4. Python中的函数和做用域

Python中的函数和做用域

1. 函数

1.1 函数的简介

当咱们在重复使用某一功能时，咱们可能会写不少重复的代码，例如咱们求圆的周长，当圆的直径改变时，是否是咱们又要从新写一遍计算过程呢？若是涉及到很复杂的过程，而下次使用仅仅改变参数，那么咱们还有必要重复这一过程吗？

这时咱们能够利用函数来解决这一问题。一个功能就像黑盒同样，咱们不须要知道它是怎么工做的，咱们只要知道接口（输入，输出）便可使用。

例如Python的内置函数print咱们只要知道它须要咱们提供哪些参数，以及它会给咱们怎样的输出便可。这就是所谓的抽象，咱们不知道工做原理，但也能使用它。因此咱们能够写一个函数（黑盒），设置直径为输入，周长为输出，当函数写好后，咱们只要输入直径便可，不用考虑函数内部是如何计算的，咱们获得输出后，继续作咱们想作的事情。

当咱们想作一道菜时，有人负责洗菜，有人切菜，有人炒菜，将这些人的工做合在一块儿，就完成了作菜这个任务，这就是分解的思想，咱们将这个任务当作是函数，许多函数在一块儿完成了一件比较大的事情。

能够简单理解一块可重复使用的代码，咱们称之为函数(function)，当咱们调用函数时，这个函数才会执行。

1.2 函数的特征

• 名称
• 参数 (0 或 多个)
• 有docstring (可选，可是建议有，注释的意思)
• 函数体
• 返回一些值

如下是定义一个函数简单的例子，注意函数内要有四个空格的缩进，若是没有返回值的话，会默认返回None:

#def是用来定义函数的关键字
#is_even是函数的名称
#i是参数（参数能够是任何类型）
#三个引号括起来的是docstring
#docstring下面的语句是函数体
#return后的是返回值
def is_even( i ):
    """
    Input: i是一个正的int类型
    Returns True 若是 i 是偶数, 不然返回 False
    """
    print("inside is_even")
    return i%2 == 0
#调用函数，并用a接收返回值
a = is_even(2)
print(a)

2. 做用域

2.1 形参和实参

首先咱们先不涉及编程。高中的函数y = f(x)，这个x就至关因而形参，指一种抽象，将咱们用f(3)的时候，这个3就是实参了，就是实际咱们使用的值，形参和实参大体就是这个意思，不要搞混了。例如:

def f( x ):#x是形参
    x = x + 1
    print('in f(x): x =', x)
    return x
#如下是调用函数
x = 3#初始化x
z = f( x )#调用函数，传入实参，将返回值给z

2.2 函数做用域

利用pythontutor网站对代码的执行进行可视化，我把全部步骤都截了下来，先看图，右侧反映了变量的变化状况。

能够看到函数内是一个做用域，外面是访问不到的（通常状况）。当进入一个函数时，一个新的做用域就被建立了。函数内的x和外面的x不是一个x，x是不可变量，这和以后的list等数据类型不同，以后再说。

• 函数里能够访问外面的变量
• 函数里不能够修改外部定义的变量

如下是是几个例子，若是有不清楚，能够进入 www.pythontutor.com（我推荐的代码可视化网站）中尝试运行。

第一个例子，在外边定义了一个x，可是在f内又定义了一个x，这两个x不是一个x，函数内部使用的x是函数内部定义的。

def f(y):
    x = 1
    x += 1
    print(x)
x = 5
f(x)
print(x)

第二个例子，在g中使用的x是外部定义的x

def g(y):
    print(x)
    print(x + 1)
x = 5
g(x)
print(x)

第三个例子，会报错，不能在内部修改外部的值，UnboundLocalError: local variable 'x' referenced before assignment

def h(y):
    x += 1
x = 5
h(x)
print(x)

3. 参考

参考了Mit 6.0001的课件