1、函數(shù)的基本使用,函數(shù)是一段具有特定功能的、可重用的語句組，用函數(shù)名來表示并通過函數(shù)名完成功能調(diào)用。函數(shù)也可以看作一段具有名字的子程序，可以在需要的地方調(diào)用執(zhí)行，不需要在每個(gè)執(zhí)行地方重復(fù)編寫這些語句。每次使用函數(shù)可以提供不同的參數(shù)作為輸入，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同數(shù)據(jù)的處理；函數(shù)執(zhí)行后，還可以反饋相應(yīng)的結(jié)果。 函數(shù)能夠完成特定功能，與黑盒類似，對(duì)函數(shù)的使用不需要了解函數(shù)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)原理，只要了解函數(shù)的輸入輸出方式即可。嚴(yán)格說，函數(shù)是一種功能抽象。,函數(shù)的定義,有些函數(shù)是用戶自己編寫的，稱為自定義函數(shù)；Python安裝包也自帶了一些函數(shù)和方法，包括Python內(nèi)置的函數(shù)（如abs()、eval()）、Python

2、標(biāo)準(zhǔn)庫中的函數(shù)（如math庫中的sqrt()）等。,函數(shù)的定義,使用函數(shù)主要有兩個(gè)目的：降低編程難度和代碼重用。函數(shù)是一種功能抽象，利用它可以將一個(gè)復(fù)雜的大問題分解成一系列簡(jiǎn)單的小問題，然后將小問題繼續(xù)劃分成更小的問題，當(dāng)問題細(xì)化為足夠簡(jiǎn)單時(shí)，就可以分而治之 函數(shù)可以在一個(gè)程序中多個(gè)位置使用，也可以用于多個(gè)程序，當(dāng)需要修改代碼時(shí)，只需要在函數(shù)中修改一次，所有調(diào)用位置的功能都更新了，這種代碼重用降低了代碼行數(shù)和代碼維護(hù)難度。,函數(shù)的定義,Python定義一個(gè)函數(shù)使用def保留字，語法形式如下： def (): return ,函數(shù)的定義,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

3、函數(shù)時(shí)傳遞給它的值，可以有零個(gè)、一個(gè)或多個(gè)，當(dāng)傳遞多個(gè)參數(shù)時(shí)各參數(shù)由逗號(hào)分隔，當(dāng)沒有參數(shù)時(shí)也要保留圓括號(hào)。函數(shù)定義中參數(shù)列表里面的參數(shù)是形式參數(shù)，簡(jiǎn)稱為“形參”。函數(shù)體是函數(shù)每次被調(diào)用時(shí)執(zhí)行的代碼，由一行或多行語句組成。如果需要返回值，使用保留字return和返回值列表。函數(shù)可以沒有return語句，在函數(shù)體結(jié)束位置將控制權(quán)返回給調(diào)用者。,函數(shù)的定義,函數(shù)調(diào)用和執(zhí)行的一般形式是： () 此時(shí)，參數(shù)列表中給出要傳進(jìn)入函數(shù)內(nèi)部的參數(shù)，這類參數(shù)稱為實(shí)際參數(shù)，簡(jiǎn)稱為“實(shí)參”。,函數(shù)的定義,編寫程序?yàn)镸ike和Lily輸出生日歌。最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方法是重復(fù)使用print()語句，對(duì)Mike的生日歌輸出如下：

4、,微實(shí)例5.1：生日歌,其中，第1、2、4行代碼相同，假如需要將birthday改為new year，則每處都要修改。為了避免這種情況，可以用函數(shù)printHappy()進(jìn)行封裝。 除了Mike，如果再對(duì)Lily輸出生日歌，除第3行有微小不同外與上述代碼一致，這會(huì)帶來重復(fù)代碼。如果再有Eric, Adam呢？為了能夠復(fù)用語句，采用函數(shù)方式完成功能，代碼如下,微實(shí)例5.1：生日歌,微實(shí)例5.1：生日歌,該程序輸出效果如下：,微實(shí)例5.1：生日歌,微實(shí)例5.1代碼中第3行定義了一個(gè)函數(shù)happyB()，括號(hào)中name是形參，用來指代要輸入到函數(shù)的實(shí)際變量，并參與完成函數(shù)內(nèi)部功能。第8和10行兩次調(diào)

5、用happyB()函數(shù)，輸入的Mike和Lily是實(shí)參，替換name，用于函數(shù)執(zhí)行。,微實(shí)例5.1：生日歌,程序調(diào)用一個(gè)函數(shù)需要執(zhí)行以下四個(gè)步驟： （1）調(diào)用程序在調(diào)用處暫停執(zhí)行； （2）在調(diào)用時(shí)將實(shí)參復(fù)制給函數(shù)的形參； （3）執(zhí)行函數(shù)體語句； （4）函數(shù)調(diào)用結(jié)束給出返回值，程序回到調(diào)用前的暫停處繼續(xù)執(zhí)行。,函數(shù)的調(diào)用過程,對(duì)微實(shí)例5.1的生日歌程序跟蹤分析。第1到7行是函數(shù)定義，函數(shù)只有在被調(diào)用時(shí)才執(zhí)行，因此，前7行代碼不直接執(zhí)行。程序最先執(zhí)行的語句是第8行的happyB(Mike)。當(dāng)Python執(zhí)行到這行時(shí)，由于調(diào)用了happyB()函數(shù)，當(dāng)前執(zhí)行暫停，程序用實(shí)參Mike替換happyB

6、(name)中的形參name，形參被賦值為實(shí)參的值，類似執(zhí)行了如下語句： name = Mike,函數(shù)的調(diào)用過程,然后，使用實(shí)參代替形參執(zhí)行函數(shù)體內(nèi)容。當(dāng)函數(shù)執(zhí)行完畢后，重新回到第8行，繼續(xù)執(zhí)行余下語句。函數(shù)第8行的執(zhí)行過程如圖5.1所示，這里函數(shù)happyB()的變量name被自動(dòng)替換為Mike。,函數(shù)的調(diào)用過程,當(dāng)程序執(zhí)行happyB()函數(shù)體時(shí)，第一條執(zhí)行語句是happy()函數(shù)，這也是一個(gè)函數(shù)調(diào)用。因此，Python暫停執(zhí)行happyB()函數(shù)，將控制傳遞給被調(diào)用的函數(shù)happy()。happy()函數(shù)體包含了一個(gè)簡(jiǎn)單的print語句，該語句執(zhí)行后函數(shù)體結(jié)束，程序重新返回調(diào)用happy

7、()函數(shù)的位置。圖5.2給出了happy()函數(shù)調(diào)用和返回的執(zhí)行過程。,函數(shù)的調(diào)用過程,函數(shù)的調(diào)用過程,程序執(zhí)行完happyB()函數(shù)體后，返回調(diào)用該函數(shù)的原始位置，繼續(xù)執(zhí)行，如圖5.3所示。,函數(shù)的調(diào)用過程,lambda用于定義一種特殊的函數(shù)匿名函數(shù)，又稱lambda函數(shù) 匿名函數(shù)并非沒有名字，而是將函數(shù)名作為函數(shù)結(jié)果返回 = lambda : lambda函數(shù)與正常函數(shù)一樣，等價(jià)于下面形式： def (): return ,lambda函數(shù),簡(jiǎn)單說，lambda函數(shù)用于定義簡(jiǎn)單的、能夠在一行內(nèi)表示的函數(shù)，返回一個(gè)函數(shù)類型，實(shí)例如下。,lambda函數(shù),函數(shù)的參數(shù)傳遞,在定義函數(shù)時(shí)，如果有些

8、參數(shù)存在默認(rèn)值，即部分參數(shù)不一定需要調(diào)用程序輸入，可以在定義函數(shù)時(shí)直接為這些參數(shù)指定默認(rèn)值。當(dāng)函數(shù)被調(diào)用時(shí)，如果沒有傳入對(duì)應(yīng)的參數(shù)值，則使用函數(shù)定義時(shí)的默認(rèn)值替代，例如：,可選參數(shù)和可變數(shù)量參數(shù),由于函數(shù)調(diào)用時(shí)需要按順序輸入?yún)?shù)，可選參數(shù)必須定義在非可選參數(shù)的后面，即dup()函數(shù)中帶默認(rèn)值的可選參數(shù)times必須定義在str參數(shù)后面。 在函數(shù)定義時(shí)，也可以設(shè)計(jì)可變數(shù)量參數(shù)，通過參數(shù)前增加星號(hào)（*）實(shí)現(xiàn)。帶有星號(hào)的可變參數(shù)只能出現(xiàn)在參數(shù)列表的最后。調(diào)用時(shí)，這些參數(shù)被當(dāng)作元組類型傳遞到函數(shù)中，實(shí)例如下。,可選參數(shù)和可變數(shù)量參數(shù),vfunc()函數(shù)定義了可變參數(shù)b，調(diào)用vfunc()函數(shù)時(shí)輸入的(

9、2, 3, 4, 5)被當(dāng)作元組傳遞給b，與a累加后輸出。第6.1節(jié)將詳細(xì)介紹元組類型，這里請(qǐng)讀者將元組理解為一組元素。,可選參數(shù)和可變數(shù)量參數(shù),函數(shù)調(diào)用時(shí)，實(shí)參默認(rèn)采用按照位置順序的方式傳遞給函數(shù)，例如dup(knock,4)中第一個(gè)實(shí)參默認(rèn)賦值給形參str，第二個(gè)實(shí)參賦值給形參times。 但當(dāng)參數(shù)很多時(shí)，這種調(diào)用參數(shù)方式可讀性較差。假設(shè)func()函數(shù)有6個(gè)參數(shù)，它的定義如下，參數(shù)分別表示2組三維坐標(biāo)值。 func(x1, y1, z1, x2, y2, z2): return,參數(shù)的位置和名稱傳遞,它的一個(gè)實(shí)際調(diào)用如下： result = func(1, 2, 3, 4, 5, 6,)

10、 如果僅看實(shí)際調(diào)用而不找到函數(shù)定義，很難理解這些輸入?yún)?shù)的含義。在規(guī)模稍大的程序中，函數(shù)定義可能在函數(shù)庫中，也可能與調(diào)用相差很遠(yuǎn)，帶來較差的可讀性。,參數(shù)的位置和名稱傳遞,為了解決上述問題，Python提供了按照形參名稱輸入實(shí)參的方式，函數(shù)調(diào)用如下： result = func(x2=4, y2=5, z2=6, x1=1, y1=2, z1=3) 由于調(diào)用函數(shù)時(shí)指定了參數(shù)名稱，所以參數(shù)之間的順序可以任意調(diào)整。,參數(shù)的位置和名稱傳遞,return語句用來退出函數(shù)并將程序返回到函數(shù)被調(diào)用的位置繼續(xù)執(zhí)行。return語句同時(shí)可以將0個(gè)、1個(gè)或多個(gè)函數(shù)運(yùn)算完的結(jié)果返回給函數(shù)被調(diào)用處的變量，例如。,變

11、量的返回值,函數(shù)可以沒有return，此時(shí)函數(shù)并不返回值，如微實(shí)例5.1的happy()函數(shù)。函數(shù)也可以用return返回多個(gè)值，多個(gè)值以元組類型保存,變量的返回值,一個(gè)程序中的變量包括兩類：全局變量和局部變量。全局變量指在函數(shù)之外定義的變量，一般沒有縮進(jìn)，在程序執(zhí)行全過程有效。局部變量指在函數(shù)內(nèi)部使用的變量，僅在函數(shù)內(nèi)部有效，當(dāng)函數(shù)退出時(shí)變量將不存在。例子如下。,函數(shù)對(duì)變量的作用,函數(shù)對(duì)變量的作用,這個(gè)例子說明，當(dāng)函數(shù)執(zhí)行完退出后，其內(nèi)部變量將被釋放。如果函數(shù)內(nèi)部使用了全局變量呢？例子如下。,函數(shù)對(duì)變量的作用,函數(shù)func()內(nèi)部使用了變量n，并且將變量參數(shù)b賦值給變量n，為何n值沒有改變？

12、函數(shù)func()有自己的內(nèi)存空間，它將n=b語句理解為生成一個(gè)局部變量n，并將參數(shù)b賦值給它，此時(shí)func()函數(shù)沒有將n當(dāng)作全局變量。所以，函數(shù)退出后，局部變量n被釋放，全局變量n的值沒有修改。,函數(shù)對(duì)變量的作用,如果希望讓func()函數(shù)將n當(dāng)作全局變量，需要在變量n使用前顯式聲明該變量為全局變量，代碼如下。,函數(shù)對(duì)變量的作用,如果此時(shí)的全局變量不是整數(shù)n，而是列表類型ls，會(huì)怎么樣呢？理解如下代碼。,函數(shù)對(duì)變量的作用,請(qǐng)讀者注意，奇跡產(chǎn)生了，全局列表變量在函數(shù)func()調(diào)用后竟然發(fā)生了改變! 列表等組合數(shù)據(jù)類型由于操作多個(gè)數(shù)據(jù)，所以它們?cè)谑褂弥杏袆?chuàng)建和引用的分別。當(dāng)列表變量被方括號(hào)（，

13、無論是否為空）賦值時(shí)，這個(gè)列表才被真實(shí)創(chuàng)建，否則只是對(duì)之前創(chuàng)建列表的一次引用。,函數(shù)對(duì)變量的作用,上述代碼func()函數(shù)的ls.append(b)語句執(zhí)行時(shí)需要一個(gè)真實(shí)創(chuàng)建過的列表，此時(shí)func()函數(shù)專屬的內(nèi)存空間中沒有已經(jīng)創(chuàng)建過且名稱為ls的列表，因此，func()函數(shù)進(jìn)一步去尋找全局內(nèi)存空間，自動(dòng)關(guān)聯(lián)全局ls列表，并修改其內(nèi)容。當(dāng)func()函數(shù)退出后，全局ls列表中的內(nèi)容被修改。簡(jiǎn)單說，對(duì)于列表類型，函數(shù)可以直接使用全局列表而不需要采用global進(jìn)行聲明。,函數(shù)對(duì)變量的作用,如果func()函數(shù)內(nèi)部存在一個(gè)真實(shí)創(chuàng)建過且名稱為ls的列表，則func()函數(shù)將操作該列表而不會(huì)修改全局變

14、量，例子如下。,函數(shù)對(duì)變量的作用,總結(jié)一下，Python函數(shù)對(duì)變量的作用遵守如下原則： 簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類型變量無論是否與全局變量重名，僅在函數(shù)內(nèi)部創(chuàng)建和使用，函數(shù)退出后變量被釋放，如有全局同名變量，其值不變； 簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類型變量在用global保留字聲明后，作為全局變量使用，函數(shù)退出后該變量保留且值被函數(shù)改變；,函數(shù)對(duì)變量的作用,對(duì)于組合數(shù)據(jù)類型的全局變量，如果在函數(shù)內(nèi)部沒有被真實(shí)創(chuàng)建同名變量，則函數(shù)內(nèi)部可以直接使用并修改全局變量的值； 如果函數(shù)內(nèi)部真實(shí)創(chuàng)建了組合數(shù)據(jù)類型變量，無論是否有同名全局變量，函數(shù)僅對(duì)局部變量進(jìn)行操作，函數(shù)退出后局部變量被釋放，全局變量值不變。,函數(shù)對(duì)變量的作用,datetim

15、e庫的使用,以不同格式顯示日期和時(shí)間是程序中最常用到的功能。Python提供了一個(gè)處理時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫datetime，它提供了一系列由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的時(shí)間處理方法。datetime庫可以從系統(tǒng)中獲得時(shí)間，并以用戶選擇的格式輸出。 datetime庫以格林威治時(shí)間為基礎(chǔ)，每天由3600*24秒精準(zhǔn)定義。該庫包括兩個(gè)常量：datetime.MINYEAR與datetime.MAXYEAR，分別表示datetime所能表示的最小、最大年份，值分別為1與9999。,datetime庫概述,datetime庫以類的方式提供多種日期和時(shí)間表達(dá)方式： datetime.date：日期表示類，可以表示年、月、日

16、等。 datetime.time：時(shí)間表示類，可以表示小時(shí)、分鐘、秒、毫秒等 datetime.datetime：日期和時(shí)間表示的類，功能覆蓋date和time datetime.timedelta：時(shí)間間隔有關(guān)的類。 datetime.tzinfo：與時(shí)區(qū)有關(guān)的信息表示類。,datetime庫概述,由于datetime.datetime類表達(dá)形式最為豐富，主要介紹這個(gè)類的使用。使用datetime類需要用import保留字，具體引用datetime類的方式如下： from datetime import datetime,datetime庫概述,datetime類（datetime.date

17、time類，以下簡(jiǎn)稱為datetime類）的使用方式是首先創(chuàng)建一個(gè)datetime對(duì)象，然后通過對(duì)象的方法和屬性顯示時(shí)間。創(chuàng)建datetime對(duì)象共包括3個(gè)方法 datetime.now() datetime.utcnow() datetime.datetime(),datetime庫解析,datetime.now() 作用：返回一個(gè)datetime類型，表示當(dāng)前的日期和時(shí)間，精確到微秒。 參數(shù)： 無,datetime庫解析,調(diào)用該函數(shù)，執(zhí)行結(jié)果如下：,datetime庫解析,使用datetime.utcnow()獲得當(dāng)前日期和時(shí)間對(duì)應(yīng)的UTC（世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間）時(shí)間對(duì)象，使用方法如下： date

18、time.utcnow() 作用：返回一個(gè)datetime類型，表示當(dāng)前日期和時(shí)間的UTC表示，精確到微秒。 參數(shù)：無,datetime庫解析,調(diào)用該函數(shù)，執(zhí)行結(jié)果如下：,datetime庫解析,datetime.now()和datetime.utcnow()都返回一個(gè)datetime類型的對(duì)象，也可以直接使用datetime()構(gòu)造一個(gè)日期和時(shí)間對(duì)象，使用方法如下： datetime(year, month, day, hour=0, minute=0, second=0, microsecond=0) 作用：返回一個(gè)datetime類型，表示指定的日期和時(shí)間，可以精確到微秒。,datetime庫解析,參數(shù)： year: 指定的年份，MINYEAR = year = MAXYEAR month: 指定的月份，1 =