函数和函数式编程

函数

声明函数：

def hello():
    print("hello function!")

调用函数：

# 使用()调用
hello()#output:hello function!

# 没有()，则不进行调用，一切皆是对象，函数也是对象
print(hello)#output:<function hello at 0x000001EE36F1B3A0>
hello#output:<function __main__.hello()>
print(hello.__class__)#output:<class 'function'>
print(type(hello))#output:<class 'function'>
print(type(hello()))
#output:
#hello function!
#<class 'NoneType'>

xxx = hello
print(xxx.__name__)#output:hello

函数—可变不可变对象

可更改(mutable)与不可更改(immutable)对象

在python中, strings, tuples,和 numbers是不可更改的对象,而list,dict等则是可以修改的对象。

• **不可变类型：**变量赋值 a=5 后再赋值 a=10，这里实际是新生成一个 int 值对象 10，再让 a 指向它，而 5 被丢弃，不是改变a的值，相当于新生成了a。
• **可变类型：**变量赋值 la=[1,2,3,4] 后再赋值 la[2]=5 则是将 list la 的第三个元素值更改，本身la没有动，只是其内部的一部分值被修改了。

python 函数的参数传递：

• **不可变类型：**类似 c++ 的值传递，如 整数、字符串、元组。如fun(a)，传递的只是a的值，没有影响a对象本身。比如在 fun(a)内部修改 a的值，只是修改另一个复制的对象,不会影响 a 本身。
• **可变类型：**类似 c++的引用传递，如列表，字典。如fun (la),则是将 la 真正的传过去，修改后fun外部的la也会受影响python 中一切都是对象，严格意义我们不能说值传递还是引用传递，我们应该说传不可变对象和传可变对象。

可变类型：

def changeme(mytest_List):
    mytest_List.append([1, 2, 3, 4])
    print("函数内取值：", mytest_List)
    return
#调用changeme函数
mytest_List = [100, 200, 300]
print(mytest_List)
changeme(mytest_List)
print("函数外取值：", mytest_List)
#output:
#[100, 200, 300]
#函数内取值： [100, 200, 300, [1, 2, 3, 4]]
#函数外取值： [100, 200, 300, [1, 2, 3, 4]]

不可变类型：

def change_int(a):
    a = 10
b = 3
change_int(b)
print(b)
#output:3

函数—参数

1. 必备参数

   • 定义

     def func(p):
         print(f"p is {p}")
     

   • 调用

     func(1)#output:p is 1
     func(p=1)#output:p is 1
     

2. 默认参数

   def func(a, b=1, c=2):
       print(f"a={a}, b={b}, c={c}")
   func(1, 1, 1)
   func(1, c=1)
   func(1)
   # output:
   # a=1, b=1, c=1
   # a=1, b=1, c=1
   # a=1, b=1, c=2
   

3. 可变参数

   def func(a, *args, **kwargs):
       print(f"a={a}, args={args}, kwargs={kwargs}")
   func(1, 1, 1)
   func(1, c=1)
   func(1)
   func(1, 2, 3, x=8)
   # output:
   # a=1, args=(1, 1), kwargs={}
   # a=1, args=(), kwargs={'c': 1}
   # a=1, args=(), kwargs={}
   # a=1, args=(2, 3), kwargs={'x': 8}
   

4. 可变参数调用

   # *变量名 元组传入参数
   args = (0, 10, 2)
   print(list(range(*args)))
   # output:
   # [0, 2, 4, 6, 8]
   
   # **变量名 字典传入参数
   from datetime import datetime
   print(datetime(year=1999, month=7, day=1))
   # output:
   # 1999-07-01 00:00:00
   
   kwargs = {"year":1999, "month":7, "day":1}
   print(datetime(**kwargs))
   # output:
   # 1999-07-01 00:00:00
   

函数—函数返回值

在函数体内使用return语句可以从函数中返回一个值并跳出函数的功能。

• 多条return语句：

return语句可以放在函数中任何位置，当执行到第一个return语句时程序返回到调用程序。

• 返回多个值：

如果需要返回多个值，则可以返回一个元组。

函数—Built-in 函数

内置函数：

函数—作用域

• LEGB解析顺序：Local, Enclosing, Global, Built-in

• global关键字

  total = 100 # 这是一个全局变量
  def sum(arg1, arg2):
      total = arg1 + arg2 # 这里是局部变量
      print("函数内是局部变量：", total)
      return total
  sum(10, 20)
  print("函数外是全局变量：", total)
  # output:
  # 函数内是局部变量： 30
  # 函数外是全局变量： 100
  

  注意：

  • 全局变量大写首字母，局部变量全小写
  • 不要使用Built-in和关键字作变量/函数名
  • python中print函数需要返回值，如果你在print函数中没有返回值，那么print将会return None

全局语句global

在函数体中可以引用全局变量，但如果函数内部的变量名时第一次出现在赋值语句之前（变量赋值），则解释为定义局部变量。

如果要为定义在函数外的全局变量赋值，可以使用global语句，表明变量是在外面定义的全局变量。global语句可以指定多个全局变量。

#全局变量
Pi = 3.1415
E =2.71828
def my_func():
    global Pi #全局变量，于前面的全局变量Pi指向相同对象
    Pi = 3.1 #改变全局变量的值
    print("global Pi= ", Pi)#输出全局变量值
    E = 2.7 #局部变量，与前面的全局变量E指向不同的对象
    print("local E = ", E)#输出局部变量值

print("module Pi= ", Pi)
print("module E= ", E)
my_func()
print("module Pi= ", Pi)# 输出全局变量的值，该值在函数中已被更改
print("module E= ", E)
# output:
# module Pi=  3.1415
# module E=  2.71828
# global Pi=  3.1
# local E =  2.7
# module Pi=  3.1
# module E=  2.71828

非局部语句nonlocal

在函数体中可以定义嵌套函数，在嵌套函数中如果要为定义在上级函数体的局部变量赋值，可以使用nonlocal语句，表明变量不是所在块的局部变量，而是在上级函数体中定义的局部变量。

# module E=  2.71828
#%%
def outer_func():
    tax_rate = 0.17 #上级函数体中的局部变量
    print("outer func tax rate= ", tax_rate)#输出上级函数体中局部变量的值
    def inner_func():
        nonlocal tax_rate # 不是所在块的局部变量，而是在上级函数体中定义的局部变量
        tax_rate = 0.05 # 上级函数体中的局部变量重新赋值
        print("inner func tax rate= ", tax_rate) # 输出上级函数体中局部变量的值
    inner_func()
    print("outer func tax rate= ", tax_rate) # 输出上级函数体中局部变量的值（已更改）

outer_func()
# output:
# outer func tax rate=  0.17
# inner func tax rate=  0.05
# outer func tax rate=  0.05

函数式编程

函数式编程

input -> f1 -> f2 -> f3 ->f4 -> f5 -> output

函数式编程vs面向对象编程

• First-class function，简化很多设计模式
• 更简单的函数-更好编写和维护
• 更容易做单元测试
• 更容易跨线程，跨进程，甚至跨机器执行任务

匿名函数

lambda

优势：结构体简单，函数体简短场景适用，即用即弃

a = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
result = filter(lambda x: x % 2 == 0, a)
print(list(result))
# output:[0, 2, 4]

• filter()

filter(func, lst)函数⽤于过滤序列, 过滤掉不符合条件的元素, 返回⼀个 fifilter 对象,。如果要转换为列表

list1 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
def func(x):
    return x % 2 == 0

result = filter(func, list1)
print(result)
print(list(result))