Python编程：轻松掌握函数定义、类型及其参数传递方式

前言

本文带你轻松理解并掌握Python语言中的核心特性——函数：定义语法以及函数形式，并介绍函数的参数传递的两种方式。

函数含义

函数(function)是执行特定任务的语句块,是允许程序员重用的部分代码，其促进了软件程序的模块化概念。这种方法背后的主要思想是将一个大的代码块划分为更小的独立部分，也因此更易于管理的子块。Python中有两种类型的函数:

内置函数（Build-in）:编程时可以在程序中直接使用这些函数而无需定义它们。这种类型的函数在一开的始学习中经常使用了(例如，print()、input()、sum()等)。

用户定义函数（User-defined）：Python允许程序员创建自己的函数。接下来将重点介绍这种特定的函数类型。

简而言之，函数就是定义好的且可以重复调用的结构化语句块。函数名称唯一，可接收参数，并且根据需要返回给调用者相应的结果（值），或不返回值。

函数定义

在Python中定义函数的主要规则如下:

• 函数块以关键字def开始，后面跟着函数名和括号。注意，由于Python是区分大小写的，所以必须使用def而不是Def。
• 与变量名类似，函数名可以包含字母或数字，但不包含空格或特殊字符，且不能以数字开头。
• 可选的输入参数(称为arguments)应放在括号内——参数数量和类型根据需要来。
• 函数名后跟冒号，通常函数中的语句块从冒号后换行开始并缩进。
• 返回数据的函数必须在其代码块中包含关键字return。

概括起来，有四种类型的函数：

• 无参数无返回值型函数；
• 有参数无返回值型函数；
• 无参数有返回值型函数；
• 有参数有返回值型函数。

函数定义的语法格式如下：

def functionName (var1, var2, … etc.):
 Statements

根据实参的存在与否以及输入和/或返回值的存在情况，函数可以分为上面的四种可能的类型。下面将分别介绍。

无参无返回值型函数

在这种类型中，函数不接受变量作为参数，也不返回任何数据。比如下面的脚本演示即为这种函数，它只在屏幕上打印预定义的字符串。

代码显而易见，定义中形参，调用时没有实参，语句块中也没有return语句。该结构只是调用print()函数来显示所需的消息。在主程序中调用这样一个函数是一个相当简单直接，如下所示:

# 定义一个既无参数也无返回值的函数
def printSomething():
print('Hello world')

# 在主程序中直接调用
printSomething()

运行程序后输出结果为：

Hello world

有参无返回值型函数

另一种类型的函数接受变量作为参数，但不返回任何数据。在下面的示例中，通过声明的名称来调用函数，同时在所调用的函数括号中包含一些值。这些值被传递给函数的主体使用，可以被视为普通变量:

# 定义接收参数但无返回值的函数
def printMyName(fName, lName):
print('Your name is:', fName, lName)

# 提示用户输入姓名
firstName = input('Enter your first name: ')
lastName = input('Enter your last name: ')

# 在主程序中调用所定义的函数
printMyName(firstName, lastName)

运行程序，结果类似如下：

Enter your first name:Solo
Enter your last name: Cui
Your name is: Solo Cui

无参有返回值型函数

第三种类型为不接受参数但有返回数据的函数。重要的是要记住，因为这种类型的函数返回的一个值给调用代码，这个值必须在被使用或处理之前赋值给一个变量。示例如下：

# 定义无参数但有返回值的函数
def returnFloatNumber():
inputFloat = float(input('输入一个数字，其将返回给主程序：'))
return inputFloat

# 主程序调用函数并显示输入结果
x = returnFloatNumber()
print('输入的数字为:', x)

运行程序结果类似如下：

输入一个数字，其将返回给主程序: 5.7
输入的数字为:: 5.7

 有参有返回值型函数

这种类型函数既接受参数，又将值返回给调用代码。情况下面示例。在这种情况下，函数的调用必须包含一个参数列表，并将返回值赋给一个特定的变量以供以后使用:

# 有参有返回值函数
def calculateSum(number1, number2):
print('计算两个数字和.')
return(number1 + number2)

# 接受用户输入的两个数字
num1 = float(input('输入第一个数字: '))
num2 = float(input('输入第二个数字: '))

# 调用函数计算俩个数字和
addNumbers = calculateSum(num1, num2)

# 输出两个数字和
print('两个数字和为:', addNumbers)

运行程序结果类似如下：

输入第一个数字: 3
输入第二个数字: 5
计算两个数字和...
两个数字和为:: 8.0

 函数参数传递方式

有两种不同的方法用来给函数传递参数。确定选择两者的哪个方法应取决于原来变量的值是否可在函数内更改。将参数值传递给函数有两种方法，通常被称为按值调用/传递（call/pass by value）和按引用调用/传递（call/pass by reference）。

概要来说，函数参数传递：

其一，按值方式：参数是原始变量的副本，保持副本且不改变原始值；

其二，按引用方式：改变直接作用于原始变量，因此也就改变了原始值。

按值调用/传递

在这种情况下，实参(形参)的值作为原始变量的副本处理。因此，当程序控制返回给调用者时，调用者作用域中的原始变量将保持不变。

在Python中，如果将不可变参数(例如，整数和字符串)传递给函数，通常的做法是按值调用/传递参数。下面的示例通过介绍id()函数说明了这种情况。它接受一个对象作为参数(即id(object))，并返回这个特定对象的标识。Id()返回值是一个整数，它在对象的生命周期内是惟一的和永久的。如示例所示，在调用checkParamemterID函数之前，变量x的id为4564813232。需要注意的是，只要x的值没有更新，x的id在函数中就不会改变。但是，一旦该值更新为20，其对应的id将更改为4564813552。需要注意的最重要的一点是，x的id在调用函数后不会改变，它的原始值保持不变(4564813232)。这意味着对x值的更改应用于变量的副本，而不是调用者作用域内的原始变量。

示例代码如下：

#按值传递参数
# 定义函数'checkParameterID'，带参且按值传递
def checkParameterID(x):
print('在checkParameterID函数内x值改变之前其值为 ', x, 'n其id 为', id(x))
# 在函数范围内改变参数x的值
x = 20
print('checkParameterID中x的值改变后为', x, 'n 其id为', id(x))

# 在主程序声明变量x并赋予初始值
x = 10

print('调用checkParameterID函数之前x的值是', x, 'n 其id为', id(x))

# 调用'checkParameterID'函数
checkParameterID(x)

# 函数调用后在主程序中显示关于'x'的信息
print('调用checkParameterID函数后x的值为', x, 'n 其id为', id(x))

运行输出结果类似如下：

调用checkParameterID函数之前x的值是 10
其id为 2570870194704
在checkParameterID函数内x值改变之前其值为 10
其id 为 2570870194704
checkParameterID中x的值改变后为 20
其id为 2570870195024
调用checkParameterID函数后x的值为 10
其id为 2570870194704

按引用调用/传递

在这种情况下，函数获取实参(即原始变量)的引用，而不是它的副本。如果函数内发生更改，则调用者作用域中原始变量的值也将被修改。在Python中，如果可变参数(如列表)传递给函数，则调用/传递是通过引用进行的。如下所示，updateList将值5追加到名为y的列表中。即原始可变变量x的值发生了变化，这证明函数按引用调用/传递参数的特征。示例代码如下：

# 定义函数'upDateList' 其改变列表内的值
def updateList(y):
y = y.append(5)
return y

# 声明列表'x' 有四个元素值
x = [1, 2, 3, 4]
print('在调用updateList函数之前，x的内容是:', x)

# 调用函数'updateList'
print('调用函数updateList')
updateList(x)
print('调用updateList函数后x的内容为:', x)

运行程序输出结果类似如下：

在调用updateList函数之前，x的内容是: [1, 2, 3, 4]
调用函数updateList
调用updateList函数后x的内容为: [1, 2, 3, 4, 5]

本文小结

本期内容介绍了函数的基本内容和实现语法，以及参数传递、有无参数和返回值的函数形式以及函数调用/传递的实现。