个元素作为一个片段返回，sample 函数不会修改原有序列。

import randomlist_num =[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]# 定义slice为随机在list_num中获取的3个元素
slice = random.sample(list_num, 3)
print(slice)# 原有的序列没有发生改变
print(list_num)