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函数总结

函数总结

• 这次我们要从头回顾函数的各个方面
• 最开始我们还不知道什么是函数

• 函数就是套路
  • 一段代码需要反复执行
  • 我们把他封装成一个代码块
  • 起一个名字
  • 代表这段代码

• 以后我们就可以通过调用(call)函数
• 来反复执行这段代码
• 函数也可以接受一些参数

参数

• 函数定义的时候
  • 有形参列表
• 调用的时候
  • 有实参可以传进来
• 这经历了一个赋值的过程
  • 将实参的值赋给函数的形参
  • 实参的值一般是一个对象的引用
• 字符串、整型、浮点型传进函数内部后
  • 不会影响外面的变量

• 列表、集合等容器如果再函数内部改变后
  • 会影响外面的指向同一地址的变量

• 参数是函数内部的局部变量
• 局部变量和全局变量有不同的作用域(scope)

作用域

• 主程序中定义的是模块全局(global)可见的
• 函数中定义的和函数形参是函数局部(local)可见的

• 如果同名
• 局部的会屏蔽(shadow)全局的

• 可以将局部变量声明为全局(global)
• 就可以在主程序使用局部变量了

函数也是对象

• 函数是一个函数类的对象

• code object里面有这个函数的各种信息
  • 函数名
  • 内部变量数量和元组
  • 字节码

• 还可以把函数对象作为一个实参
• 传递给别的函数的形参

名字空间(namespace)

• 变量名都是a
• 但是可以用名字空间进行区分
• 我们有很多变量名来自于内建(__builtins__)

模块

• python本来就有好多的包
• 可以方便我们使用
• 我们自己也能打包

打包

• 一个文件夹里面可以有多个py模块
• 文件夹下面的 __init__.py 就是初始化模块的模块
• 会在一开始执行

• 还可以为模块和函数写文档字符串

• 然后把文件或文件夹放进$PYTHONPATH
• 就可以反复调用了

主程序

• 模块里面有主程序__main__.py
• 运行模块就是运行主程序

• 也可以在py文件中直接判断
• 通过判断__main__==__name__
  • 有些代码是只有顶级的时候才执行的
  • 作为导入模块不需要执行这些代码

返回值

• 每个函数都会有返回值
• 一般是函数运行的结果

• 如果没有返回值
• 那么函数在执行完最后一条语句之后
• 默认返回的一个 NoneType 的值 None

函数的重写和重载

• 重写是旧的覆盖新的
• 把原来的抹去

• 重载是同一个函数名
• 不同的参数数量或类型
• 调用的时候可以根据形参情况进入相应的函数体

函数可以嵌套地调用

• 画松树可以分成几步来完成

• 参数也可以不止一个
• 比如修改树冠的颜色
• 还可以
  • 为树冠设置默认值绿色
  • 树冠大小设置默认值5

参数可以从命令行直接来

• 用的是argparse这个包

• 引用这个包之后
• 可以为python定义各种参数
• 控制参数
  • 类型
  • 范围
  • 默认值等等

函数自己调用自己

• 函数自身的嵌套调用

• 函数的递归调用

• 我们了解了调用栈上的帧

观察栈帧

• 可以输出frame对象的内容
• 观察栈帧

• 可以用VizTracer观察栈帧的情况

递归 vs 循环

• 递归在数学上很完美
• 但是对于调用堆栈消耗很大
• 如何比较了两者呢？
• 了解了timeit可以计数

• 递归有太多的重复运算
• 这些重复运算可以用lru_cache消除

函数的嵌套定义

• 函数内部可以定义函数

• 将具体操作放在函数中的函数里面
• 可以屏蔽外面的干扰
• 内部函数的变量可以通过nonlocal被外层代码访问
• 总结三种作用域
  • local 本地可见 (默认)
  • global 全局可见
  • nonlocal 非本地可见(上一层函数也可见)

• 函数内部的同名函数变量会屏蔽(shadow)外层的变量名
  • enclosing_function 中的 _fibo 不是外面全局的 _fibo
  • enclosing_function 中的 _fibo 屏蔽了外面全局的 _fibo
• 这是持续集成

因数

• 先求的是因数集合
• 然后在因数集合中找到质因数
• 质因数求解过程中发现开方的好处
• 大幅度提高效率
• 然后再求解最大公约数的时候
• 发现了辗转相除法的好处
• 极大的提升了效率
• 有的时候模块还需要打破重组

代码提示

• python虽然是动态类型编程语言
• 但是也有类型提示

def get_factor_set(num: int) -> set:
    s: set = {1}
    for i in range(2, num + 1):
        if num % i == 0:
            s.add(i)
    return s

def gcd(n1: int, n2: int) -> set:
    s1: set = get_factor_set(n1)
    s2: set = get_factor_set(n2)
    gcd: set = s1.intersection(s2)
    return max(gcd)

print(gcd(3600,4096))

• 可以进行静态类型检查(mypy)
• 还可以静态语言分析(pylint)
  • 使得代码符合pep8

形参分类

• 形参可以分成
  • 纯位置
  • 两可
  • 纯关键字

• 还可以接受元组*args作为形参
  • 实现不定长的位置参数列表
• 还可接受字典**kwargs作为形参
  • 实现不定长的关键字参数列表

lambda表达式

• lambda表达式会形成一个匿名函数
• 直接写在实参的位置

• 简单明确

函数总结

• 我们这次学习了很多函数相关的内容
  • 函数就是套路
  • 可以让代码一次次地执行
  • 用形参来接收实参
  • 完成套路之后返回
  • 函数可以层层嵌套
  • 也就是层层套路
  • 甚至递归函数
• 通过函数我们实现了代码的复用
• 各种类型都有很多的函数作为辅助
• 下次我们看点什么？🤔
• 下次再说👋