Python中的函数

1. 函数的定义

• 什么是函数：函数就是实现某一特定功能的代码的封装（每个函数都有自己特定的功能）
  函数就是把实现某一个功能的所有的代码打成了一个包，
  每次需要这个功能的时候不用再重复去写实现这个功能的代码了，而是使用函数

• 函数的分类（按照函数是由谁创建/定义来进行的分类）

  • 系统函数 - 由python定义的函数，这类函数只需要在需要它的功能的时候去调用它， 例如：print，input，type，id，max等
  • 自定义函数 - 由程序员自己创建自己使用的函数。

• 定义（创建）函数

  • 语法：

  def 函数名(形参列表):
      函数说明文档
      函数体
  

  • 说明：

  def         -   固定写法
  
  函数名       -   程序员自己命名；
              两个要求：是标识符；不是关键字
              三个规范：见名知义（看到函数名大概知道函数的功能）
                      字母都小写，多个单词之间用下划线隔开；
                      不使用系统的函数名、类名和模块名
                      
  ():         -   固定写法
  
  形参列表     -   格式：使用多个变量名用逗号隔开，其中一个变量表示一个形参。（也可也没有形参）
                  作用：将函数外部的数据传递到函数里面
  
  函数说明文档  -   本质就是一个多行注释 （相当于机器的说明）
  函数体       -   就是和def保持一个缩进的一条或者多条语句。函数体就是实现函数功能的代码
  

  • 初学者定义函数的基本步骤

  第一步：确定函数的功能（确定机器造出来是干嘛用的）
  第二步：根据功能确定函数名（给机器取名字）
  第三步：确定形参；看实现函数的功能需不需要额外的数据，需要几个
  第四步：利用形参提供的数据实现函数的功能
  第五步：确定返回值
  第六步：写函数说明文档
  

2. 调用函数

​ 函数名(实参列表)

• 定义函数不会执行函数体，调用函数才会执行。

• 调用的时候，实参的个数由被调用函数的形参个数决定。(用实参给形参赋值的过程叫传参)

• 函数调用过程：

  当代码执行到函数调用语句的时候，后面的执行过程如下：
  第一步：回到函数定义的位置
  第二步：传参(用实参给形参赋值)
  第三步：执行函数体
  第四步：确定返回值
  第五步：返回函数调用的位置，接着往后执行
  

3. 函数的参数

• 位置参数和关键字参数

  根据调用函数的时候实参提供方式的不同，将实参分为两种

  • 位置参数 - 直接提供实参对应的数据，让实参和形参在位置上一一对应
  • 关键字参数 - 以 形参1=实参1, 形参2=实参2, …的形式传参
  • 混用 - 位置参数和关键字参数可以一起，一起用的时候必须保证位置参数在关键字参数的前面

• 参数的默认值

  定义函数的时候可以以'形参名=值' 的形式给形参提供默认值；
  如果一个从参数有默认值，那么在调用函数的时候有默认值的参数可以不用传参
  如果定义函数的时候有的参数有默认值，有的参数没有，那么没有默认值的参数必须在有默认值的参数前面
  

• 参数类型说明

  有默认值的参数：默认值是什么类型，类型说明就是什么类型
  没有默认值的参数：需要在形参后加 ':类型名'
  

• 不定长参数

  • 带*的不定长参数 - 如果在形参前加 * ，那么这个形参就可以接受任意多个实参
    • 带 * 的不定长参数的本质就是一个元组，对应的多个实参是元组中的元素
    • 注意：
      • 带*的不定长参数，传参的时候必须用位置参数
      • 如果定长参数在带*的参数后面(有时候是直接在 * 的后面)，那么后面的定长参数必须用关键字参数进行传参
    • 带**的不定长参数的本质就是一个字典
      • 带**的不定长参数，传参的时候必须用关键字参数

4. 函数的返回值

• 返回值的作用

  • 返回值的作用就是将函数内部产生的数据，传输到函数外部
  • 初学者怎么确定需不需要返回值：看函数的功能有没有产生新的数据，如果有就将新的数据作为返回值返回

• 确定函数的返回值(怎么将数据作为返回值)

  • 在函数体中通过 return 关键字返回函数的返回值： return 数据

• 怎么在函数外面获取函数的返回值

  获取函数调用表达式的值就是获取函数的返回值。
  函数调用表达式 - 调用函数的语句
  每一个函数调用语句其实都有一个结果（都是一个数据），这个结果就是这次调用的时候函数的返回值
  
  一个函数的返回值是什么，就看调用函数的时候return后面的值是什么，return后面的值是什么，函数外部函数调用表达式的结果就是什么。
  

练习

1. 编写一个函数，交换指定字典的key和value。

     例如:dict1={'a':1, 'b':2, 'c':3}  -->  dict1={1:'a', 2:'b', 3:'c'}  
   

   def exchange_key_value(dict_1: dict):
       dict_2 = {}
       for i in dict_1:
           dict_2[dict_1[i]] = i
       return dict_2
   
   print(exchange_key_value({'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}))
   

2. 编写一个函数，提取指定字符串中所有的字母，然后拼接在一起产生一个新的字符串

      例如: 传入'12a&bc12d-+'   -->  'abcd'  
   

   def joint_letter_str(str_: str):
       return ''.join(x for x in str_ if 'a' <= x <= 'z' or 'A' <= x <= 'Z')
   
   print(joint_letter_str('12a&bc12d-+'))
   

3. 写一个自己的capitalize函数，能够将指定字符串的首字母变成大写字母

     例如: 'abc' -> 'Abc'   '12asd'  --> '12asd'
   

   def self_capitalize(str_: str):
       if 'a' <= str_[0] <= 'z':
           return chr(ord(str_[0]) - 32) + str_[1:]
       else:
           return str_
       
   print(self_capitalize('abc'))
   

4. 写一个自己的endswith函数，判断一个字符串是否已指定的字符串结束

      例如: 字符串1:'abc231ab' 字符串2:'ab' 函数结果为: True
           字符串1:'abc231ab' 字符串2:'ab1' 函数结果为: False
   

   def self_endswith(str1: str, str2: str):
       if str1[-1:-1-len(str2):-1] == str2[::-1]:
           return True
       else:
           return False
   
   print(self_endswith('abc231ab', 'ab1'))
   

5. 写一个自己的isdigit函数，判断一个字符串是否是纯数字字符串

      例如: '1234921'  结果: True
            '23函数'   结果: False
            'a2390'    结果: False
   

   def self_isdigit(str_: str):
       for i in str_:
           if not ('0' <= i <= '9'):
               return False
       else:
           return True
       
   print(self_isdigit('35165115'))
   

6. 写一个自己的upper函数，将一个字符串中所有的小写字母变成大写字母

       例如: 'abH23好rp1'   结果: 'ABH23好RP1'   
   

   def self_upper(str_: str):
       return ''.join(chr(ord(x) - 32) if 'a' <= x <= 'z' else x for x in str_)
   
   print(self_upper('abH23好rp1'))
   

7. 写一个自己的rjust函数，创建一个字符串的长度是指定长度，原字符串在新字符串中右对齐，剩下的部分用指定的字符填充

      例如: 原字符:'abc'  宽度: 7  字符:'^'    结果: '^^^^abc'
           原字符:'你好吗'  宽度: 5  字符:'0'    结果: '00你好吗'
   

   def self_rjust(str_: str, w: int, c: str):
       str_len = len(str_)
       if str_len > w:
           return None
       else:
           return c * (w - str_len) + str_
   
   print(self_rjust('abc', 5, '0'))
   

8. 写一个自己的index函数，统计指定列表中指定元素的所有下标，如果列表中没有指定元素返回-1

      例如: 列表: [1, 2, 45, 'abc', 1, '你好', 1, 0]  元素: 1   结果: 0,4,6  
           列表: ['赵云', '郭嘉', '诸葛亮', '曹操', '赵云', '孙权']  元素: '赵云'   结果: 0,4
           列表: ['赵云', '郭嘉', '诸葛亮', '曹操', '赵云', '孙权']  元素: '关羽'   结果: -1         
   

   def self_index(list_: list, item):
       index = 0
       item_value = []
       value = 0
       for i in list_:
           if i == item:
               item_value.append(index)
               value = 1
           index += 1
       if value:
           return item_value
       else:
           return -1
   
   print(self_index([1, 2, 45, 'abc', 1, '你好', 1, 0], 1))
   

9. 写一个自己的len函数，统计指定序列中元素的个数

       例如: 序列:[1, 3, 5, 6]    结果: 4
            序列:(1, 34, 'a', 45, 'bbb')  结果: 5  
            序列:'hello w'    结果: 7
   

   def self_len(x):
       count = 0
       for i in x:
           count += 1
       return count
   
   print(self_len((1, 34, 'a', 45, 'bbb')))
   

10. 写一个自己的max函数，获取指定序列中元素的最大值。如果序列是字典，取字典值的最大值

       例如: 序列:[-7, -12, -1, -9]    结果: -1   
            序列:'abcdpzasdz'    结果: 'z'  
            序列:{'小明':90, '张三': 76, '路飞':30, '小花': 98}   结果: 98
    

    def self_max(x):
        value = 0
        if type(x) == dict:
            for i in x:
                if value == 0:
                    value = 1
                    max_value = x[i]
                    continue
                if x[i] > max_value:
                    max_value = x[i]
            return max_value
        else:
            for i in x:
                if value == 0:
                    value = 1
                    max_value = i
                    continue
                if i > max_value:
                    max_value = i
            return max_value
    
    print(self_max({'小明':90, '张三': 76, '路飞':30, '小花': 98}))
    

11. 写一个函数实现自己in操作，判断指定序列中，指定的元素是否存在

        例如: 序列: (12, 90, 'abc')   元素: '90'     结果: False
             序列: [12, 90, 'abc']   元素: 90     结果: True     
    

    def self_in(x, s):
        for i in x:
            if i == s:
                return True
        else:
            return False
    
    print(self_in((12, 90, 'abc'), 90))
    

12. 写一个自己的replace函数，将指定字符串中指定的旧字符串转换成指定的新字符串

        例如: 原字符串: 'how are you? and you?'   旧字符串: 'you'  新字符串:'me'  结果: 'how are me? and me?'
    

    def self_replace(str_, str_old, str_new):
        return str_new.join(x for x in str_.split(str_old))
    
    print(self_replace('how are you? and you?', 'you', 'me'))