python 学习笔记

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  • 函数
    • 函数简介
    • 变量作用域
    • 函数对象
    • 闭包
  • Lambda表达式

函数

函数简介

• 函数以def关键词开头，后接函数名和圆括号()。

• 函数执行的代码以冒号起始，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。

  def functionname (parameters):
         "函数_文档字符串"
          function_suite
          return expression
  

• python的函数具有非常灵活多样的参数，既可以实现简单的调用又可以传入复杂的参数。python允许函数调用时参数顺序与声明时不一致，解释器能够用参数名匹配参数值。

  • 位置参数 (positional argument)

  • 默认参数 (default argument)

  • 可变参数 (variable argument)：*args，可以是零个或任意个，自动组装成元组，并且会存放所有未命名的变量参数。

  • 关键字参数 (keyword argument)：**kw，可以是零个或任意个，自动组装成字典。

    def printinfo(arg1, *args, **kwargs):
        print(arg1)
        print(args)
        print(kwargs)
    
    
    printinfo(70, 60, 50)
    # 70
    # (60, 50)
    # {}
    printinfo(70, 60, 50, a=1, b=2)
    # 70
    # (60, 50)
    # {'a': 1, 'b': 2}
    

  • 命名关键字参数 (name keyword argument)：*, nkw

  • 参数组合：上述参数中「位置参数、默认参数、可变参数和关键字参数」和「位置参数、默认参数、命名关键字参数和关键字参数」可以四个一起使用，但是顺序不能改变，不然解释器会出现解析错误。

    尤其注意可变参数和命名关键参数不可同时使用

    def printinfo(arg1, *, nkw, nkw1, **kwargs):
        print(arg1)
        print(nkw)
        print(nkw1)
        print(kwargs)
        
    
    printinfo(70, nkw=10, nkw1=11, a=1, b=2)
    # 70
    # 10
    # {'a': 1, 'b': 2}
    
    printinfo(70, 10, 11, a=1, b=2)
    # TypeError: printinfo() takes 1 positional argument but 3 were given
    # 没有写参数名，10和11被当作「位置参数」，因此报错
    

变量作用域

• Python 中，程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的，访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的。

• 定义在函数内部的变量拥有局部作用域，该变量称为局部变量。

• 定义在函数外部的变量拥有全局作用域，该变量称为全局变量。

• 局部变量只能在其被声明的函数内部访问，而全局变量可以在整个程序范围内访问。

• 当内部作用域想修改外部作用域的变量时，就要用到global和nonlocal关键字。

• 内嵌函数

  def outer():
      print('outer函数在这被调用')
  
      def inner():
          print('inner函数在这被调用')
  
      inner()  # 该函数只能在outer函数内部被调用
  
  
  outer()
  # outer函数在这被调用
  # inner函数在这被调用
  

函数对象

函数对象是指函数可以被当作「数据」来处理

• 函数可以被引用

• 函数可以作为容器类型的元素

• 函数可以作为参数传入另外一个函数

• 函数的返回值可以是一个函数

参考文章：
python API

闭包

• 是函数式编程的一个重要的语法结构，是一种特殊的内嵌函数。

• 如果在一个内部函数里对外层非全局作用域的变量进行引用，那么内部函数就被认为是闭包。

• 通过闭包可以访问外层非全局作用域的变量，这个作用域称为 闭包作用域。

def make_counter(init):
	counter = [init]
	def inc(): 
		counter[0] += 1
	def dec(): 
		counter[0] -= 1
	def get(): 
		return counter[0]
	def reset():
		counter[0] = init
	def nonloc():
		nonlocal counter # 使用关键字nonlocal可以修改闭包作用域中的变量
		counter = [9, 1]
		print(counter)
	return inc, dec, get, reset, nonloc
	
inc, dec, get, reset, nonloc = make_counter(0)
inc()
inc()
inc() # 三次调用inc()函数， 不用重复赋值
print(get())  # 3
dec()
print(get())  # 2
reset()
print(get())  # 0

inc()
inc()
print(get()) # 2
dec()
print(get()) # 1
nonloc() # [9,1]
print(get()) # 9

参考文章：函数对象与闭包

Lambda表达式

在 Python 里有两类函数：

• 第一类：用 def 关键词定义的正规函数
• 第二类：用 lambda 关键词定义的匿名函数

lambda 表达式（有时称为 lambda 构型）被用于创建匿名函数。 表达式 lambda parameters: expression 会产生一个函数对象 ，没有函数名。

1. lambda - 定义匿名函数的关键词。
2. parameters - 函数参数，它们可以是位置参数、默认参数、关键字参数，和正规函数里的参数类型一样。
3. :- 冒号，在函数参数和表达式中间要加个冒号。
4. expression - 只是一个表达式，输入函数参数，输出一些值。

注意：

1. expression 中没有 return 语句，因为 lambda 不需要它来返回，表达式本身结果就是返回值。
2. 匿名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。

• 匿名函数的应用

  匿名函数 常常应用于函数式编程的高阶函数 (high-order function)中，主要有两种形式：

  • 参数是函数 (filter, map)
  • 返回值是函数 (closure)

  # 在 filter和map函数中的应用：
  #   filter(function, iterable) 过滤序列，过滤掉不符合条件的元素，返回一个迭代器对象，如果要转换为列表，可以使用 list() 来转换。
  
  odd = lambda x: x % 2 == 1
  templist = filter(odd, [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
  print(list(templist))  # [1, 3, 5, 7, 9]
  
  
  #  map(function, *iterables) 根据提供的函数对指定序列做映射。
  
  m1 = map(lambda x: x ** 2, [1, 2, 3, 4, 5])
  print(list(m1))  
  # [1, 4, 9, 16, 25]
  
  m2 = map(lambda x, y: x + y, [1, 3, 5, 7, 9], [2, 4, 6, 8, 10])
  print(list(m2))  
  # [3, 7, 11, 15, 19]