【爆肝更新】Python基础教程：第五章_Python函数

原创：公众号数据说话

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。