关于本手册

本讲义的主要资料参考来自以下教材，并对其内容进行了精简和修改，于是有了这份开发讲义。这本讲义的时常大概在一天左右，其目的就是快速帮助刚接触Python开发的朋友学习了解Python的基础概念。

[参考资料] http://www.runoob.com/python/python-tutorial.html

如果有需要了解更多的Python应用知识和扩展，可以访问Python的官方说明文档，或者参考网络上的教学视频。

Python 函数

数学上的函数，是类似

f (x) = y

$f(x) = y$ 这样的，有输入，和输出的数学逻辑，在编程里，函数指的是组织好的，可重复使用的，用来实现单一，或相关联功能的代码段。

如果仍然用数学语言表示，那么编程的函数就是

f (v a r 1, v a r 2, v a r 3, . . .)

$f(var1, var2, var3, ...)$ 如果这样的函数有返回值，那么就可以表示为：

v a l 1, v a l 2, v a l 3 = f (v a r 1, v a r 2, v a r 3, . . .)

$val1, val2, val3 = f(var1, var2, var3, ...)$

需要首先知道一点的是，python语言可以一次性返回多个值，当然也可以不返回值。

在先前的代码中，你应该已经知道类似的许多Python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。

定义一个函数

你可以定义一个由自己想要功能的函数，以下是简单的规则：

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。

def printme( str ):
   "打印传入的字符串到标准显示设备上"
   print(str)
   return

这是合法的，

def printme( str ):
    print(str)

这也是合法的。

def addone( num ):
    "这个函数将数+1，并返回给调用者"
    return num + 1

这是带有返回值的函数。

函数调用

定义一个函数只给了函数一个名称，指定了函数里包含的参数，和代码块结构。
这个函数的基本结构完成以后，你可以通过另一个函数调用执行，也可以直接从Python提示符执行。

如下实例调用了printme（）函数：

# 定义函数
def printme( str ):
   "打印传入的字符串到标准显示设备上"
   print(str)
   return

# 调用函数
printme("我要调用用户自定义函数!");
printme("再次调用同一函数");

参数传递

可更改(mutable)与不可更改(immutable)对象

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。

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 list la 的第三个元素值更改，本身la没有动，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。

传不可变对象实例

def ChangeInt( a ):
    a = 10

b = 2
ChangeInt(b)
print(b) # 结果是 2

实例中有 int 对象 2，指向它的变量是 b，在传递给 ChangeInt 函数时，按传值的方式复制了变量 b，a 和 b 都指向了同一个 Int 对象，在 a=10 时，则新生成一个 int 值对象 10，并让 a 指向它。

传可变对象实例

# 可写函数说明
def changeme( mylist ):
   "修改传入的列表"
   mylist.append([1,2,3,4]);
   print("函数内取值: ", mylist)
   return

# 调用changeme函数
mylist = [10,20,30];
changeme( mylist );
print("函数外取值: ", mylist)

参数

以下是调用函数时可使用的正式参数类型：

必备参数
关键字参数
默认参数
不定长参数

必备参数

必备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。
调用printme()函数，你必须传入一个参数，不然会出现语法错误：

#可写函数说明
def printme( str ):
   "打印任何传入的字符串"
   print(str)
   return

#调用printme函数
printme()

以上实例输出结果：

Traceback (most recent call last):
  File "test.py", line 11, in <module>
    printme()
TypeError: printme() takes exactly 1 argument (0 given)

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。
以下实例在函数 printme() 调用时使用参数名：

#可写函数说明
def printinfo( name, age ):
   "打印任何传入的字符串"
   print( "Name: ", name)
   print( "Age ", age)
   return

#调用printme函数
printinfo( age=50, name="miki" )


list=[1,2,3,4,5,6,7,8,9]
printinfo(*list)

dicitonary={"name":"XXX", "age":13}
printinfo(**dictionary)

缺省参数

调用函数时，缺省参数的值如果没有传入，则被认为是默认值。下例会打印默认的age，如果age没有被传入：

def printinfo( name, age = 35 ):
   "打印任何传入的字符串"
   print( "Name: ", name)
   print( "Age ", age)
   return

printinfo( name="miki" )

不定长参数

你可能需要一个函数能处理比当初声明时更多的参数。这些参数叫做不定长参数，和上述2种参数不同，声明时不会命名。这样的函数定义如下：

def functionname([formal_args,] *vars ):

例如，我们实现一个打印字符串，并且后面加入不定长度的数，并对这样的数进行求和，那么这样的函数可以写成：

def sumup(message, *vars ):
   sum = 0
   for num in vars:
        sum += num
   print(message, sum)

匿名函数

python 使用 lambda 来创建匿名函数。

lambda只是一个表达式，函数体比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，且不能访问自有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
lambda函数的语法只包含一个语句，如下：

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

实例如下：

# 可写函数说明
sum = lambda arg1, arg2: arg1 + arg2

# 调用sum函数
print( "相加后的值为 : ", sum( 10, 20 ))
print( "相加后的值为 : ", sum( 20, 20 ))

变量作用域

一个程序的所有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。
变量的作用域决定了在哪一部分程序你可以访问哪个特定的变量名称。两种最基本的变量作用域如下：

全局变量
局部变量

全局变量和局部变量

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。如下实例：

total = 0; # 这是一个全局变量
# 可写函数说明
def sum( arg1, arg2 ):
   #返回2个参数的和."
   total = arg1 + arg2; # total在这里是局部变量.
   print( "函数内是局部变量 : ", total)
   return total

def sum():
    global total
    total = arg1 + arg2


#调用sum函数
sum( 10, 20 );
print( "函数外是全局变量 : ", total )

以上实例输出结果：
函数内是局部变量 : 30
函数外是全局变量 : 0

要在函数体中使用全局变量，需要使用关键字 global。

返回多个函数值

在C语言中，如果需要传回多个值，那么做法一般是使用指针进行传递：

void changeptr(int * ptr1, int * ptr2, int * ptr3)
{
    *ptr1 = 10;
    *ptr2 = 20;
    *ptr3 = 30;
}


int main()
{
    int a = 1, b = 2, c = 3;
    changeptr(&a, &b, &c);
    printf("%d %d %d", a, b, c);
}

由于Python已经将引用和指针操作封装，当我们需要返回多个这样的数的时候，实际上可以使用另外一种方法：

def changenum(a, b, c):
    a = 10
    b = 20
    c = 30
    return a, b, c


a, b, c = 1, 2, 3
a, b, c = changenum(a, b, c)

Python可以同时返回多个变量，因此，在某些时候，可以利用这一特性，解决我们需要同时返回多个参数的需要。

简要Python开发讲义 - 6. 函数