四、python的函数基础

4.1 函数概述
4.2 函数的定义
4.3 函数的要素
- 4.3.1 函数名
- 4.3.2 库
- 4.3.3 形式参数
- 4.3.4 返回值
4.4 函数的调用
4.5 函数执行流程
- 4.5.1 函数执行流程
- 4.5.2 函数的形参和实参
4.6 函数的说明文档
4.7 函数的嵌套调用
4.8 函数变量的作用域
- 4.8.1 局部变量
- 4.8.2 全局变量
4.9 综合案例

4.1 函数概述

定义：是组织好、可重复使用的、用来实现特定功能的代码段。
分类：python的内置函数和用户自定函数。①内置函数，即系统函数：这是由python提供的，用户不必自己定义这些函数，可以直接使用，如常用的统计长度的函数len()；②用户定义函数：用以解决用户的专门需要。
举例：len()函数是Python内置的函数，是提前写好的，可以重复使用，实现统计长度这一特定功能的代码段。如果不用函数，也可以通过for循环+计数累加的方式来统计长度，但是会导致代码重复。
作用：提高程序的复用性，减少重复性代码，提高开发效率。

# 使用python的内置函数
str1 = "是组织好"
str2 = "可重复使用的"
str3 = "用来实现特定功能的代码段"
print("str1的长度=",len(str1))
print("str2的长度=",len(str2))
print("str3的长度=",len(str3))

# 不使用函数
str1 = "是组织好"
str2 = "可重复使用的"
str3 = "用来实现特定功能的代码段"count = 0
for i in str1:count += 1
print("str1的长度=",count)count = 0
for i in str2:count += 1
print("str2的长度=",count)count = 0
for i in str3:count += 1
print("str3的长度=",count)

# 用户自定函数
def my_len(string):count = 0for i in str1:count += 1print(count)str1 = "是组织好"
str2 = "可重复使用的"
str3 = "用来实现特定功能的代码段"
print(my_len(str1))
print(my_len(str2))
print(my_len(str3))

4.2 函数的定义

# 语法：
def 函数名(形参1,形参2......):     # def是定义一个函数体的关键字，()区分变量和函数标志，即使没有形式参数，也不能省略。形参之间用英文逗号分开函数体return 返回值

4.3 函数的要素

函数要素	说明
①函数名字	函数名字必须和头文件声明的名字一样
②库	包含指定的函数的包
③形式参数	参数类型要匹配
④功能	需要知道此函数能干嘛后才调用
⑤返回值	根据需要接收返回值

4.3.1 函数名

是用户定义标识符，命名规则同变量一致。注意，函数名的后面有个圆换号()，代表这个为函数，不是普通的变量名。()区分变量和函数标志，即使没有形式参数，也不能省略。

4.3.2 库

使用一些python的内置函数时，这些函数存在于一些库（包）里面，要先import导入包才能使用这些内置函数。比如随机库random里面的生成随机数randint函数。

4.3.3 形式参数

在定义函数时指定的形参，在未出现函数调用时，它们并不占内存中的存储单元，因此称它们是形式参数或虚拟参数，简称形参，表示它们并不是实际存在的数据，所以形参里的变量不能赋值。

4.3.4 返回值

定义：通过return关键字，把函数计算的结果返回给函数调用者。
语法：return 结果/表达式
注意：①return是结束函数的执行，因此return后面的语句不会被执行。
②如果函数没有使用return语句返回数据，函数也有返回值None，其类型是无返回值的函数<class ‘NoneType’>。None表示空的、无实际意义的意思。函数返回的None表示这个函数没有返回什么有意义的内容，也就是返回了空的意思。
③None的应用场景：A、用在函数无返回值上；B、用在if判断上，在if判断中，None等同于False。一般用于在函数中主动返回None，配合if判断做相关处理；C、用于声明无内容的变量上，定义变量，但暂时不需要变量有具体值，可以用None来代替。

def say_hi():            # 无return语句的函数返回值print("你好呀")result = say_hi()                                           # 变量result接收say_hi函数的返回值
print(f"无返回值函数，返回的内容是：{result}")                # None
print(f"无返回值函数，返回的内容类型是：{type(result)}")        # <class 'NoneType'># None可以主动使用return返回，效果等同于不写return语句：
def say_hi2():print("你好呀")return None         # 主动返回None的函数result = say_hi2()
print(f"无返回值函数，返回的内容是：{result}")                # None
print(f"无返回值函数，返回的内容类型是：{type(result)}")        # <class 'NoneType'># None用于if判断
def check_age(age):if age > 18:return "SUCCESS"else:return Noneresult = check_age(16)
if not result:# 进入if表示result是None值 也就是Falseprint("未成年，不可以进入")# None用于声明无初始内容的变量
name = None

因此，也可以根据函数的参数和返回值的有无对函数进行分类：①无参无返回值函数；②有参数无返回值函数；③无参有返回值函数；④有参有返回值函数；

4.4 函数的调用

定义：定义函数后，需要调用此函数才能执行到这个函数里的代码段。
语法：函数名(实际参数)
注意：函数必须是先定义，后使用。

4.5 函数执行流程

4.5.1 函数执行流程

①首先进入没有def开头的代码块r = add(1, 2)，由于python内部没有内置add函数，则会去查询有没有用户自定函数，如果没有，就会报错- -函数名add不存在；
②如果有，调用add(x, y)函数，函数在add(1, 2)处中断，等待被调用函数运行完成并产生返回值时，才会执行r = add(1, 2)。
③接着检查函数的参数有没有传参，如果有，按照顺序将实参的值传递给形参，执行add(x, y)函数；
④再检查函数的参数有没有返回值，如果有，按返回值的结果给函数调用者 add(1,2)，并用变量r接收；
⑤打印r的值，代码全部执行，程序结束。

4.5.2 函数的形参和实参

①形参出现在函数定义中，实参出现在函数调用中；
②调用时实参的值按照形参的顺序逐个对应传给形参，而不能由形参传回来给实参，即单向传递；
③调用函数时，编译系统临时给形参分配存储单元(实参与形参是不同单元存储)。调用结束后，形参单元被销毁，实参单元仍保留并维持原值；

4.6 函数的说明文档

问题：函数是纯代码语言，想要理解其含义，就需要一行行的去阅读理解代码，效率比较低。可以给函数添加说明文档，辅助理解函数的作用。
解决：通过多行注释的形式，对函数进行说明解释，内容应写在函数体之前。规范说明如下图，在pycharm工具下写个多行注释后回车，会自动提供格式给开发者。

在PyCharm编写代码时，可以通过鼠标悬停，查看调用函数的说明文档。

4.7 函数的嵌套调用

定义：一个函数里面又调用了另外一个函数。

结果如下：

4.8 函数变量的作用域

定义：即变量的作用范围，说明变量在哪里可用，在哪里不可用。
分类：局部变量和全局变量。

4.8.1 局部变量

定义：定义在函数体内部的变量，即只在函数体内部生效。
举例：变量num是定义在testA函数内部的变量，在函数外部访问则立即报错。

作用：在函数体内部，临时保存数据，当函数调用完成后销毁局部变量。

4.8.2 全局变量

定义：定义在函数体外部的变量，在函数体内、外都能生效。
举例：变量num是定义在testA和testB函数外部的变量，在函数A、B都能使用

问题：testB函数内部修改全局变量num的值为200，如何修改程序？
结果：如果是直接在testB函数内部修改num = 200，只是定义了一个局部变量num，并不影响全局变量num的值。

解决：使用 global 变量可以在函数内部声明变量为全局变量，如下所示：

4.9 综合案例

定义一个全局变量：money，用来记录银行卡余额（默认5000000）；
定义一个全局变量：name，用来记录客户姓名（启动程序时输入）；
定义如下的函数：
①查询余额函数
②存款函数
③取款函数
④主菜单函数
要求：
①程序启动后要求输入客户姓名
②查询余额、存款、取款后都会返回主菜单
③存款、取款后，都应显示一下当前余额
④客户选择退出或输入错误，程序会退出，否则一直运行
主菜单效果：

查询余额效果：

存、取款效果：

money = 5000000                  # 定义一个全局变量：money，用来记录银行卡余额（默认5000000）
name = input("请输入您的姓名：")    # 定义一个全局变量：name，用来记录客户姓名（启动程序时输入）def query(show_header):          # 定义查询余额函数if show_header:              # 取款、存款后应显示一下当前余额，调用query函数查询余额，要想不显示表头，调用函数传入False参数即可print("-------------查询余额------------")print(f"{name}，您好，您的余额剩余：{money}元")def saving(num):                # 定义存款函数global money                # money在函数内部定义为全局变量money += numprint("-------------存款------------")print(f"{name}，您好，您存款{num}元成功。")query(False)def get_money(num):             # 定义取款函数global money                # 定义global，使得money在函数内部定义为全局变量money -= numprint("-------------取款------------")print(f"{name}，您好，您取款{num}元成功。")query(False)                # 取款后应显示一下当前余额，调用query函数查询余额def main_menu():               # 定义主菜单函数print("-------------主菜单------------")print(f"{name}，您好，欢迎来到黑马银行ATM。请选择操作：")print("查询余额\t[输入1]")print("存款\t\t[输入2]")print("取款\t\t[输入3]")    # 通过\t制表符对齐输出print("退出\t\t[输入4]")return input("请输入您的选择：")# 只要ATM不退出程序，可以随便查询
while True:                         # 设置无限循环，确保程序不退出keyboard_input = main_menu()    # 先显示主菜单if keyboard_input == "1":query(True)                 # 查询界面需要显示表头continue                    # 除了退出程序，其他步骤都是要返回到主界面，通过continue继续下一次循环，返回到主菜单elif keyboard_input == "2":num = int(input("您想要存多少钱？请输入："))saving(num)continue    # 查询余额、存款、取款后都会返回主菜单elif keyboard_input == "3":num = int(input("您想要取多少钱？请输入："))get_money(num)continue    # 查询余额、存款、取款后都会返回主菜单else:           # 客户选择退出或输入错误，程序会退出，否则一直运行print("程序退出啦")break       # 通过break退出循环

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