大数据高职系列教材之Python语言PPT课件：第6章函数.pptx

大数据应用人才培养系列教材,Python语言,刘 鹏 张 燕 总主编,李肖俊 主编 刘 河 钟 涛 副主编,大数据应用人才培养系列教材,6.1.1 函数的定义,一个程序可以按不同的功能实现拆分成不同的模块，而函数就是能实现某一部分功能的代码块。 在Python中，定义一个函数要使用def语句，依次写出函数名、括号、括号中的参数和冒号(:)，然后在缩进块中编写函数体，函数的返回值用return语句返回。 注意：Python是靠缩进块来标明函数的作用域范围的，缩进块内是函数体，这和其它高级编程语言是有区别的，比如：C/C+/java/R语言大括号 内的是函数体。,6.1 函数的概述,第六章 函数,我们以自定义一个求正方形面积的函数area_of_square为例，示例代码如下： def area_of_square(x): s = x * x return s Python不但能非常灵活地定义函数，而且本身内置了很多有用的函数，可以直接调用。,6.1 函数的概述,第六章 函数,6.1.2 全局变量,在函数外面定义的变量称为全局变量。全局变量的作用域在整个代码段（文件、模块），在整个程序代码中都能被访问到。在函数内部可以去访问全局变量。如下所示代码： def foodsprice(per_price,number): sum_price = per_price * number print(全局变量PER_PRICE_1的值：, PER_PRICE_1) return sum_price PER_PRICE_1 = float(input(请输入单价：) NUMBER_1 = float(input(请输入斤数：) SUM_PRICE_1 = foodsprice(PER_PRICE_1, NUMBER_1) print(蔬菜的价格是：, SUM_PRICE_1),6.1 函数的概述,第六章 函数,代码运行结果如下： 请输入单价：21 请输入斤数：7.5 全局变量PER_PRICE_1： 21.0 蔬菜的价格是： 157.5 在上例中，我们在定义的函数foodsprice内部去访问在函数外面定义的全局变量PER_PRICE_1，能得到期望的输入结果21。,6.1 函数的概述,第六章 函数,在函数内部可以去访问全局变量，但不要去修改全局变量，否则会得不到想要的结果。这是因为在函数内部试图去修改一个全局变量时，系统会自动创建一个新的同名的局部变量去代替全局变量，采用屏蔽(Shadowing)的方式，当函数调用结束后函数的栈空间会被释放，数据也会随之释放。 如果要在函数内部去修改全局变量的值，并使之在整个程序生效，采用关键字global即可。,6.1 函数的概述,第六章 函数,在函数内部定义的参数和变量称为局部变量，超出了这个函数的作用域局部变量是无效的，它的作用域仅在函数内部。如下所示代码： def foodsprice(per_price,number): sum_price = per_price * number return sum_price PER_PRICE_1 = float(input(请输入单价：) NUMBER_1 = float(input(请输入斤数：) SUM_PRICE_1 = foodsprice(PER_PRICE_1,NUMBER_1) print(蔬菜的价格是：,SUM_PRICE_1) print(局部变量sum_price的值：,sum_price),6.1 函数的概述,第六章 函数,6.1.3 局部变量,代码运行结果如下： 请输入单价：12 请输入斤数：1.56 蔬菜的价格是： 18.72 Traceback (most recent call last): File G:/6_1_3.py, line 9, in print(局部变量sum_price的值：,sum_price) NameError: name sum_price is not defined 在上例中，我们试图在函数作用域外访问函数内的局部变量sum_price，程序运行到此处时报出了NameError的异常，提示变量sum_price没有定义。,6.1 函数的概述,第六章 函数,代码运行结果如下： 请输入单价：12 请输入斤数：1.56 蔬菜的价格是： 18.72 Traceback (most recent call last): File G:/6_1_3.py, line 9, in print(局部变量sum_price的值：,sum_price) NameError: name sum_price is not defined 在上例中，我们试图在函数作用域外访问函数内的局部变量sum_price，程序运行到此处时报出了NameError的异常，提示变量sum_price没有定义。,6.1 函数的概述,第六章 函数,大数据应用人才培养系列教材,6.1 函数的概述,函数的参数就是使得函数个性化的一个实例。代码如下所示： def MyFirstFunction(name_city): print(我喜欢的城市: + name_city)运行结果如下： MyFirstFunction(南京) 我喜欢的城市:南京 MyFirstFunction(上海) 我喜欢的城市:上海 在上例中，我们对函数MyFirstFunction的形参name_city赋予不同的实参“南京”、“上海”后，函数就输出不同的结果。,6.2 函数的参数和返回值,第六章 函数,函数有了参数之后，函数的输出结果变得可变了，如果需要多个参数，函数用逗号“，”(英文状态下输入)隔开即可。 在Python中对函数参数的数量没有限制，但是定义函数参数的个数不宜太多，一般23个即可。在定义函数时，一般要把函数参数的意义注释清楚，便于阅读程序。 那什么是形参和实参呢？ 函数小括号“（）”内的参数叫形参。 而实参则是指函数在调用过程中传递进来的参数。,6.2 函数的参数和返回值,第六章 函数,在Python中，将函数参数分为三类：位置参数、可变参数、关键字参数。 (1)位置参数直接传入参数数据即可，如果有多个参数，位置先后顺序不能改变。(2)可变参数。有2种传递方式：1是直接传入参数值；2是先封装成列表(list)或元组(tuple)，再在封装后的列表或元组前面添加一个星号“*”传入。(3)关键字参数。有2种传递方式：1是直接传入参数值；2是可以先将参数封装成字典(dict)，再在封装后的字典前添加2个星号“*”传入。,6.2 函数的参数和返回值,第六章 函数,6.2.1 参数传递的方式,(1)位置参数我们调用函数时，传入参数值按照位置顺序依次赋给参数，这样的参数称为位置参数。如下所示代码：def Sub(x,y): return x-y运行结果如下： Sub(100,30)70,6.2 函数的参数和返回值,第六章 函数,6.2.2 位置参数和关键字参数,上例中，Sub(x,y)函数有两个参数：x和y，这两个参数都是位置参数，调用函数时，传入的两个值按照位置顺序依次赋给参数x和y，得到的两数相减的结果是70。如果交换了参数的位置，就会得到不同的结果，如上例中交换参数后的运行结果如下： Sub(30,100)-70从上面的运行结果可以看出，交换了参数顺序后的运行结果是-70，而不是我们期望的结果70。,6.2 函数的参数和返回值,第六章 函数,6.2.2 位置参数和关键字参数,（2）关键字参数关键字参数就是在函数调用的时候，通过参数名指定需要赋值的参数。通常我们在调用一个函数的时候，如果参数有多个，我们常常会混淆一个参数的顺序，达不到我们希望的效果。在Python中引入关键字参数就可解决这个潜在的问题。如下所示代码： def Subtraction(num_1,num_2): return (num_1 - num_2),6.2 函数的参数和返回值,第六章 函数,6.2.2 位置参数和关键字参数,运行结果如下： Subtraction(34,11)23 Subtraction(11,34)-23 Subtraction(num_2=11,num_1=34)23,6.2 函数的参数和返回值,第六章 函数,6.2.2 位置参数和关键字参数,在上例中，我们调用函数Subtraction时：第1次调用函数Subtraction时，给2个参数顺序赋值34、11时得到的结果是23；第2次调用该函数时，交换了2个赋值参数的顺序得到的结果是-23，这不是所期望的结果；第3次调用该函数时，引用了关键字参数并对其分别赋值，虽然改变了顺序，但仍然得到了所期望的结果23。,6.2 函数的参数和返回值,第六章 函数,6.2.2 位置参数和关键字参数,我们在定义函数时给参数赋了一个初值，这样的参数称为默认值参数。应用默认值参数的意义在于，当在函数调用的时候忘记了给函数参数赋值的时候，函数就会自动去找它的初值，使用默认值来代替，而使函数调用不会出现错误。如下所示代码： def Subtraction(num_1=99,num_2=45): return (num_1 - num_2),6.2 函数的参数和返回值,第六章 函数,6.2.3 默认值参数,运行结果如下： Subtraction()54 Subtraction(46)1 Subtraction(46,12)34,6.2 函数的参数和返回值,第六章 函数,6.2.3 默认值参数,在上例中，函数Subtraction的功能为:返回两个数相减的结果，在定义函数时分别给2个参数num_1，num_2赋了初值99和45，分别做了3次调用：第1次调用时没有赋值，程序就引用了2个参数的默认值99，45，返回的结果是54；第2次调用时，给第1个参数赋值为46，程序就引用了第2个参数的默认值45，返回的结果是1；第3次调用时，给2个参数分别赋值为46和12，程序就没有引用函数定义的默认值，返回的结果是34。,6.2 函数的参数和返回值,第六章 函数,6.2.3 默认值参数,当在定义函数参数的时候，我们不知道究竟需要多少个参数的时候，只要在参数前面加上星号“*”即可，这样的参数称为可变参数。如下所示代码： def val_par(*param): print(第三个参数是：,param2); print(可变参数的长度是：,len(param);,6.2 函数的参数和返回值,第六章 函数,6.2.4 可变参数,运行结果如下： val_par(南京云创科技股份,345,9,9.8,2.37,Python)第三个参数是： 9可变参数的长度是： 6在上例中，我们定义函数val_par的参数param为可变参数，我们在调用该函数的时候就可以根据实际的应用来输入不同长度、不同类型的参数值。,6.2 函数的参数和返回值,第六章 函数,6.2.4 可变参数,可变参数又称收集参数，是将一个元组赋值给可变参数。如果可变参数后面还有其它参数，在参数传递时要把可变参数后的参数作为关键字参数来赋值，或者在定义函数参数时要给它赋默认值，否则会出错。如下所示代码： def val_par(*param,str1): print(第三个参数是：,param2); print(可变参数的长度是：,len(param);,6.2 函数的参数和返回值,第六章 函数,6.2.4 可变参数,运行结果如下： val_par(南京云创科技股份,345,9,9.8,2.37,Python,函数)SyntaxError: unexpected indent val_par(南京云创科技股份,345,9,9.8,2.37,Python,str1=函数)第三个参数是： 9 可变参数的长度是： 6,6.2 函数的参数和返回值,第六章 函数,6.2.4 可变参数,在上例中，在定义函数val_par()时分别定义了1个可变参数param，1个普通参数str1，在第1次调用该函数的时候由于没有将可变参数后面的普通参数作为关键字参数来传值，导致程序运行时报错。在第二次调用该函数时将可变参数后的普通参数作为关键字参数传值(str1=函数)后，程序运行正常。如下所示代码： def val_par(*param,str1=可变函数): print(可变参数后的参数是：,str1); print(可变参数的长度是：,len(param);,6.2 函数的参数和返回值,第六章 函数,6.2.4 可变参数,运行结果如下： val_par(南京云创科技股份,345,9,9.8,2.37,Python)可变参数后的参数是：可变函数可变参数的长度是： 6在上例中，在定义函数val_par()时分别定义了1个可变参数param，1个普通参数str1，并给参数str1赋了初值“可变函数”，在调用该函数的时候没有将可变参数后面的普通参数值作为关键字参数来传值，程序运行仍然正常，程序引用了函数的默认值参数。,6.2 函数的参数和返回值,第六章 函数,6.2.4 可变参数,有些时候，需要函数返回一些数据来报告函数实现的结果。在函数中用关键字“return”返回指定的值。如下所示代码： def Subtraction(num_1,num_2): return (num_1 - num_2)运行结果如下： print(Subtraction(65,23)42 Subtraction(34,11)23,6.2 函数的参数和返回值,第六章 函数,6.2.5 函数的返回值,函数中如果没有用关键字return指定返回值，则返回一个“None”对象。如下所示代码： def test_return(): print(Hello First1),6.2 函数的参数和返回值,第六章 函数,6.2.5 函数的返回值,运行结果如下： tempt = test_return()Hello First1 tempt print(tempt)None type(tempt),6.2 函数的参数和返回值,第六章 函数,6.2.5 函数的返回值,Python是动态的确定变量类型，Python没有变量，只有名字。Python可以返回多个类型的值。如下所示代码： def back_test(): return 南京云创科技,3.67,567运行结果如下： back_test()南京云创科技, 3.67, 567,6.2 函数的参数和返回值,第六章 函数,6.2.5 函数的返回值,在上例中，Python返回多个值是列表数据。如下所示代码： def back_test(): return 南京云创科技,3.67,567运行结果如下： back_test()(南京云创科技, 3.67, 567)在上例中，Python返回多个值是元组数据。,6.2 函数的参数和返回值,第六章 函数,6.2.5 函数的返回值,6.3 函数的调用,大数据应用人才培养系列教材,6.1 函数的概述,要调用一个函数，需要知道函数的名称和参数。函数分为自定义函数和内置函数。自定义函数需要先定义再调用，内置函数直接调用，有的内置函数是在特定的模块下，这时需要用import命令导入模块后再调用。我们可以在交互式命令行通过help(函数名)查看函数的帮助信息。调用函数的时候，如果传入的参数数量不对，会报TypeError的错误，同时Python会明确地告诉你参数的个数。如果传入的参数数量是对的，但参数类型不能被函数所接受，也会报TypeError的错误，同时给出错误信息。函数名其实就是指向一个函数对象的引用，可以把函数名赋给一个变量。,6.3 函数的调用,第六章 函数,6.3.1 函数的调用方法,允许在函数内部创建另一个函数，这种函数叫内嵌函数或者内部函数。内嵌函数的作用域在其内部，如果内嵌函数的作用域超出了这个范围就不起作用。如下所示代码： def function_1(): print(正在调用function_1().) def function_2(): print(正在调用function_2().) function_2(),6.3 函数的调用,第六章 函数,6.3.2 嵌套调用,运行结果如下： function_1()正在调用function_1().正在调用function_2(). function_2()Traceback (most recent call last): File , line 1, in function_2()NameError: name function_2 is not defined,6.3 函数的调用,第六章 函数,6.3.2 嵌套调用,闭包是函数式编程的一个重要的语法结构。从表现形式上定义为，如果在一个内部函数里对一个外部作用域（但不是在全局作用域）的变量进行引用，那么内部函数就认为是闭包(closure)。如下所示代码：def Fun_sub(a): def Fun_sub2(b): return a-b return Fun_sub2i = float(input(请输入减数：)j = float(input(请输入被减数：),6.3 函数的调用,第六章 函数,6.3.3 使用闭包,rint(Fun_sub(i)(j)运行结果如下：请输入减数：67请输入被减数：4522.0 Fun_sub2(23)Traceback (most recent call last): File , line 1, in Fun_sub2(23),6.3 函数的调用,第六章 函数,6.3.3 使用闭包,NameError: name Fun_sub2 is not defined在上例中，内部函数Fun_sub2()引用了外部作用域的变量a。如果我们在全局范围内直接访问闭包Fun_sub2()，程序会报错，提示闭包函数Fun_sub2()没有定义。在调用的时候要注意：不能在全局域内访问闭包，否则会出错。在闭包中，外部函数的局部变量对闭包中的局部变量（相当于全局变量和局部变量的关系），在闭包中能访问外部函数的局部变量，但是不能进行修改。,6.3 函数的调用,第六章 函数,6.3.3 使用闭包,递归是算法的范畴，从本质上讲不是Python的语法范围。函数调用自身的行为是递归。递归的2个条件：调用函数自身，设置了正确的返回条件。递归即是有进去必须有回来。Python默认递归深度100层（Python限制）。设置递归的深度的系统函数是：sys.setrecursionlimit(stepcount)。 参数：stepcount设置递归的深度。递归有危险性：消耗时间和空间，因为递归是基于弹栈和出栈操作。递归忘掉返回使程序崩溃，消耗掉所有内存。,6.3 函数的调用,第六章 函数,6.3.4 递归调用,大数据应用人才培养系列教材,6.1 函数的概述,6.4 实验,6.4 实验,第六章 函数,6.4.1 声明和调用函数,6.4.2 在调试窗口中查看变量的值,6.4.3 使用函数参数和返回值,6.4.4 使用闭包和递归函数,6.4.5 使用python的内置函数,大数据应用人才培养系列教材,6.1 函数的概述,6.5 小结,义函数时，需要确定函数名和参数个数；函数体内用return返回函数结果；函数没有return语句或return语句后面为空时，自动返回None。函数可以同时返回多个值。默认值参数一定要用不可变对象，如果是可变对象，程序运行时会有逻辑错误。命名的关键字参数是为了限制调用者可以传入的参数名，同时可以提供默认值。使用递归函数的优点是逻辑简单清晰，缺点是过深的调用会导致栈溢出。,6.5 小结,第六章 函数,大数据应用人才培养系列教材,6.1 函数的概述,6.6 习题,1. 在函数内部可以通过什么关键字来定义全局变量？2. 如果函数中没有return语句或者return语句不带任何返回值，那么该函数的返回值是什么？,习题：,AIRack人工智能实验平台一站式的人工智能实验平台,DeepRack深度学习一体机开箱即用的AI科研平台,BDRack大数据实验平台一站式的大数据实训平台,云创公众号推荐,手机APP推荐,网站推荐,感谢聆听,