函數

函數是組織好的，可重複使用的，用來實現特定功能的代碼段，函數的使用可以提高應用的模塊性，和代碼的重複利用率。

函數有系統內置的，例如print()，你也可以自己創建函數，這被叫做用戶自定義函數。

定義函數

• 函數代碼塊以 def 關鍵詞開頭，後接函數標識符名稱和圓括號 ()。
• 任何傳入參數和自變量必須放在圓括號中間，圓括號之間可以用於定義參數。
• 函數的第一行語句可以選擇性地使用文檔字符串—用於存放函數說明。
• 函數內容以冒號起始，並且縮進。
• return [表達式] 結束函數，選擇性地返回一個值給調用方。不帶表達式的return相當於返回 None。

語法

def 函數名（參數列表）:
 函數體

例如：

>>>def hello() :
 print("Hello World!")
 
>>> hello()
Hello World!
>>>

也可以帶參數：

#!/usr/bin/python3
 
# 計算面積函數
def area(width, height):
 return width * height
 
def print_welcome(name):
 print("Welcome", name)
 
print_welcome("Toutiao")
w = 4
h = 5
print("width =", w, " height =", h, " area =", area(w, h))

輸出為：

Welcome Toutiao
width = 4 height = 5 area = 20

函數調用

函數定以後你可以通過另一個函數調用執行，也可以直接從 Python 命令提示符執行。

#!/usr/bin/python3
 
# 定義函數
def printme( str ):
 # 打印任何傳入的字符串
 print (str)
 return
 
# 調用函數
printme("我要調用用戶自定義函數!")
printme("再次調用同一函數")

輸出為：

我要調用用戶自定義函數!
再次調用同一函數

Tips：

可更改(mutable)與不可更改(immutable)對象

在 python 中，strings, tuples, 和 numbers 是不可更改的對象，而 list,dict 等則是可以修改的對象。

• 不可變類型：變量賦值 a=5 後再賦值 a=10，這裡實際是新生成一個 int 值對象 10，再讓 a 指向它，而 5 被丟棄，不是改變a的值，相當於新生成了a。
• 可變類型：變量賦值 la=[1,2,3,4] 後再賦值 la[2]=5 則是將 list la 的第三個元素值更改，本身la沒有動，只是其內部的一部分值被修改了。

python 函數的參數傳遞：

• 不可變類型：類似 c++ 的值傳遞，如 整數、字符串、元組。如fun（a），傳遞的只是a的值，沒有影響a對象本身。比如在 fun（a）內部修改 a 的值，只是修改另一個複製的對象，不會影響 a 本身。
• 可變類型：類似 c++ 的引用傳遞，如 列表，字典。如 fun（la），則是將 la 真正的傳過去，修改後fun外部的la也會受影響

python 中一切都是對象，嚴格意義我們不能說值傳遞還是引用傳遞，我們應該說傳不可變對象和傳可變對象。

python 傳不可變對象示例

#!/usr/bin/python3
 
def ChangeInt( a ):
 a = 10
 
b = 2
ChangeInt(b)
print( b ) # 結果是 2

實例中有 int 對象 2，指向它的變量是 b，在傳遞給 ChangeInt 函數時，按傳值的方式複製了變量 b，a 和 b 都指向了同一個 Int 對象，在 a=10 時，則新生成一個 int 值對象 10，並讓 a 指向它。

傳可變對象

#!/usr/bin/python3
 
# 可寫函數說明
def changeme( mylist ):
 "修改傳入的列表"
 mylist.append([1,2,3,4])
 print ("函數內取值: ", mylist)
 return
 
# 調用changeme函數
mylist = [10,20,30]
changeme( mylist )
print ("函數外取值: ", mylist)

傳入函數的和在末尾添加新內容的對象用的是同一個引用。故輸出結果如下：

函數內取值: [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]
函數外取值: [10, 20, 30, [1, 2, 3, 4]]

return語句

return [表達式] 語句用於退出函數，選擇性地向調用方返回一個表達式。不帶參數值的return語句返回None

#!/usr/bin/python3
 
# 可寫函數說明
def sum( arg1, arg2 ):
 # 返回2個參數的和."
 total = arg1 + arg2
 print ("函數內 : ", total)
 return total
 
# 調用sum函數
total = sum( 10, 20 )
print ("函數外 : ", total)

輸出為：

函數內 : 30
函數外 : 30

變量作用域

Python 中，程序的變量並不是在哪個位置都可以訪問的，訪問權限決定於這個變量是在哪裡賦值的。

變量的作用域決定了在哪一部分程序可以訪問哪個特定的變量名稱。Python的作用域一共有4種，分別是：

• L （Local） 局部作用域
• E （Enclosing） 閉包函數外的函數中
• G （Global） 全局作用域
• B （Built-in） 內置作用域（內置函數所在模塊的範圍）

以 L –> E –> G –>B 的規則查找，即：在局部找不到，便會去局部外的局部找（例如閉包），再找不到就會去全局找，再者去內置中找。

g_count = 0 # 全局作用域
def outer():
 o_count = 1 # 閉包函數外的函數中
 def inner():
 i_count = 2 # 局部作用域

內置作用域是通過一個名為 builtin 的標準模塊來實現的，但是這個變量名自身並沒有放入內置作用域內，所以必須導入這個文件才能夠使用它。在Python3.0中，可以使用以下的代碼來查看到底預定義了哪些變量:

>>> import builtins
>>> dir(builtins)

Python 中只有模塊（module），類（class）以及函數（def、lambda）才會引入新的作用域，其它的代碼塊（如 if/elif/else/、try/except、for/while等）是不會引入新的作用域的，也就是說這些語句內定義的變量，外部也可以訪問，如下代碼：

>>> if True:
... msg = 'I am from Toutiao'
... 
>>> msg
'I am from Toutiao'
>>> 

實例中 msg 變量定義在 if 語句塊中，但外部還是可以訪問的。

如果將 msg 定義在函數中，則它就是局部變量，外部不能訪問：

>>> def test():
... msg_inner = 'I am from Runoob'
... 
>>> msg_inner
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'msg_inner' is not defined
>>> 

從報錯的信息上看，說明了 msg_inner 未定義，無法使用，因為它是局部變量，只有在函數內可以使用。

全局變量和局部變量

定義在函數內部的變量擁有一個局部作用域，定義在函數外的擁有全局作用域。

局部變量只能在其被聲明的函數內部訪問，而全局變量可以在整個程序範圍內訪問。調用函數時，所有在函數內聲明的變量名稱都將被加入到作用域中。

#!/usr/bin/python3
 
total = 0 # 這是一個全局變量
# 可寫函數說明
def sum( arg1, arg2 ):
 #返回2個參數的和."
 total = arg1 + arg2 # total在這裡是局部變量.
 print ("函數內是局部變量 : ", total)
 return total
 
#調用sum函數
sum( 10, 20 )
print ("函數外是全局變量 : ", total)

輸出為：

函數內是局部變量 : 30
函數外是全局變量 : 0

global 和 nonlocal關鍵字

當內部作用域想修改外部作用域的變量時，就要用到global和nonlocal關鍵字了。

#!/usr/bin/python3
 
num = 1
def fun1():
 global num # 需要使用 global 關鍵字聲明
 print(num) 
 num = 123
 print(num)
fun1()
print(num)

輸出為：

1
123
123

如果要修改嵌套作用域（enclosing 作用域，外層非全局作用域）中的變量則需要 nonlocal 關鍵字了，如下：

#!/usr/bin/python3
 
def outer():
 num = 10
 def inner():
 nonlocal num # nonlocal關鍵字聲明
 num = 100
 print(num)
 inner()
 print(num)
outer()

輸出為：

100
100

另外有一種特殊情況，假設下面這段代碼被運行：

#!/usr/bin/python3
 
a = 10
def test():
 a = a + 1
 print(a)
test()

以上程序執行，報錯信息如下：

Traceback (most recent call last):
 File "test.py", line 7, in <module>
 test()
 File "test.py", line 5, in test
 a = a + 1
UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment

錯誤信息為局部作用域引用錯誤，因為 test 函數中的 a 使用的是局部，未定義，無法修改。

修改 a 為全局變量，通過函數參數傳遞，可以正常執行輸出結果為：

#!/usr/bin/python3
 
a = 10
def test(a):
 a = a + 1
 print(a)
test(a)

輸出為：

11