# 函数进阶 ## 目标 * 函数参数和返回值的作用 * 函数的返回值 进阶 * 函数的参数 进阶 * 递归函数 ## 01. 函数参数和返回值的作用 函数根据 **有没有参数** 以及 **有没有返回值**，可以 **相互组合**，一共有 **4 种** 组合形式 1. 无参数，无返回值 2. 无参数，有返回值 3. 有参数，无返回值 4. 有参数，有返回值  > 定义函数时，**是否接收参数，或者是否返回结果**，是根据 **实际的功能需求** 来决定的！ 1. 如果函数 **内部处理的数据不确定**，就可以将外界的数据以参数传递到函数内部 2. 如果希望一个函数 **执行完成后，向外界汇报执行结果**，就可以增加函数的返回值 ### 1.1 无参数，无返回值 此类函数，不接收参数，也没有返回值，应用场景如下： 1. **只是单纯地做一件事情**，例如 **显示菜单** 2. 在函数内部 **针对全局变量进行操作**，例如：**新建名片**，最终结果 **记录在全局变量** 中 > 注意： * 如果全局变量的数据类型是一个 **可变类型**，在函数内部可以使用 **方法** 修改全局变量的内容 —— **变量的引用不会改变** * 在函数内部，**使用赋值语句** 才会 **修改变量的引用** ### 1.2 无参数，有返回值 此类函数，不接收参数，但是有返回值，应用场景如下： * 采集数据，例如 **温度计**，返回结果就是当前的温度，而不需要传递任何的参数 ### 1.3 有参数，无返回值 此类函数，接收参数，没有返回值，应用场景如下： * 函数内部的代码保持不变，针对 **不同的参数 处理 不同的数据** * 例如 **名片管理系统** 针对 **找到的名片** 做 **修改**、**删除** 操作 ### 1.4 有参数，有返回值 此类函数，接收参数，同时有返回值，应用场景如下： * 函数内部的代码保持不变，针对 **不同的参数 处理 不同的数据**，并且 **返回期望的处理结果** * 例如 **名片管理系统** 使用 **字典默认值** 和 **提示信息** 提示用户输入内容 * 如果输入，返回输入内容 * 如果没有输入，返回字典默认值 ## 02. 函数的返回值 进阶 * 在程序开发中，有时候，会希望 **一个函数执行结束后，告诉调用者一个结果**，以便调用者针对具体的结果做后续的处理 * **返回值** 是函数 **完成工作**后，**最后** 给调用者的 **一个结果** * 在函数中使用 `return` 关键字可以返回结果 * 调用函数一方，可以 **使用变量** 来 **接收** 函数的返回结果 > 问题：一个函数执行后能否返回多个结果？ ### 示例 —— 温度和湿度测量 * 假设要开发一个函数能够同时返回当前的温度和湿度 * **先完成返回温度**的功能如下： ```python def measure(): """返回当前的温度""" print("开始测量...") temp = 39 print("测量结束...") return temp result = measure() print(result) ``` * 在利用 **元组** 在返回温度的同时，也能够返回 **湿度** * 改造如下： ```python def measure(): """返回当前的温度""" print("开始测量...") temp = 39 wetness = 10 print("测量结束...") return (temp, wetness) ``` > 提示：如果一个函数返回的是元组，括号可以省略 **技巧** * 在 `Python` 中，可以 **将一个元组** 使用 **赋值语句** 同时赋值给 **多个变量** * 注意：变量的数量需要和元组中的元素数量保持一致 ```python result = temp, wetness = measure() ``` ### 面试题 —— 交换两个数字 **题目要求** 1. 有两个整数变量 `a = 6`, `b = 100` 2. 不使用其他变量，**交换两个变量的值** #### 解法 1 —— 使用其他变量 ```python # 解法 1 - 使用临时变量 c = b b = a a = c ``` #### 解法 2 —— 不使用临时变量 ```python # 解法 2 - 不使用临时变量 a = a + b b = a - b a = a - b ``` #### 解法 3 —— Python 专有，利用元组 ```python a, b = b, a ``` ## 03. 函数的参数 进阶 ### 3.1. 不可变和可变的参数 > 问题 1：在函数内部，针对参数使用 **赋值语句**，会不会影响调用函数时传递的 **实参变量**？ —— 不会！ * 无论传递的参数是 **可变** 还是 **不可变** * 只要 **针对参数** 使用 **赋值语句**，会在 **函数内部** 修改 **局部变量的引用**，**不会影响到 外部变量的引用** ```python def demo(num, num_list): print("函数内部") # 赋值语句 num = 200 num_list = [1, 2, 3] print(num) print(num_list) print("函数代码完成") gl_num = 99 gl_list = [4, 5, 6] demo(gl_num, gl_list) print(gl_num) print(gl_list) ``` > 问题 2：如果传递的参数是 **可变类型**，在函数内部，使用 **方法** 修改了数据的内容，**同样会影响到外部的数据** ```python def mutable(num_list): # num_list = [1, 2, 3] num_list.extend([1, 2, 3]) print(num_list) gl_list = [6, 7, 8] mutable(gl_list) print(gl_list) ``` #### 面试题 —— `+=` * 在 `python` 中，列表变量调用 `+=` 本质上是在执行列表变量的 `extend` 方法，不会修改变量的引用 ```python def demo(num, num_list): print("函数内部代码") # num = num + num num += num # num_list.extend(num_list) 由于是调用方法，所以不会修改变量的引用 # 函数执行结束后，外部数据同样会发生变化 num_list += num_list print(num) print(num_list) print("函数代码完成") gl_num = 9 gl_list = [1, 2, 3] demo(gl_num, gl_list) print(gl_num) print(gl_list) ``` ### 3.2 缺省参数 * 定义函数时，可以给 **某个参数** 指定一个**默认值**，具有默认值的参数就叫做 **缺省参数** * 调用函数时，如果没有传入 **缺省参数** 的值，则在函数内部使用定义函数时指定的 **参数默认值** * 函数的缺省参数，**将常见的值设置为参数的缺省值**，从而 **简化函数的调用** * 例如：对列表排序的方法 ```python gl_num_list = [6, 3, 9] # 默认就是升序排序，因为这种应用需求更多 gl_num_list.sort() print(gl_num_list) # 只有当需要降序排序时，才需要传递 `reverse` 参数 gl_num_list.sort(reverse=True) print(gl_num_list) ``` #### 指定函数的缺省参数 * 在参数后使用赋值语句，可以指定参数的缺省值 ```python def print_info(name, gender=True): gender_text = "男生" if not gender: gender_text = "女生" print("%s 是 %s" % (name, gender_text)) ``` **提示** 1. 缺省参数，需要使用 **最常见的值** 作为默认值！ 2. 如果一个参数的值 **不能确定**，则不应该设置默认值，具体的数值在调用函数时，由外界传递！ #### 缺省参数的注意事项 ##### 1) 缺省参数的定义位置 * **必须保证** **带有默认值的缺省参数** **在参数列表末尾** * 所以，以下定义是错误的！ ```python def print_info(name, gender=True, title): ``` ##### 2) 调用带有多个缺省参数的函数 * 在 **调用函数时**，如果有 **多个缺省参数**，**需要指定参数名**，这样解释器才能够知道参数的对应关系！ ```python def print_info(name, title="", gender=True): """ :param title: 职位 :param name: 班上同学的姓名 :param gender: True 男生 False 女生 """ gender_text = "男生" if not gender: gender_text = "女生" print("%s%s 是 %s" % (title, name, gender_text)) # 提示：在指定缺省参数的默认值时，应该使用最常见的值作为默认值！ print_info("小明") print_info("老王", title="班长") print_info("小美", gender=False) ``` ### 3.3 多值参数（知道） #### 定义支持多值参数的函数 * 有时可能需要 **一个函数** 能够处理的参数 **个数** 是不确定的，这个时候，就可以使用 **多值参数** * `python` 中有 **两种** 多值参数： * 参数名前增加 **一个** `*` 可以接收 **元组** * 参数名前增加 **两个** `*` 可以接收 **字典** * 一般在给多值参数命名时，**习惯**使用以下两个名字 * `*args` —— 存放 **元组** 参数，前面有一个 `*` * `**kwargs` —— 存放 **字典** 参数，前面有两个 `*` * `args` 是 `arguments` 的缩写，有变量的含义 * `kw` 是 `keyword` 的缩写，`kwargs` 可以记忆 **键值对参数** ```python def demo(num, *args, **kwargs): print(num) print(args) print(kwargs) demo(1, 2, 3, 4, 5, name="小明", age=18, gender=True) ``` > 提示：**多值参数** 的应用会经常出现在网络上一些大牛开发的框架中，知道多值参数，**有利于我们能够读懂大牛的代码** #### 多值参数案例 —— 计算任意多个数字的和 **需求** 1. 定义一个函数 `sum_numbers`，可以接收的 **任意多个整数** 2. 功能要求：将传递的 **所有数字累加** 并且返回累加结果 ```python def sum_numbers(*args): num = 0 # 遍历 args 元组顺序求和 for n in args: num += n return num print(sum_numbers(1, 2, 3)) ``` #### 元组和字典的拆包（知道） * 在调用带有多值参数的函数时，如果希望： * 将一个 **元组变量**，直接传递给 `args` * 将一个 **字典变量**，直接传递给 `kwargs` * 就可以使用 **拆包**，简化参数的传递，**拆包** 的方式是： * 在 **元组变量前**，增加 **一个** `*` * 在 **字典变量前**，增加 **两个** `*` ```python def demo(*args, **kwargs): print(args) print(kwargs) # 需要将一个元组变量/字典变量传递给函数对应的参数 gl_nums = (1, 2, 3) gl_xiaoming = {"name": "小明", "age": 18} # 会把 num_tuple 和 xiaoming 作为元组传递个 args # demo(gl_nums, gl_xiaoming) demo(*gl_nums, **gl_xiaoming) ``` ## 04. 函数的递归 > 函数调用自身的 **编程技巧** 称为递归 ### 4.1 递归函数的特点 **特点** * **一个函数** **内部** **调用自己** * 函数内部可以调用其他函数，当然在函数内部也可以调用自己 **代码特点** 1. 函数内部的 **代码** 是相同的，只是针对 **参数** 不同，**处理的结果不同** 2. 当 **参数满足一个条件** 时，函数不再执行 * **这个非常重要**，通常被称为递归的出口，否则 **会出现死循环**！ 示例代码 ```python def sum_numbers(num): print(num) # 递归的出口很重要，否则会出现死循环 if num == 1: return sum_numbers(num - 1) sum_numbers(3) ```  ### 4.2 递归案例 —— 计算数字累加 **需求** 1. 定义一个函数 `sum_numbers` 2. 能够接收一个 `num` 的整数参数 3. 计算 1 + 2 + ... num 的结果 ```python def sum_numbers(num): if num == 1: return 1 # 假设 sum_numbers 能够完成 num - 1 的累加 temp = sum_numbers(num - 1) # 函数内部的核心算法就是 两个数字的相加 return num + temp print(sum_numbers(2)) ```  > 提示：递归是一个 **编程技巧**，初次接触递归会感觉有些吃力！在处理 **不确定的循环条件时**，格外的有用，例如：**遍历整个文件目录的结构**