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Python函数-函数变量作用于、多函数执行流程、拆包、可变和不可变

课程:函数

目标

  • 变量作用域
  • 多函数程序执行流程
  • 函数的返回值
  • 函数的参数
  • 拆包和交换两个变量的值
  • 引用
  • 可变和不可变类型

一. 变量作用域

变量作用域指的是变量生效的范围,主要分为两类:局部变量全局变量

  • 局部变量

所谓局部变量是定义在函数体内部的变量,即只在函数体内部生效。

def testA():
    a = 100

    print(a)


testA()  # 100
print(a)  # 报错:name 'a' is not defined

变量a是定义在testA函数内部的变量,在函数外部访问则立即报错。

局部变量的作用:在函数体内部,临时保存数据,即当函数调用完成后,则销毁局部变量。

  • 全局变量

所谓全局变量,指的是在函数体内、外都能生效的变量。

思考:如果有一个数据,在函数A和函数B中都要使用,该怎么办?

答:将这个数据存储在一个全局变量里面。

# 定义全局变量a
a = 100


def testA():
    print(a)  # 访问全局变量a,并打印变量a存储的数据


def testB():
    print(a)  # 访问全局变量a,并打印变量a存储的数据


testA()  # 100
testB()  # 100

思考:testB函数需求修改变量a的值为200,如何修改程序?

a = 100


def testA():
    print(a)


def testB():
    a = 200
    print(a)


testA()  # 100
testB()  # 200
print(f'全局变量a = {a}')  # 全局变量a = 100

思考:在testB函数内部的a = 200中的变量a是在修改全局变量a吗?

答:不是。观察上述代码发现,15行得到a的数据是100,仍然是定义全局变量a时候的值,而没有返回

testB函数内部的200。综上:testB函数内部的a = 200是定义了一个局部变量。

思考:如何在函数体内部修改全局变量?

a = 100


def testA():
    print(a)


def testB():
    # global 关键字声明a是全局变量
    global a
    a = 200
    print(a)


testA()  # 100
testB()  # 200
print(f'全局变量a = {a}')  # 全局变量a = 200

二. 多函数程序执行流程

一般在实际开发过程中,一个程序往往由多个函数(后面知识中会讲解类)组成,并且多个函数共享某些数据,如下所示:

  • 共用全局变量
# 1. 定义全局变量
glo_num = 0


def test1():
    global glo_num
    # 修改全局变量
    glo_num = 100


def test2():
    # 调用test1函数中修改后的全局变量
    print(glo_num)


# 2. 调用test1函数,执行函数内部代码:声明和修改全局变量
test1()
# 3. 调用test2函数,执行函数内部代码:打印
test2()  # 100
  • 返回值作为参数传递
def test1():
    return 50


def test2(num):
    print(num)


# 1. 保存函数test1的返回值
result = test1()


# 2.将函数返回值所在变量作为参数传递到test2函数
test2(result)  # 50

三. 函数的返回值

思考:如果一个函数如些两个return (如下所示),程序如何执行?

def return_num():
    return 1
    return 2


result = return_num()
print(result)  # 1

答:只执行了第一个return,原因是因为return可以退出当前函数,导致return下方的代码不执行。

思考:如果一个函数要有多个返回值,该如何书写代码?

def return_num():
    return 1, 2


result = return_num()
print(result)  # (1, 2)

注意:

  1. return a, b写法,返回多个数据的时候,默认是元组类型。
  2. return后面可以连接列表、元组或字典,以返回多个值。

四. 函数的参数

4.1 位置参数

位置参数:调用函数时根据函数定义的参数位置来传递参数。

def user_info(name, age, gender):
    print(f'您的名字是{name}, 年龄是{age}, 性别是{gender}')


user_info('TOM', 20, '男')

注意:传递和定义参数的顺序及个数必须一致。

4.2 关键字参数

函数调用,通过“键=值”形式加以指定。可以让函数更加清晰、容易使用,同时也清除了参数的顺序需求。

def user_info(name, age, gender):
    print(f'您的名字是{name}, 年龄是{age}, 性别是{gender}')


user_info('Rose', age=20, gender='女')
user_info('小明', gender='男', age=16)

注意:函数调用时,如果有位置参数时,位置参数必须在关键字参数的前面,但关键字参数之间不存在先后顺序。

4.3 缺省参数

缺省参数也叫默认参数,用于定义函数,为参数提供默认值,调用函数时可不传该默认参数的值(注意:所有位置参数必须出现在默认参数前,包括函数定义和调用)。

def user_info(name, age, gender='男'):
    print(f'您的名字是{name}, 年龄是{age}, 性别是{gender}')


user_info('TOM', 20)
user_info('Rose', 18, '女')

注意:函数调用时,如果为缺省参数传值则修改默认参数值;否则使用这个默认值。

4.4 不定长参数

不定长参数也叫可变参数。用于不确定调用的时候会传递多少个参数(不传参也可以)的场景。此时,可用包裹(packing)位置参数,或者包裹关键字参数,来进行参数传递,会显得非常方便。

  • 包裹位置传递
def user_info(*args):
    print(args)


# ('TOM',)
user_info('TOM')
# ('TOM', 18)
user_info('TOM', 18)

注意:传进的所有参数都会被args变量收集,它会根据传进参数的位置合并为一个元组(tuple),args是元组类型,这就是包裹位置传递。

  • 包裹关键字传递
def user_info(**kwargs):
    print(kwargs)


# {'name': 'TOM', 'age': 18, 'id': 110}
user_info(name='TOM', age=18, id=110)

综上:无论是包裹位置传递还是包裹关键字传递,都是一个组包的过程。

五. 拆包和交换变量值

5.1 拆包

  • 拆包:元组
def return_num():
    return 100, 200


num1, num2 = return_num()
print(num1)  # 100
print(num2)  # 200
  • 拆包:字典
dict1 = {'name': 'TOM', 'age': 18}
a, b = dict1

# 对字典进行拆包,取出来的是字典的key
print(a)  # name
print(b)  # age

print(dict1[a])  # TOM
print(dict1[b])  # 18

5.2 交换变量值

需求:有变量a = 10b = 20,交换两个变量的值。

  • 方法一

借助第三变量存储数据。

# 1. 定义中间变量
c = 0

# 2. 将a的数据存储到c
c = a

# 3. 将b的数据20赋值到a,此时a = 20
a = b

# 4. 将之前c的数据10赋值到b,此时b = 10
b = c

print(a)  # 20
print(b)  # 10
  • 方法二
a, b = 1, 2
a, b = b, a
print(a)  # 2
print(b)  # 1

六. 引用

6.1 了解引用

在python中,值是靠引用来传递来的。

我们可以用id()来判断两个变量是否为同一个值的引用。 我们可以将id值理解为那块内存的地址标识。

# 1. int类型
a = 1
b = a

print(b)  # 1

print(id(a))  # 140708464157520
print(id(b))  # 140708464157520

a = 2
print(b)  # 1,说明int类型为不可变类型 

print(id(a))  # 140708464157552,此时得到是的数据2的内存地址
print(id(b))  # 140708464157520


# 2. 列表
aa = [10, 20]
bb = aa

print(id(aa))  # 2325297783432
print(id(bb))  # 2325297783432


aa.append(30)
print(bb)  # [10, 20, 30], 列表为可变类型

print(id(aa))  # 2325297783432
print(id(bb))  # 2325297783432

6.2 引用当做实参

代码如下:

def test1(a):
    print(a)
    print(id(a))

    a += a

    print(a)
    print(id(a))


# int:计算前后id值不同
b = 100
test1(b)

# 列表:计算前后id值相同
c = [11, 22]
test1(c)

效果图如下:

七. 可变和不可变类型

所谓可变类型与不可变类型是指:数据能够直接进行修改,如果能直接修改那么就是可变,否则是不可变.

  • 可变类型
    • 列表
    • 字典
    • 集合
  • 不可变类型
    • 整型
    • 浮点型
    • 字符串
    • 元组

八. 总结

  • 变量作用域
    • 全局:函数体内外都能生效
    • 局部:当前函数体内部生效
  • 函数多返回值写法
return 表达式1, 表达式2...
  • 函数的参数
    • 位置参数
    • 形参和实参的个数和书写顺序必须一致
    • 关键字参数
    • 写法: key=value
    • 特点:形参和实参的书写顺序可以不一致;关键字参数必须书写在位置参数的后面
    • 缺省参数
    • 缺省参数就是默认参数
    • 写法:key=vlaue
    • 不定长位置参数
    • 收集所有位置参数,返回一个元组
    • 不定长关键字参数
    • 收集所有关键字参数,返回一个字典
  • 引用:Python中,数据的传递都是通过引用
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