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Python3 函数

函数是组织好的，可重复使用的，用来实现单一，或相关联功能的代码段。

函数能提高应用的模块性，和代码的重复利用率。前面我们用过了很多python内置函数，比如print(),input()等。但你也可以自己创建函数，这被叫做用户自定义函数。

Python函数的分类

Python函数分为如下几类：

1. 内置函数

我们前面使用的 str() 、 list() 、 len() 等这些都是内置函数，可以拿来直接使用

2. 标准库函数

我们可以通过 import 语句导入库，然后使用其中定义的函数

3. 第三方库函数

Python社区也提供了很多高质量的库,下载安装这些库后，也是通过 import 语句导入，然后可以使用这些第三方库的函数

4. 用户自定义函数

用户自己定义的函数，显然也是开发中适应用户自身需求定义的函数。

定义一个函数

你可以定义一个由自己想要功能的函数，以下是简单的规则：

- 函数代码块以 def 关键词开头，后接函数标识符名称和圆括号 ()。
- 任何传入参数和自变量必须放在圆括号中间，圆括号之间可以用于定义参数。
- 函数的第一行语句可以选择性地使用文档字符串—用于存放函数说明。
- 函数内容以冒号 : 起始，并且缩进。
- return [表达式] 结束函数，选择性地返回一个值给调用方，不带表达式的 return 相当于返回 None。

"""
Python 定义函数使用 def 关键字，一般格式如下：
def  函数名 ([参数列表]) :
    '''文档字符串'''
    函数体/若干语句
"""
def say_hello():
    print('Hello world！')
    
say_hello()

# 带参数的函数
def add(a,b,c):
    '''完成三个数的加法，并返回他们的和'''
    sum = a+b+c
    print(f"{a}、{b}、{c}三个数的和是：{sum}")
    return sum
result = add(10,20,30)
print(result)

参数

以下是调用函数时可使用的正式参数类型：

- 位置参数
- 关键字参数
- 默认参数

'''
位置参数
位置参数须以正确的顺序传入函数。调用时的数量必须和声明时的一样。
'''
def self_introduction(name,age):  # name和age叫做形参
    print(f'我叫{name},今年{age}岁了！')

self_introduction('艾派森',10)  # '艾派森'和'10'叫做实参

'''
关键字参数
关键字参数和函数调用关系紧密，函数调用使用关键字参数来确定传入的参数值。
使用关键字参数允许函数调用时参数的顺序与声明时不一致，因为 Python 解释器能够用参数名匹配参数值。
'''
def self_introduction(name,age):
    print(f'我叫{name},今年{age}岁了！')

self_introduction(name='艾派森',age=18)
self_introduction(age=20,name='艾派森')

'''
默认参数
调用函数时，如果没有传递参数，则会使用默认参数。
'''
def self_introduction(name,age,school='家里蹲大学'):
    print(f'我叫{name},今年{age}岁了,在{school}上学！')

self_introduction(name='艾派森',age=18)
self_introduction(name='艾派森',age=18,school='哈佛大学')

# 默认参数必须放在最后面，否则会报错
def self_introduction(school='家里蹲大学',name,age,):
    print(f'我叫{name},今年{age}岁了,在{school}上学！')

匿名函数

Python 使用 lambda 来创建匿名函数。

所谓匿名，意即不再使用 def 语句这样标准的形式定义一个函数。

- lambda 只是一个表达式，函数体比 def 简单很多。
- lambda 的主体是一个表达式，而不是一个代码块。仅仅能在 lambda 表达式中封装有限的逻辑进去。
- lambda 函数拥有自己的命名空间，且不能访问自己参数列表之外或全局命名空间里的参数。

'''
lambda 函数的语法只包含一个语句，语法如下：
lambda [arg1 [,arg2,.....argn]]:expression
'''
f = lambda x:x*x
print(f(5))

# 匿名函数传入多个参数,也可以使用关键词传参
f = lambda x1,x2:x1+x2
print(f(10,20)) 
print(f(x1=10,x2=20))

eval()函数

功能：将字符串 str 当成有效的表达式来求值并返回计算结果。

注：eval函数会将字符串当做语句来执行，因此会被注入安全隐患。

比如：字符串中含有删除文件的语句，那就麻烦大了。因此，使用时候，要慎重！！！

变量的作用域(全局变量和局部变量)

变量起作用的范围称为变量的作用域，不同作用域内同名变量之间互不影响。

变量分为：全局变量、局部变量。

全局变量：

1. 在函数和类定义之外声明的变量。作用域为定义的模块，从定义位置开始直到模块结束。

2. 全局变量降低了函数的通用性和可读性。应尽量避免全局变量的使用。

3. 要在函数内改变全局变量的值，使用 global 声明一下

局部变量：

1. 在函数体中（包含形式参数）声明的变量。

2. 局部变量的引用比全局变量快，优先考虑使用

3. 如果局部变量和全局变量同名，则在函数内隐藏全局变量，只使用同名的局部变量

# 【操作】全局变量的作用域测试
n = 50         # 全局变量
def f():
    global n    # 如果要在函数内改变全局变量的值，增加global关键字声明
    print(n)    # 打印全局变量n的值    
    n = 100      
    
f()
print(n)  # n已经由50经过函数f转变为100

# 【操作】全局变量和局部变量同名测试
a = 50
def f():
    a = 10      # 同名的局部变量
    print(a)
    
f()    
print(a)    # a仍然是50，没有变化

递归函数

1.递归(recursion)是一种常见的算法思路，在很多算法中都会用到

2.递归的基本思想就是“自己调用自己”

递归函数指的是：自己调用自己的函数，在函数体内部直接或间接的自己调用自己。

每个递归函数必须包含两个部分：

- 终止条件：表示递归什么时候结束。一般用于返回值，不再调用自己。
- 递归步骤：把第n步的值和第n-1步相关联。

注：递归函数由于会创建大量的函数对象、过量的消耗内存和运算能力。在处理大量数据时，谨慎使用。

# 计算阶乘：根据用户输入的整数n，计算并输出n的阶乘值。
def fact(n): #计算阶乘
    if n == 0:
        return 1
    else:
        return n * fact(n-1)
 
num = eval(input("请输入一个正整数: "))
print(fact(num))

'''
斐波那契数列（1、1、2、3、5、8、13、21、34、……）
兔子繁殖问题：
在700多年前，意大利著名数学家斐波那契在《算盘全集》中提到这样一个问题：一对兔子，从出生后第3个月起每个月都生一对兔子。小兔子长到第3个月后每个月又生一对兔子。假如兔子都不死，请问第1个月出生的一对兔子，第n个月有多少对兔子？
F(1)=1
F(2)=1
F(3)=F(1)+F(2)=1+1=2
F(4)=F(2)+F(3)
…………
F(N)=F(N-2)+F(N-1)
'''
def fab(n):
    if n <= 2:
        return 1
    else:
        return fab(n-1)+fab(n-2)
 
n = eval(input("请输入一个正整数: "))
print(fab(n))

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