循序漸進(jìn)學(xué)Python之函數(shù)入門(mén)〔1〕函數(shù)是Python編程的核心內(nèi)容之一，本文首先為讀者介紹什么是函數(shù)，然后詳細(xì)介紹函數(shù)的定義和調(diào)用方法，最后，我們通過(guò)大量實(shí)例代碼詳細(xì)介紹了變量的作用域以及與此有關(guān)的global語(yǔ)句。函數(shù)是Python編程的核心內(nèi)容之一，本文首先為讀者介紹什么是函數(shù)，然后詳細(xì)介紹函數(shù)的定義和調(diào)用方法，最后，我們通過(guò)大量實(shí)例代碼詳細(xì)介紹了變量的作用域以及與此有關(guān)的global語(yǔ)句。一、什么是函數(shù)很多時(shí)候，Python程序中的語(yǔ)句都會(huì)組織成函數(shù)的形式。通俗地說(shuō)，函數(shù)就是完成特定功能的一個(gè)語(yǔ)句組，這組語(yǔ)句可以作為一個(gè)單位使用，并且給它取一個(gè)名字，這樣，我們就可以通過(guò)函數(shù)名在程序的不同地方屢次執(zhí)行〔這通常叫做函數(shù)調(diào)用〕，卻不需要在所有地方都重復(fù)編寫(xiě)這些語(yǔ)句。另外，每次使用函數(shù)時(shí)可以提供不同的參數(shù)作為輸入，以便對(duì)不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；函數(shù)處理后，還可以將相應(yīng)的結(jié)果反應(yīng)給我們。有些函數(shù)是用戶(hù)自己編寫(xiě)的，通常我們稱(chēng)之為自定義函數(shù)；此外，系統(tǒng)也自帶了一些函數(shù)，還有一些第三方編寫(xiě)的函數(shù)，如其他程序員編寫(xiě)的一些函數(shù)，我們稱(chēng)為預(yù)定義的Python函數(shù)，對(duì)于這些現(xiàn)成的函數(shù)用戶(hù)可以直接拿來(lái)使用。二、為什么使用函數(shù)我們之所以使用函數(shù)，主要是出于兩個(gè)方面的考慮：一是為了降低編程的難度，通常將一個(gè)復(fù)雜的大問(wèn)題分解成一系列更簡(jiǎn)單的小問(wèn)題，然后將小問(wèn)題繼續(xù)劃分成更小的問(wèn)題，當(dāng)問(wèn)題細(xì)化為足夠簡(jiǎn)單時(shí)，我們就可以分而治之。這時(shí)，我們可以使用函數(shù)來(lái)處理特定的問(wèn)題，各個(gè)小問(wèn)題解決了，大問(wèn)題也就迎刃而解了。二是代碼重用。我們定義的函數(shù)可以在一個(gè)程序的多個(gè)位置使用，也可以用于多個(gè)程序。此外，我們還可以把函數(shù)放到一個(gè)模塊中供其他程序員使用，同時(shí)，我們也可以使用其他程序員定義的函數(shù)。這就防止了重復(fù)勞動(dòng)，提供了工作效率。三、函數(shù)的定義和調(diào)用當(dāng)我們自己定義一個(gè)函數(shù)時(shí)，通常使用def語(yǔ)句，其語(yǔ)法形式如下所示：def函數(shù)名〔參數(shù)列表〕：函數(shù)體其中，函數(shù)名可以是任何有效的Python標(biāo)識(shí)符；參數(shù)列表是調(diào)用該函數(shù)時(shí)傳遞給它的值，可以由多個(gè)、一個(gè)或零個(gè)參數(shù)組成，當(dāng)有多個(gè)參數(shù)時(shí)各個(gè)參數(shù)由逗號(hào)分隔；圓括號(hào)是必不可少的，即使沒(méi)有參數(shù)也不能沒(méi)有它；函數(shù)體是函數(shù)每次被調(diào)用時(shí)執(zhí)行的代碼，可以由一個(gè)語(yǔ)句或多個(gè)語(yǔ)句組成，函數(shù)體一定要注意縮進(jìn)。此外，初學(xué)者經(jīng)常忘記圓括號(hào)后面的冒號(hào)，這會(huì)導(dǎo)致語(yǔ)法錯(cuò)誤。這里介紹一下形式參數(shù)和實(shí)際參數(shù)，在定義函數(shù)時(shí)函數(shù)名后面圓括號(hào)中的變量名稱(chēng)叫做“形式參數(shù)〞，或簡(jiǎn)稱(chēng)為“形參〞；在調(diào)用函數(shù)時(shí)，函數(shù)名后面圓括號(hào)中的變量名稱(chēng)叫做“實(shí)際參數(shù)〞，或簡(jiǎn)稱(chēng)為“實(shí)參〞。請(qǐng)看下面的函數(shù)定義，這里定義的函數(shù)將傳給它的數(shù)值增1，然后將增加后的值返回給調(diào)用者：defadd1(x):x=x+1returnx其中，return語(yǔ)句的作用是結(jié)束函數(shù)調(diào)用，并將結(jié)果返回給調(diào)用者。不過(guò)，對(duì)于函數(shù)來(lái)說(shuō)，該語(yǔ)句是可選的，并且可以出現(xiàn)在函數(shù)體的任意位置；如果沒(méi)有return語(yǔ)句，那么該函數(shù)就在函數(shù)體結(jié)束位置將控制權(quán)返回給調(diào)用方，這時(shí)相當(dāng)于其他編程語(yǔ)言中的“過(guò)程〞。在本例中，return語(yǔ)句是將變量x的值傳遞給調(diào)用者。我們?cè)诮换シ绞较聹y(cè)試該函數(shù)，如以下圖所示：

圖1函數(shù)舉例循序漸進(jìn)學(xué)Python之函數(shù)入門(mén)〔2〕函數(shù)是Python編程的核心內(nèi)容之一，本文首先為讀者介紹什么是函數(shù)，然后詳細(xì)介紹函數(shù)的定義和調(diào)用方法，最后，我們通過(guò)大量實(shí)例代碼詳細(xì)介紹了變量的作用域以及與此有關(guān)的global語(yǔ)句。調(diào)用函數(shù)的一般形式是：

函數(shù)名〔參數(shù)表〕在圖1中，我們通過(guò)add1〔1〕來(lái)調(diào)用函數(shù)add1〔〕。其中，整數(shù)1作為參數(shù)傳遞給該函數(shù)，函數(shù)將整數(shù)1加1，并將得到的結(jié)果返回給我們，所以Python解釋器顯示的數(shù)字為2。對(duì)于沒(méi)有使用return語(yǔ)句的函數(shù)，它實(shí)際上也向調(diào)用者返回一個(gè)值，那就是None，如下所示：

圖2

無(wú)return語(yǔ)句的函數(shù)的“返回值〞注意，上面的函數(shù)調(diào)用方式是一種標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用方式，傳遞的值按照形參定義的順序相應(yīng)地賦給它們。除此之外，還有一種稱(chēng)為“關(guān)鍵字調(diào)用〞方式，即在調(diào)用函數(shù)時(shí)同時(shí)給出形式參數(shù)和實(shí)際參數(shù)。“關(guān)鍵字調(diào)用〞方式在函數(shù)具有多個(gè)參數(shù)是非常有用，因?yàn)榻忉屍髂芡ㄟ^(guò)給出的關(guān)鍵字來(lái)匹配參數(shù)的值，所以這樣就允許參數(shù)缺失或者不按定義函數(shù)時(shí)的形式參數(shù)的順序提供實(shí)際參數(shù)?，F(xiàn)在舉一個(gè)例子，假設(shè)我們有一個(gè)函數(shù)叫做select()，它用來(lái)選擇學(xué)校中哪個(gè)年級(jí)的哪個(gè)班去清掃衛(wèi)生，我們給它定義了兩個(gè)參數(shù)，第一個(gè)參數(shù)是x，表示年級(jí)，第二個(gè)參數(shù)是y，表示班級(jí)。其定義的偽碼如下所示：defselect(x,y):讓x年級(jí)y班的學(xué)生清掃衛(wèi)生如果我們想要3年級(jí)6班的學(xué)生去清掃衛(wèi)生，可以按照函數(shù)聲明中參數(shù)的定義順序，輸入相應(yīng)的參數(shù)，就可以調(diào)用這個(gè)函數(shù)了，如下所示：select(3,6)表示年級(jí)的參數(shù)x得到整數(shù)3，而表示年紀(jì)的參數(shù)y得到整數(shù)6。如果我們將上面的實(shí)際參數(shù)的順序換一下，如下所示：select(6,3)那么它就表示讓6年級(jí)3班的學(xué)生去清掃衛(wèi)生了。上面使用的標(biāo)準(zhǔn)方式來(lái)調(diào)用函數(shù)。下面我們?cè)偈褂谩瓣P(guān)鍵字調(diào)用〞方式來(lái)調(diào)用同一個(gè)函數(shù)。我們還是讓3年級(jí)6班的學(xué)生去清掃衛(wèi)生，這時(shí)的調(diào)用形式如下所示：select(x=3,y=6)當(dāng)然，我們也可以不按照函數(shù)聲明中的參數(shù)順序輸入，如下所示：select(y=6,x=3)這同樣是讓3年級(jí)6班的學(xué)生去清掃衛(wèi)生，而不是6年級(jí)3班的學(xué)生，因?yàn)檫@里我們顯式地將形參和實(shí)參聯(lián)系到了一起。此外，如果函數(shù)使用了缺省參數(shù)的話(huà)，我們可以省略某些實(shí)參，并通過(guò)關(guān)鍵字參數(shù)來(lái)指出提供的實(shí)參是賦給那些形參的。循序漸進(jìn)學(xué)Python之函數(shù)入門(mén)〔3〕函數(shù)是Python編程的核心內(nèi)容之一，本文首先為讀者介紹什么是函數(shù)，然后詳細(xì)介紹函數(shù)的定義和調(diào)用方法，最后，我們通過(guò)大量實(shí)例代碼詳細(xì)介紹了變量的作用域以及與此有關(guān)的global語(yǔ)句。四、缺省參數(shù)在定義函數(shù)時(shí)，我們可以用賦值符號(hào)給某些形參指定默認(rèn)值，這樣當(dāng)調(diào)用該函數(shù)的時(shí)候，如果調(diào)用方?jīng)]有為該參數(shù)提供值的話(huà)，那么使用默認(rèn)值；如果調(diào)用該函數(shù)的時(shí)候?yàn)樵搮?shù)提供了值的話(huà)，那么使用調(diào)用方提供的值——像這樣的參數(shù)我們稱(chēng)之為缺省參數(shù)。需要注意的是默認(rèn)參數(shù)在形式參數(shù)表中的位置，即默認(rèn)參數(shù)必須在所有標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)之后定義，例如：deff(arg1,arg2=2,arg3=3):print'arg1=',arg1print'arg2=',arg2print'arg3=',arg3這里，我們給后來(lái)個(gè)參數(shù)arg2和arg3指定了默認(rèn)值，函數(shù)體的作用是輸出該函數(shù)三個(gè)參數(shù)的值。在交互式環(huán)境下執(zhí)行該函數(shù)的情況如下所示：

圖3

帶有缺省參數(shù)的函數(shù)現(xiàn)在我們對(duì)上述實(shí)驗(yàn)做一些解釋。首先，我們看一下通過(guò)f〔10〕進(jìn)行函數(shù)調(diào)用時(shí)的情形，因?yàn)閍rg1沒(méi)有缺省值，所以必須為它提供實(shí)參，所以f〔10〕中的實(shí)參10將傳遞給形參arg1，由于沒(méi)有給缺省參數(shù)arg2和arg3傳遞實(shí)參，所以它們采用默認(rèn)值2和3。然后，我們又用了f〔10，10〕來(lái)調(diào)用函數(shù)，這次第一個(gè)實(shí)參按順序給arg1，第二個(gè)實(shí)參按順序傳給arg2，所以這時(shí)缺省參數(shù)的值將是10，而非缺省值2。對(duì)于arg3，由于沒(méi)有給它傳遞實(shí)參，所以它的值依舊為缺省值3。最后，我們又用了f〔10，10，10〕來(lái)調(diào)用函數(shù)，這次傳遞了三個(gè)實(shí)參，所以它們的值都會(huì)變成10，包括后兩個(gè)缺省參數(shù)。上面我們利用標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用方式調(diào)用了缺省參數(shù)的函數(shù)，下面我們看看對(duì)同一個(gè)函數(shù)使用“關(guān)鍵字調(diào)用〞方式的情形，如以下圖所示：

圖4

用“關(guān)鍵字調(diào)用〞方式調(diào)用帶有缺省參數(shù)的函數(shù)使用缺省參數(shù)的好處是，如果某個(gè)參數(shù)大局部情況下都取某個(gè)固定的值，那么就可以為這個(gè)參數(shù)定義一個(gè)默認(rèn)值，這樣在以后使用這個(gè)函數(shù)時(shí)帶來(lái)很大的便利，因?yàn)槲覀兇缶植繒r(shí)間都不用給它傳參數(shù)；如果偶爾情況有變，還可以給它傳遞更適合的值——真是一舉兩得呀！循序漸進(jìn)學(xué)Python之函數(shù)入門(mén)〔4〕函數(shù)是Python編程的核心內(nèi)容之一，本文首先為讀者介紹什么是函數(shù)，然后詳細(xì)介紹函數(shù)的定義和調(diào)用方法，最后，我們通過(guò)大量實(shí)例代碼詳細(xì)介紹了變量的作用域以及與此有關(guān)的global語(yǔ)句。五、局部變量和全局變量在Python中的任何變量都有其特定的作用域，比方在一個(gè)函數(shù)中定義的變量一般只能在該函數(shù)內(nèi)部使用，這些只能在程序的特定局部使用的變量我們稱(chēng)之為局部變量；比方在一個(gè)文件頂部定義的變量可以供該文件中的任何函數(shù)調(diào)用，這些可以為整個(gè)程序所使用的變量稱(chēng)為全局變量。上面是從空間的角度來(lái)考察變量的局部性和全局性，如果從時(shí)間的角度來(lái)看，不妨簡(jiǎn)單地認(rèn)為在程序運(yùn)行的整個(gè)過(guò)程中，全局變量一直占據(jù)著內(nèi)存，并且它的值可以供所有函數(shù)訪(fǎng)問(wèn)；而局部變量那么是只有在其所在函數(shù)被調(diào)用時(shí)才給它分配內(nèi)存，當(dāng)函數(shù)返回時(shí)，其所占內(nèi)存就會(huì)被釋放，所以它只能供其所在的函數(shù)所訪(fǎng)問(wèn)——換句話(huà)說(shuō)，當(dāng)某個(gè)函數(shù)退出時(shí)，其局部變量原先所占的內(nèi)存將被分配給其它函數(shù)的局部變量。打個(gè)不太貼切的比方，全局變量就好比您自己買(mǎi)的房子，通常一家人要在那里住上好幾十年，如果我要找您要債，我會(huì)老往您家里跑；而局部變量好似旅館，今天您租住這件房間，我可以到這個(gè)房間來(lái)找您，但是到明天再來(lái)這間房間的話(huà)，找到的可能就是別人了。下面提供一個(gè)例子來(lái)了解局部變量和全局變量，代碼如下所示：#-*-coding:cp936-*-#定義全局變量globalInt=9#定義一個(gè)函數(shù)defmyAdd():localInt=3#在函數(shù)中定義一個(gè)局部變量returnglobalInt+localInt#測(cè)試變量的局部性和全局性printmyAdd()printglobalIntprintlocalInt上述代碼中，我們定義了一個(gè)全局變量globalInt，該變量將在整個(gè)程序中有效；然后定義了一個(gè)函數(shù)myAdd()，并在這個(gè)函數(shù)中定義了一個(gè)局部變量localInt，該局部變量只能在函數(shù)myAdd()中有效。代碼的最后局部，我們先打印了函數(shù)的返回值，然后分別打印全局變量globalInt和局部變量localInt的值。例如代碼在IDLE中執(zhí)行的結(jié)果如下所示：

圖5

局部變量和全局變量用法舉例代碼的執(zhí)行結(jié)果說(shuō)明，函數(shù)myAdd()既可以訪(fǎng)問(wèn)其內(nèi)部自己定義的局部變量localInt，也可以使用在其外部定義的全局變量globalInt，所以調(diào)用該函數(shù)時(shí)返回的結(jié)果為12。然后打印了全局變量globalInt的值，其為9，這說(shuō)明它全局可用。最后打印局部變量localInt時(shí)遇到了錯(cuò)誤，錯(cuò)誤提示說(shuō)“l(fā)ocalInt〞沒(méi)有定義，這是因?yàn)榫植孔兞縧ocalInt只能在定義它的函數(shù)myAdd()中有效，或者說(shuō)可見(jiàn)，而超出函數(shù)范圍之外的代碼是看不到它的，根據(jù)先定義后使用的原那么，Python解釋器會(huì)認(rèn)為該程序使用了未定義的變量名。讀者可能會(huì)問(wèn)：如果我們定義了一個(gè)全局變量，然后又在函數(shù)中用同樣的名字定義了一個(gè)局部變量，換句話(huà)說(shuō)，當(dāng)局部變量和全局變量名稱(chēng)發(fā)生沖突時(shí)，函數(shù)是將這個(gè)名稱(chēng)作為全局變量對(duì)待呢還是作為局部變量對(duì)待？比方以下代碼：#-*-coding:cp936-*-#定義全局變量g=9#定義一個(gè)函數(shù)defmyf():g=3#定義一個(gè)局部變量，并且與前面定義的全局變量重名print'g=',g#測(cè)試變量g的局部性和全局性myf()上述代碼在IDLE中執(zhí)行的結(jié)果如下所示：

圖6

局部變量和全局變量的困惑乍一看，變量g在函數(shù)myf〔〕中的好似是作為局部變量使用，因?yàn)槲覀冊(cè)谶@個(gè)函數(shù)中定義了局部變量g，并將變量g初始化為3，調(diào)用函數(shù)的結(jié)果顯示變量g的值為3，如上圖所示。但是仔細(xì)一想，事情好似又不是這樣，因?yàn)樯厦嫣岬剑肿兞吭谡麄€(gè)程序中有效，所以函數(shù)myf〔〕中的代碼g=3#定義一個(gè)局部變量，并且與前面定義的全局變量重名不僅可以理解為定義并初始化局部變量g，同時(shí)還可以看作是給全局變量g重新賦值。如果按照后一種解釋的話(huà)，結(jié)果也是一樣的。讀者可能被我搞糊涂了，不要緊，我們?cè)僮鲆粋€(gè)實(shí)驗(yàn)就會(huì)弄清真相了，我們對(duì)上述代碼稍作修改，如下所示：#-*-coding:cp936-*-#定義全局變量g=9#定義一個(gè)函數(shù)defmyf():print'g=',gg=3#測(cè)試變量的局部性和全局性myf()這一次，我們首先在函數(shù)myf〔〕中輸出變量g的值，如果調(diào)用函數(shù)時(shí)打印的g的值為9的話(huà)，說(shuō)明我們上面的第二種推測(cè)是正確的，否那么前一個(gè)推測(cè)是正確的。下面看看運(yùn)行結(jié)果：

圖7

變量g在函數(shù)中被作為局部變量事實(shí)說(shuō)明，在同一個(gè)源文件中，全局變量和局部變量同名時(shí)，在局部變量的作用范圍內(nèi)，全局變量不起作用。因?yàn)橐窃诤瘮?shù)myf〔〕中變量g作為全局變量的話(huà)，這里肯定會(huì)輸出它的值，即9，然而事實(shí)并非如此，Python解釋器在最后一行，即UnboundLocalError:localvariable'g'referencedbeforeassignment明確指出，變量g是一個(gè)局部變量。之所以出現(xiàn)這樣的錯(cuò)誤，是因?yàn)楫?dāng)Python在檢索一個(gè)變量名時(shí)，它首先在函數(shù)范圍內(nèi)尋找，如果在函數(shù)中沒(méi)有找到那個(gè)變量名，它才會(huì)到全局范圍內(nèi)尋找。但是這里在函數(shù)中找到了變量g的名字，但是我們?cè)谫x值前就引用了它，所以才導(dǎo)致了上面所示的UnboundLocalError異常。如果我們將上面的代碼再改一下，如下所示：#-*-coding:cp936-*-#定義全局變量g=9#定義一個(gè)函數(shù)defmyf():print'g=',g#g=3#測(cè)試變量的局部性和全局性myf()這里我們只是將函數(shù)myf〔〕中的g=3一句給注釋掉，就是讓它不起作用，其余局部一點(diǎn)也沒(méi)有改動(dòng)。并且再次執(zhí)行該程序，結(jié)果如下：

圖8

變量g在函數(shù)中被作為局部變量這一次，Python在執(zhí)行函數(shù)myf〔〕時(shí)，由于在該函數(shù)中沒(méi)有找到變量g的定義〔注意，與C語(yǔ)言不同，Python在定義變量時(shí)不用在變量類(lèi)型，所以有時(shí)給變量賦值和定義變量很難區(qū)分〕，所以到函數(shù)之外的地方查找它的定義。由于我們?cè)诔绦虻拈_(kāi)頭局部有變量g的定義，并將其初始化為9，所以函數(shù)將變量g作為全局變量。循序漸進(jìn)學(xué)Python之函數(shù)入門(mén)〔5〕函數(shù)是Python編程的核心內(nèi)容之一，本文首先為讀者介紹什么是函數(shù)，然后詳細(xì)介紹函數(shù)的定義和調(diào)用方法，最后，我們通過(guò)大量實(shí)例代碼詳細(xì)介紹了變量的作用域以及與此有關(guān)的global語(yǔ)句。六、global語(yǔ)句從上面的介紹中我們可以看到，當(dāng)函數(shù)內(nèi)部的變量跟外部的變量同名時(shí)，對(duì)于該函數(shù)來(lái)說(shuō)，有時(shí)候該變量是全局變量，有時(shí)候該變量是局部變量，現(xiàn)在總結(jié)如下：◆如果在函數(shù)內(nèi)部對(duì)該變量進(jìn)行了賦值操作，無(wú)論是在引用該變量之前還是在引用該變量之后，那么對(duì)于該函數(shù)來(lái)說(shuō)，此變量是一個(gè)局部變量?！羧绻诤瘮?shù)內(nèi)部從未對(duì)該變量進(jìn)行賦值操作，那么對(duì)于該函數(shù)來(lái)說(shuō)，此變量是一個(gè)全局變量。讀者可能會(huì)問(wèn)：這是不是說(shuō)我們無(wú)法在函數(shù)內(nèi)部給一個(gè)全局變量賦值呢？比方，在程序中定義了一個(gè)全局變量a，如果在函數(shù)f〔〕中給變量a賦值的話(huà)，變量a就會(huì)被Python當(dāng)成局部變量對(duì)待，所以全局變量的值還是沒(méi)變。例如代碼如下所示：#-*-coding:cp936-*-#定義全局變量a='hello'print'全局變量a=',a#定義一個(gè)函數(shù)deff():a='byby'print'函數(shù)f()中的變量a=',a#測(cè)試變量的局部性和全局性f()print'全局變量a=',a上述代碼的運(yùn)行情況如下所示：

圖9

嘗試在函數(shù)中給全局變量賦值失敗從上圖可以看到，調(diào)用函數(shù)之前，變量a〔全局變量〕的值為字符串“hello〞，調(diào)用函數(shù)時(shí)變量a〔局部變量〕的值為字符串“byby〞，調(diào)用函數(shù)之后變量a〔全局變量〕的值仍然還是字符串“hello〞。結(jié)果很明顯，要想在函數(shù)中給全局變量賦值還得另外想方法。事實(shí)上，我們可以通過(guò)global語(yǔ)句來(lái)到達(dá)這個(gè)目的。global語(yǔ)句的作用是將某些變量聲明為全局變量，它的語(yǔ)法形式如下所示：global變量名注意，這里的變量名可以是一個(gè)，也可以使多個(gè)。當(dāng)關(guān)鍵詞global后面跟隨多個(gè)變量名稱(chēng)時(shí)，各名稱(chēng)之間要用逗號(hào)分隔開(kāi)來(lái)。當(dāng)我們?cè)诤瘮?shù)中將某個(gè)變量聲明為全局變量〔即告訴P