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【爆肝更新】Python基础教程：第五章_Python函数
函数介绍
学习目标：
快速体验一下函数的使用
了解函数的作用。
函数：是组织好的，可重复使用的，用来实现特定功能的代码段。如果这句话不好理解的话，我们可以看下面的例子：
name = "itheima"
length = len(name)
print(length)
#结果为：7
为什么随时都可以使用 len()统计长度？因为，len()是Python内置的函数：
• 是提前写好的
• 可以重复使用
• 实现统计长度这一特定功能的代码段
我们使用过的：input()、print()、str()、int()等都是Python的内置函数。
接下来让我们来做一个实际的小案例，让我们去体验一下函数的使用，那么案例的需求其实也是非常简单的，我们不使用 Python 内置提供的函数 len，我们要自己去开发功能，去完成字符串长度的计算。
"""
演示：快速体验函数的开发及应用
"""
# 需求，统计字符串的长度，不使用内置函数len()
str1 ="itheima"
str2 = "itcast"
str3 ="python"
# 定义一个计数的变量
count =0
for i in str1:
count += 1
print(f"字符串{str1}的长度是: {count}")
count = 0
for i in str2:
count += 1
print(f"字符串{str2}的长度是: {count}")
count = 0
for i in str3:
count += 1
print(f"字符串{str3}的长度是: {count}")
我们是否发现这些代码有点重复？它们有什么不同之处？唯一不同的是被统计的字符串，除此之外，这些代码完全相同。这种完全相同的代码会让人觉得浪费，对吧？这样的写法非常低效。那么该如何提高效率呢？我们可以使用函数来优化这个过程，下面演示一下。
好的，现在我来简单地定义一个函数。我们给它起名叫做 "mylen"，这个函数的功能是计算数据的长度。现在我写下这个代码，可能有些同学看不懂，但没关系，我们只需要看结果就可以了。
# 可以使用函数，来优化这个过程
def my_len(data):
count =0
for i in data:
count += 1
print(f"字符串{data}的长度是{count}")
my_len(str1)
my_len(str2)
my_len(str3)
好的，这样我们就简单地定义了一个函数。当我们定义好函数之后，就可以去使用它了。使用方法也很简单，只需要调用函数 "mylen"，并将需要计算长度的字符串放在函数中即可。
运行，可以看到输出结果是
字符串itheima的长度是7
字符串itcast的长度是6
字符串python的长度是6
和第一次的运行结果是一样的，通过这段代码，你可以比较一下它们之间是否有什么不同。
区别在于，我们的函数好像封装了这个重复的工作。在这段重复的代码中，唯一的变量是被统计的字符串。在使用它时，我们只需要将需要统计长度的字符串作为参数传递进去即可。它可以根据你提供的内容动态计算长度。
因此，通过这段简单的代码，同学们可以发现，使用函数可以避免重复的编写代码。同时，我们编写的名为 "mylen" 的函数可以重复使用。再来看看我们对函数的简单定义：
第一个是已组织好的，第二个是可重复使用的，第三个是针对特定功能的。
现在再看看我们编写的这个函数，首先它是否满足已组织好的？这意味着我提前编写了它的功能逻辑。
其次，它是否可重复使用？没有问题，我们使用 "mylen" 很多次了，对吧？
第三点是针对特定功能的。您看看我们编写的 "mylen" 函数，它的功能是什么？它计算字符串的长度。因此，我们编写的这个函数完全符合这三个特点，这是一个典型的函数。
函数的定义
在一小节，我们对函数有了一个基础的体验，那么现在呢我们来学习函数的定义啦，本小节的目标也非常明确，我们要在本小节，完成函数的基础定义语法。
函数的定义：
首先我们来看一下函数的定义语法，它的语法是比较简单的。我们可以用 def 这个关键字来标识，表示我们要写一个函数。然后在空格后面我们写上函数名，可以在小括号里面写传入的参数。最后通过一个冒号作为当前行的结尾。这个冒号也是我们经常会看到的，比如在 for 循环、while 循环、if 判断中都会出现。当我们写完冒号之后，下面的行都会带有空格缩进。
接下来我们就可以在下面换行去写函数体，函数体指的是函数要做的事情。 完成函数体后，最后我们可以通过一个 return 来返回一个值。
def 函数名(传入参数):
函数体
return返回值
所以一个函数的组成就是关键字 def、函数名、传入参数、函数体和返回值这 5 部分。
在我们当前的基础定义语法中，我们暂时不讨论传入参数以及返回值。这两者都是可以省略的，我们在后面的章节再去详细讨论它。所以到目前为止，我们一个基础的函数定义只需要写上 def 关键字，给上函数名，写上函数体就可以了。所以我们只需要有这 3 个要素就可以了。
函数的调用：
函数名(参数)
注意：
①参数如不需要，可以省略（后续章节讲解）
②返回值如不需要，可以省略（后续章节讲解）
③函数必须先定义后使用 到目前来看，我们一个基础的函数定义，只需要写上def关键字，给上函数名，写上函数体就可以了，所以我们只需要有这3个要素就OK了，举一个例子：
# 定义一个函数，输出相关信息
def say_hi():
print("Hi 我是黑马程序员，学Python来黑马")
在定义完函数之后，为了让它开始工作，必须进行调用。这就好比你拥有了一个工具，如果想要使用它，就必须给它通电。当我们调用一个函数时，就相当于给这个工具通电，让它真正开始工作。因此，我们需要调用函数，以便让定义的函数执行任务。
接下来，让我们来看一下第二种函数的语法应该如何书写。这个过程很简单，只需要写出函数名，然后在小括号中写入参数即可。不过需要注意的是，当我们在定义函数时省略了参数时，在调用时也可以不传递参数，只需要写出函数名，并在小括号中留空即可。
# 调用函数，让定义的函数开始工作
say_hi()
这样一来，结果就输出了：
Hi 我是黑马程序员，学Python来黑马
注意事项：
参数不需要，可以省略
返回值不需要，可以省略
函数的参数
上一小节，我们完成了函数的基础定义，并且我们说到，函数的定义中可以使用传入参数，但是我们并没有去解析它，好那么在本小节我们就来讲解一下，关于函数的参数的使用。
学习目标：
掌握如何使用传入参数
函数的传入参数
传入参数的功能是：在函数进行计算的时候，接受外部（调用时）提供的数据，那这是具体怎么用呢，我们首先来看一个案例，有如下代码，完成了2个数字相加的功能：
def add():
result = 1 + 2
print(f"1+2的结果是：{result}")
add()
函数的功能非常局限，只能计算1 + 2。 有没有可能实现：每一次使用函数，去计算用户指定的2个数字，而非每次都是1 + 2呢？ 可以的，使用函数的传入参数功能，即可实现。
函数的传入参数 - 传参定义
首先基于函数的定义语法，可以看到在小括号里面是不是有传入参数的语法的位置。那所以当我们定义参数的时候，就可以在这里写上参数定义了。
def 函数名(传入参数):
函数体
return 返回值
比如刚刚的两数相加的函数，我们在括号里面可以写上一个x,y，这就表明我接收两个参数的传入，那当我计算的时候怎么写呢，我们就不再写1+2了，我们直接写x和y进行相加，然后，得到具体的结果输出出去就可以了，那当我们以这样的语法去写的时候，每次调用函数的时候，就可以去手动的指定x是几，y是几，那么每一次的计算，都是我们用户指定谁和谁进行相加了，这样是不是就非常的完美了。
可以有如下函数定义：
def add(x,y):
result =x + y
print(f"{x}+{y}的结果是：{result}")
实现了每次计算的是x + y，而非固定的1 + 2 的值，可以在调用函数的时候指定。
# 调用函数，传入被计算的2个数字
add(5, 6)
结果是11
函数的传入参数 - 语法解析
语法解析：
#定义函数
def add(x,y):
result= x + y
print(f"{x}+{y}的结果是：{result}")
#调用函数
add(5,6)
函数定义中，提供的x和y，称之为：形式参数（形参），表示函数声明将要使用2个参数
参数之间使用逗号进行分隔
函数调用中，提供的5和6，称之为：实际参数（实参），表示函数执行时真正使用的参数值
传入的时候，按照顺序传入数据，使用逗号分隔
那么解析完之后，我们再来看一下我们当前定义的函数。它是一个两个参数的函数，那么我们的函数只能接收两个传入参数吗？显然不是。通过前面的学习，我们知道函数可以不使用参数。那么就通过刚刚的代码，我们发现函数也可以使用参数。我们使用了2个，但实际上函数可以使用任意n个参数。你可以给1个，可以给2个，可以给3个，也可以给10个。你给几个都可以。
传入参数的数量是不受限制的。
可以不使用参数
也可以仅使用任意N个参数
可以把刚刚的代码改成3个参数：
# 定义3数相加的函数，通过参数接收被计算的2个数字
def add(x, y, z):
result = x + y + z
print(f"{x} + {y} + {z}的计算结果是：{result}")
# 调用函数，传入被计算的3个数字
add(5, 6, 7)
是不是也计算出来了，那所以我们的传入参数的数量，它是不受限制的。
函数的返回值
函数返回值这1小节，我们主要分成两部分进行讲解，首先让我们来学习第一部分，函数返回值的定义语法。 学习目标，
能够掌握返回值的作用
返回值的定义语法
什么是返回值
生活中的返回值：
举个生活中的小例子，比如我让小明去买三瓶可乐。你可以把小明看作一个函数，而让他买三瓶可乐相当于给函数传递参数。一旦传递了参数，小明这个函数就开始工作了，他会回应说：“我去买可乐了”。等他买完可乐之后，他会把可乐交给我，这个可乐就相当于是函数的返回值。
因此，生活中的例子很简单，就是我让你做一件事情，你做完之后给我一个结果。在程序中，我们也需要关注事情的结果！
对于代码程序中的返回值：
我们来看一下代码中的反馈。定义了一个简单的两数相加的函数。这个函数的功能很简单，让a和b相加，将结果存入变量result中。然后我们在代码中使用了一个叫做return的关键字。它的功能是将return后面的值返回出去。
返回出去的意思是什么呢？我们来看下面这段代码。当我们调用函数add时，你会发现它的结果被一个叫做result的变量接收了。当我们使用print将这个变量输出时，结果是3。这不就代表了1和2相加的结果吗？这个return语句已经将它的返回值返回出去了，被result接收了。
def add(a,b):
result = a +b
return result
result = add(1,2)
print(result)
定义两数相加的函数功能。完成功能后，会将相加的结果返回给函数调用者，变量r接收到了函数的执行结果。
综上所述：
所谓“返回值”，就是程序中函数完成事情后，最后给调用者的结果。
info 函数执行完返回值，后面的所有代码都不会再执行。因此，函数体只要遇到return关键字，就会立刻结束。 如果你在retern result 后加一句：print("我完事了")根本不会执行。因此，我们需要注意这个细节。
返回值的语法：
语法格式如下：
def 函数(参数...):
函数体
return 返回值
变量 = 函数(参数)
如上，变量就能接收到函数的返回值去实践一下吧：定义一个函数，完成两数相加的功能，并返回结果 语法就是：通过return关键字，就能向调用者返回数据。
None类型
思考：如果函数没有使用return语句返回数据，那么函数有返回值吗？
实际上是：有的。
Python中有一个特殊的字面量：None，其类型是： 无返回值的函数，实际上就是返回了：None这个字面量
None表示：空的、无实际意义的意思
函数返回的None，就表示，这个函数没有返回什么有意义的内容。
也就是返回了空的意思。
也就是说我们的函数不管你写不写 return 语句，本质上都是有返回值的，你不写它就是返回none。
那所以当我们去写函数的时候去调用它，比如下面的代码，这个函数没有去声明我们的return语句，但本质上你可以用一个变量去接收它的返回值，并且打印它的内容和打印它的类型，你会发现结果是 None 类型就是我们的 None type。又或者我们所说这个 None 也可以通过return，你可以手动的主动返回None，也都是可以的。
演示：
def say_hello():
print("Hello...")
#使用变量接收say_he1lo函数的返回值
result = say_hello()
# 打印返回值
print(result) # 结果None
# 打印返回值类型
print(type(result)) # 结果<class'NoneType'>
None可以主动使用return返回，效果等同于不写return语句：
def say_hello():
print("Hello...")
return None
#使用变量接收say_hello函数的返回值
result = say_hello() # 打印返回值
print(result) # 结果None
None类型的应用场景
None作为一个特殊的字面量，用于表示：空、无意义，其有非常多的应用场景。
用在函数无返回值上
用在if判断上
在if判断中，None等同于False
一般用于在函数中主动返回None，配合if判断做相关处理
用于声明无内容的变量上
定义变量，但暂时不需要变量有具体值，可以用None来代替
#暂不赋予变量具体值
name = None
我们现在有一个简单的函数，它的功能很简单，检查你的年龄，然后判断你的年龄是否大于18岁，成年就可以了。如果你传入的年龄大于18岁，我们就返回一个有价值的叫做SUCCESS的值，表示成功的意思。但是如果你的年龄没有满足大于18岁，我们就返回None。对于这种函数，我们可以在后面调用它，比如说check_age函数调用它之后，如果我传一个16岁，那么它肯定返回None，然后得到一个result结果。那么我们可以判断这个result是不是None，我们可以这样写if result == None，但是这样有点啰嗦。我们可以直接写if not result，这样就可以判断resource是不是None值了。
def check_age(age):
if age >18:
return "SUCCESS"
return None
result = check_age(5)
if not result:
print("未成年，不可进入")
好的，你进来之后我可以简单地说一下。我们这个网吧是不允许未成年人进入的。因此，我们需要使用一个简单的函数来返回一个值，然后再用 if 语句进行判断。由于我们的返回值是 None，它表示 False，我们可以通过 if 语句来判断返回值，然后执行相应的操作。
函数的说明文档
学习目标
掌握通过注释对函数进行解释说明
函数是纯代码语言，想要理解其含义，就需要一行行的去阅读理解代码，效率比较低。
我们可以给函数添加说明文档，辅助理解函数的作用。
语法如下：
def func(x,y):
"""
函数说明
:param x:形参x的说明
:param y:形参y的说明
:return:返回值的说明
"""
函数体
return返回值
在上面的代码中，我们在函数定义和函数体之间添加了一个多行注释，这就是函数的说明文档。虽然本质上你可以自由书写多行注释，但是如果想要规范一些，我们遵循一些语法格式会更有用。
在这个多行注释中，我们可以对函数进行总体说明，用冒号 param 对参数 x 进行说明，用冒号 param 对形参 y 进行说明，用冒号 return 对返回值进行说明。通过这种格式，我们不仅可以对函数整体进行解释，还可以对其参数和返回值进行相应的说明。
注意：内容应写在函数体之前
下面通过代码来实际演练一下：
"""
演示对函数进行文档说明
"""
# 定义函数，进行文档说明
def add(x, y):
"""
add函数可以接收2个参数，进行2数相加的功能
:param x: 形参x表示相加的其中一个数字
:param y: 形参y表示相加的另一个数字
:return: 返回值是2数相加的结果
"""
result = x + y
print(f"2数相加的结果是：{result}")
return result
add(5, 6)
在PyCharm中查看函数说明文档
在PyCharm编写代码时，可以通过鼠标悬停，查看调用函数的说明文档， 这个作用非常的有用。以后当我们写函数，只要你写的函数，我们都建议你把说明文档都给它补齐了，这样才是一个比较规范的函数定义。
函数的嵌套调用
学习目标
掌握函数的嵌套调用
理解嵌套调用的执行流程
什么是函数的嵌套
所谓函数嵌套调用指的是一个函数里面又调用了另外一个函数， 那当你发生这种行为，我们就把它叫做函数的嵌套调用。比如下面的代码，我们定义了两个函数，分别是 fun_b 和 fun_a， 在fun_a 里面，它调用了fun_b，然后我们又调用了函数fun_a，让它去执行。当我执行fun_a 函数的时候，你来看它的执行结果输出了 1、2、3。所以，在fun_a 里面，我们先输出了 1，然后又去调用了 b，将 2 输出了，最后又输出了 3。这就是函数的嵌套调用的一个形式。
def func_b():
print("---2---")
def func_a():
print("---1---")
func_b()
print("---3---")
# 调用函数func a
func_a()
执行效果：
---1---
---2---
---3---
那么嵌套调动的流程非常简单，我们也简单的分析了一下。 让我们进如下一小节的学习。
变量的作用域
学习目标
知道什么是局部变量
知道什么是全局变量
局部变量
变量作用域指的是变量的作用范围（变量在哪里可用，在哪里不可用）主要分为两类：局部变量和全局变量 所谓局部变量是定义在函数体内部的变量，即只在函数体内部生效
def testA():
num = 100
print(num)
testA() # 100
print(num) # 报错：name'num'is not defined
#
变量a是定义在testA函数内部的变量，在函数外部访问则立即报错， 它会提示你 name number is not defined。他说这个 number 变量并没有被定义，那这就是局部变量。
局部变量的作用：在函数体内部，临时保存数据，即当函数调用完成后，则销毁局部变量
全局变量
所谓全局变量，指的是在函数体内、外都能生效的变量
思考：如果有一个数据，在函数A和函数B中都要使用，该怎么办？答：将这个数据存储在一个全局变量里面
那么，如何使用全局变量呢？其实很简单，只需将变量定义在函数外部即可。只要不是在函数内部，变量在函数中和函数外部都可以正常使用。
如下方代码所示，test_a和test_b都可以调用num。
#定义全局变量a
num = 200
def test_a():
print(f"test_a: {num}")
def test_b():
print(f"test_b: {num}")
test_a()
test_b()
print(num)
global关键字
好，了解了局部变量和全局变量之后，我们再来看下一个内容，叫做 global 关键字。现在我们有一个需求，想在函数内部修改全局变量的值，比如说把它从100改成200。这种修改操作会成功吗？让我们来试一下。在下面的代码中，写一个函数内部去修改全局变量，比如在 test_b 中把 number 改成500。执行顺序是先调用 test a，再调用 test b，最后输出num。在最后输出这个 num 的时候，已经将 num 修改成了500。让我们来看看最后这个输出的 num 到底是200还是500。好，现在我们来运行一下。
# 在函数内修改全局变量
num = 200
def test_a():
print(f"test_a: {num}")
def test_b():
num = 500 # 局部变量
print(f"test_b: {num}")
test_a()
test_b()
print(num)
运行结果是：
test_a: 200
test_b: 500
200
你会发现 test_a 的值是 200，没有问题。那 test_b 呢？它输出的数字已经被成功修改为 500 了？这也没问题，但是在函数外面的那个数字仍然是 200，这说明我们这一步修改好像对它没有生效。这是为什么呢？因为我们在函数内部定义的那个数字实际上是一个局部变量。也就是说，我们在函数内部定义了一个叫做 num 的变量，并把它的值设置为 500，这个 num 在我们函数内部正常使用，但是它和函数外面的那个 num 没有任何关系。相当于我们新定义了一个变量，只在函数内部使用。所以，虽然你在内部能够获取到 500，但是在外部，这个数字是 200 还是 200，它们之间是没有任何联系的。
如何修改程序？只要加上一个global关键字即可：
☆ 使用 global关键字可以在函数内部声明变量为全局变量，如下所示
# global关键字，在函数内声明变量为全局变量
num = 200
def test_a():
print(f"test_a: {num}")
def test_b():
global num # 设置内部定义的变量为全局变量
num = 500
print(f"test_b: {num}")
test_a()
test_b()
print(num)
输出结果：
test_a: 200
test_b: 500
500
最后这个 num 变成 500 输出，那这是 global 关键字的作用，它可以让我们在函数内定义的变量成为全局变量。
综合案例
来看一个案例：黑马ATM，实现以下的效果： 主菜单效果
查询余额效果
存、取款效果
思路：
定义一个全局变量：money，用来记录银行卡余额（默认5000000）
定义一个全局变量：name，用来记录客户姓名（启动程序时输入）
定义如下的函数：
查询余额函数
存款函数
取款函数
主菜单函数
要求：
程序启动后要求输入客户姓名
查询余额、存款、取款后都会返回主菜单
存款、取款后，都应显示一下当前余额
客户选择退出或输入错误，程序会退出，否则一直运行
参考代码：
"""
演示函数综合案例开发
"""
# 定义全局变量money name
money = 5000000
name = None
# 要求客户输入姓名
name = input("请输入您的姓名：")
# 定义查询函数
def query(show_header):
if show_header:
print("-------------查询余额------------")
print(f"{name}，您好，您的余额剩余：{money}元")
# 定义存款函数
def saving(num):
global money # money在函数内部定义为全局变量
money += num
print("-------------存款------------")
print(f"{name}，您好，您存款{num}元成功。")
# 调用query函数查询余额
query(False)
# 定义取款函数
def get_money(num):
global money
money -= num
print("-------------取款------------")
print(f"{name}，您好，您取款{num}元成功。")
# 调用query函数查询余额
query(False)
# 定义主菜单函数
def main():
print("-------------主菜单------------")
print(f"{name}，您好，欢迎来到黑马银行ATM。请选择操作：")
print("查询余额\t[输入1]")
print("存款\t\t[输入2]")
print("取款\t\t[输入3]") # 通过\t制表符对齐输出
print("退出\t\t[输入4]")
return input("请输入您的选择：")
# 设置无限循环，确保程序不退出
while True:
keyboard_input = main()
if keyboard_input == "1":
query(True)
continue # 通过continue继续下一次循环，一进来就是回到了主菜单
elif keyboard_input == "2":
num = int(input("您想要存多少钱？请输入："))
saving(num)
continue
elif keyboard_input == "3":
num = int(input("您想要取多少钱？请输入："))
get_money(num)
continue
else:
print("程序退出啦")
break # 通过break退出循环
代码较长，可以自己先练习写一下，并拆解参考里的代码。
