Python中的函数

函数是应用程序最重要的方面。函数可以定义为可重用代码的有组织块，可以在需要时调用它。

Python允许我们将大型程序划分为称为函数的基本构建块。该函数包含由{}括起来的一组编程语句。可以多次调用函数以为python程序提供可重用性和模块性。

换句话说，我们可以说函数集合创建了一个程序。该函数也称为其他编程语言中的过程或子例程。

Python为我们提供了各种内置函数，如range（）或print（）。虽然，用户可以创建其功能，可以称为用户定义的功能。

python中函数的优点

函数有以下优点。

通过使用函数，我们可以避免在程序中一次又一次地重写相同的逻辑/代码。

我们可以在程序中和程序中的任何地方多次调用python函数。

当它被分成多个函数时，我们可以轻松地跟踪大型python程序。

可重用性是python函数的主要成就。

但是，函数调用总是在python程序中开销。

创建一个函数

在python中，我们可以使用def关键字来定义函数。下面给出了在python中定义函数的语法。

def my_function():

function-suite 

return <expression> 

函数块以冒号（:)开头，所有相同级别的块语句保持相同的缩进。

函数可以接受定义和函数调用中必须相同的任意数量的参数。

功能调用

在python中，必须在函数调用之前定义函数，否则python解释器会给出错误。一旦定义了函数，我们就可以从另一个函数或python提示符调用它。要调用该函数，请使用函数名称，后跟括号。

下面给出了一个打印消息“Hello Word”的简单函数。

def hello_world():
print("hello world")
hello_world()

输出：

hello world

功能中的参数

函数中的信息可以作为参数传递。参数在括号中指定。我们可以提供任意数量的参数，但我们必须用逗号分隔它们。

请考虑以下示例，其中包含一个接受字符串作为参数并打印它的函数。

例1

#defining the function
def func (name):
print("Hi ",name);
#calling the function 
func("Ayush")

例2

#python function to calculate the sum of two variables 
#defining the function
def sum (a,b):
return a+b;
#taking values from the user
a = int(input("Enter a: "))
b = int(input("Enter b: "))
#printing the sum of a and b
print("Sum = ",sum(a,b))

输出：

Enter a: 10
Enter b: 20
Sum =  30

在Python中通过引用调用

在python中，所有函数都通过引用调用，即，对函数内部引用所做的所有更改都将恢复为引用引用的原始值。

但是，在可变对象的情况下有一个例外，因为对像string这样的可变对象所做的更改不会恢复为原始字符串，而是创建一个新的字符串对象，因此会打印两个不同的对象。

示例1传递不可变对象（列表）

#defining the function
def change_list(list1):
list1.append(20);
list1.append(30);
print("list inside function = ",list1)
#defining the list
list1 = [10,30,40,50]
#calling the function 
change_list(list1);
print("list outside function = ",list1);

输出：

list inside function =  [10, 30, 40, 50, 20, 30]
list outside function =  [10, 30, 40, 50, 20, 30]

示例2传递可变对象（字符串）

#defining the function
def change_string (str):
str = str + " Hows you";
print("printing the string inside function :",str);
string1 = "Hi I am there"
#calling the function
change_string(string1)
print("printing the string outside function :",string1)

输出：

printing the string inside function : Hi I am there Hows you
printing the string outside function : Hi I am there

参数的类型

可能有几种类型的参数可以在函数调用时传递。

必需的参数

关键字参数

默认参数

可变长度参数

必需的参数

直到现在，我们已经了解了python中的函数调用。但是，我们可以在函数调用时提供参数。就所需的参数而言，这些是在函数调用时需要传递的参数，它们在函数调用和函数定义中的位置完全匹配。如果函数调用中未提供任何参数，或者参数的位置发生更改，则python解释器将显示错误。

请考虑以下示例。

例1

#the argument name is the required argument to the function func 
def func(name):
    message = "Hi "+name;
    return message;
name = input("Enter the name?")
print(func(name))

输出：

Enter the name?John
Hi John

例2

#the function simple_interest accepts three arguments and returns the simple interest accordingly
def simple_interest(p,t,r):
    return (p*t*r)/100
p = float(input("Enter the principle amount? "))
r = float(input("Enter the rate of interest? "))
t = float(input("Enter the time in years? "))
print("Simple Interest: ",simple_interest(p,r,t))

输出：

Enter the principle amount? 10000
Enter the rate of interest? 5
Enter the time in years? 2
Simple Interest:  1000.0

例3

#the function calculate returns the sum of two arguments a and b
def calculate(a,b):
    return a+b
calculate(10) # this causes an error as we are missing a required arguments b.

输出：

TypeError: calculate() missing 1 required positional argument: 'b'

关键字参数

Python允许我们使用关键字参数调用该函数。这种函数调用将使我们能够以随机顺序传递参数。

参数的名称被视为关键字，并在函数调用和定义中进行匹配。如果找到相同的匹配项，则会在函数定义中复制参数的值。

请考虑以下示例。

例1

#function func is called with the name and message as the keyword arguments
def func(name,message):
    print("printing the message with",name,"and ",message)
func(name = "John",message="hello") #name and message is copied with the values John and hello respectively

输出：

printing the message with John and  hello

示例2在调用时以不同顺序提供值

#The function simple_interest(p, t, r) is called with the keyword arguments the order of arguments doesn't matter in this case
def simple_interest(p,t,r):
    return (p*t*r)/100
print("Simple Interest: ",simple_interest(t=10,r=10,p=1900))

输出：

Simple Interest:  1900.0

如果我们在函数调用时提供不同的参数名称，则会引发错误。

请考虑以下示例。

例3

#The function simple_interest(p, t, r) is called with the keyword arguments. 
def simple_interest(p,t,r):
    return (p*t*r)/100
print("Simple Interest: ",simple_interest(time=10,rate=10,principle=1900)) # doesn?t find the exact match of the name of the arguments (keywords)

输出：

TypeError: simple_interest() got an unexpected keyword argument 'time'

python允许我们在函数调用时提供所需参数和关键字参数的混合。但是，必须在关键字参数之后给出必需的参数，即，一旦在函数调用中遇到关键字参数，以下参数也必须是关键字参数。

请考虑以下示例。

例4

def func(name1,message,name2):
    print("printing the message with",name1,",",message,",and",name2)
func("John",message="hello",name2="David") #the first argument is not the keyword argument

输出：

printing the message with John , hello ,and David

以下示例将导致错误，因为在函数调用中传递了关键字和必需参数的不正确混合。

例5

def func(name1,message,name2):
    print("printing the message with",name1,",",message,",and",name2)
func("John",message="hello","David")

输出：

SyntaxError: positional argument follows keyword argument

默认参数

Python允许我们在函数定义中初始化参数。如果在函数调用时未提供任何参数的值，则可以使用定义中给定的值初始化该参数，即使函数调用中未指定参数也是如此。

例1

def printme(name,age=22):
    print("My name is",name,"and age is",age)
printme(name = "john") #the variable age is not passed into the function however the default value of age is considered in the function

输出：

My name is john and age is 22

例2

def printme(name,age=22):
    print("My name is",name,"and age is",age)
printme(name = "john") #the variable age is not passed into the function however the default value of age is considered in the function
printme(age = 10,name="David") #the value of age is overwritten here, 10 will be printed as age

输出：

My name is john and age is 22
My name is David and age is 10

可变长度参数

在大型项目中，有时我们可能不知道要提前通过的参数的数量。在这种情况下，Python为我们提供了灵活性，可以提供逗号分隔值，这些值在函数调用时被内部视为元组。

但是，在函数定义中，我们必须使用*（star）将变量定义为* <variable - name>。

请考虑以下示例。

例

def printme(*names):
    print("type of passed argument is ",type(names))
    print("printing the passed arguments...")
    for name in names:
        print(name)
printme("john","David","smith","nick")

输出：

type of passed argument is  
printing the passed arguments...
john
David
smith
nick

变量范围

变量的范围取决于声明变量的位置。在程序的一个部分中声明的变量可能无法被其他部分访问。

在python中，变量是使用两种类型的范围定义的。

全局变量

局部变量

已知在任何函数外部定义的变量具有全局范围，而已知在函数内定义的变量具有局部范围。

请考虑以下示例。

例1

def print_message():
    message = "hello !! I am going to print a message." # the variable message is local to the function itself
    print(message)
print_message()
print(message) # this will cause an error since a local variable cannot be accessible here.

输出：

hello !! I am going to print a message.
  File "/root/PycharmProjects/PythonTest/Test1.py", line 5, in 
    print(message)
NameError: name 'message' is not defined

例2

def calculate(*args):
    sum=0
    for arg in args:
        sum = sum +arg
    print("The sum is",sum)
sum=0
calculate(10,20,30) #60 will be printed as the sum
print("Value of sum outside the function:",sum) # 0 will be printed

输出：

The sum is 60
Value of sum outside the function: 0