第5章 设计自己的积木块-函数

第五章设计自己的积木块--函数常州工业职业技术学院119五月2026Python程序设计丁辉袁凯烽商俊燕韩少勇范晓玲郝亚平王霞俊吴春晖目录

Contents01函数基础02函数参数03变量的作用域04函数设计精选案例0507小结2函数基础0141.函数的定义格式程序设计中的函数就是把代码根据功能不同，打包成不同形状的模块，以便编程需要时进行调用，从而实现代码的复用，保证代码的一致性，简化代码的调试与维护工作。通常函数定义遵守“内聚性高，耦合度低”的原则。def函数名（[形式参数列表]）:‘’’

多行注释，也可以是单行注释 ’’’

函数体（实现函数功能的语句集合）

2.函数的定义示例defadd(a,b):'''这是一个求两个对象之和的函数，

可以求数值的和，字符串的和，列表的和，元组的和等'''c=a+breturnc函数基础5函数返回值和形式参数都不需要类型声明函数的返回值由return返回；无返回值时，可以没有return语句函数体相对于def关键字必须保持一定的空格缩进函数定义首行最后的”：”不能丢函数定义格式的“()”不能省略函数可以没有形式参数列表函数定义注意事项函数基础63.关于注释>>>defadd(a,b):#定义一个函数add()

'''返回两个参数的和，

可以对整数、实数、复数以及列表、元组和字符串求和'‘’ c=a+b returnc#返回所求的和“返回两个参数的和，

可以对整数、实数、复数以及列表、元组和字符串求和”这个注释的文字将存放在函数add的__doc__属性中，当用help(add)查看时，将会显示此注释等信息。>>>help(add)Helponfunctionfuninmodule__main__:

add(a,b)

返回两个参数的和，

可以对整数、实数、复数以及列表、元组和字符串求和也可用print()输出__doc__的值>>>print(add.__doc__)函数基础函数基础74.函数调用Python中函数调用的一般格式是：函数名（[实参列表]）调用前述自定义的函数add()>>>sum=add(12,34)>>>sum46>>>k=add(54.3,32.4)>>>k86.69999999999999>>>add(1+3j,5-8j)(6-5j)>>>add("you","areagoodboy.")'youareagoodboy.'>>>add([1,2,3],[4,5,6])[1,2,3,4,5,6]>>>add((9,8,7,6),(1,2,3))(9,8,7,6,1,2,3)Python内建函数abs()（求绝对值）的调用>>>abs(23)23>>>abs(-45)45>>>abs(-12.78)12.78函数基础①对于有参函数的调用，首先是将实际参数的值（不可变对象）或引用传递给形式参数变量，然后执行函数体语句，最后返回。比如add(12,34)的调用，就是将12传递给形式参数变量a，将34传递给形式参数变量b，然后执行函数体语句，最后返回所求的和46赋值给sum。②通过上述add()调用的示例，可以看到add()可以求多种类型对象的和，进一步说明Python中为什么变量是没有类型的，变量是指向实际对象的引用。函数基础85.Lambda表达式lambda表达式常用来声明匿名函数，即没有函数名字临时使用的小函数。其语法形式如：lambdaparams:expr其中params表示是参数，可以是多个，用”,”隔开；expr是函数要返回值的表达式。>>>f=lambdax:x**2+5*x+1#定义一个lambda表达式，x是参数>>>f(4)#调用lambda表达式37>>>g=lambdax,y,z:x+y+z#x,y,z是参数>>>g(3,7,1)11>>>g(x=5,z=4,y=4)#使用关键参数调用13>>>g(4,y=5,z=5)#使用位置参数和关键参数调用14函数基础函数基础9简单的匿名函数，节省代码不复用的函数为了获得清晰简洁的代码，增加代码的可读性Lambda表达式一般用在以下这些情况函数基础函数基础函数参数0211函数参数函数参数Python的函数定义非常简单，但是灵活性非常大，比如前述的add()函数，只要传递两个实参对象就可以进行”+”运算。Python函数定义时，形式参数不需要进行类型说明，同样返回值也不需要进行类型说明，这样就给函数功能等带来了很大的灵活性。另外，Python函数的形式参数可以是多种形式，如默认参数、可变参数、关键参数，以提高函数的灵活性，简化调用。12位置参数：前述定义的add()函数有两个形式参数，当调用该函数时需要传递两个实际参数，依次传递给形式参数变量a和b。如add(-12,78.5)的调用，将-12传递a，78.5传递b，由于a，b在定义函数时的顺序就已经确定了，传递时，也是按顺序依次进行传递。像a，b这样的形式参数称之为位置参数。调用函数时，位置参数必须按次序传递，如果调用add()函数时，只给了一个实际参数，如：>>>add(12)Traceback(mostrecentcalllast):File"<pyshell#39>",line1,in<module>fun(12)TypeError:fun()missing1requiredpositionalargument:‘b'从上面输出的错误提示中发现这样的关键词”positionalargument”，从而说明a，b是属于位置参数。>>>pow(6)#Python内置函数Traceback(mostrecentcalllast):File"<pyshell#22>",line1,in<module>pow(6)TypeError:pow()missing1requiredpositionalargument:'n'

同样提示缺少了位置参数n，pow()函数是2个参数，分别是x和n。函数参数1.位置参数13默认参数：在定义函数时，为某些形式参数设置默认值，这类参数称之为默认参数。函数调用时，对于默认参数，如果没有提供实际参数，则使用默认值，如果提供了实际参数，则使用实际参数值。也就是说，在调用函数时，是否为默认参数传递实参是可选的，具有较大的灵活性。带有默认参数的函数定义格式如下：

def函数名（…，形参名=默认值[,…]）：‘‘’多行或单行注释’’’函数体

定义一个函数my_pow()，求xy：defmy_pow(x,y=2):"求x的y次方"s=1foriinrange(y):s=s*xreturns>>>my_pow(3,5)#求35，将3传递给x，5传递给y243>>>my_pow(-3)#只提供了一个实参-3，传递给x，形参y使用默认值2，即求（-3）2

9函数参数2.默认参数14通过help()查看Python内置函数print()，结果如下：>>>help(print)Helponbuilt-infunctionprintinmodulebuiltins:

print(...)

print(value,...,sep='',end='\n',file=sys.stdout,flush=False)

Printsthevaluestoastream,ortosys.stdoutbydefault.Optionalkeywordarguments:file:afile-likeobject(stream);defaultstothecurrentsys.stdout.sep:stringinsertedbetweenvalues,defaultaspace.end:stringappendedafterthelastvalue,defaultanewline.flush:whethertoforciblyflushthestream.

可以看到print()函数有四个默认参数，即”sep='',end='\n',file=sys.stdout,flush=False”。sep=''表示各输出项目之间用空格分隔，end='\n'表示一个print()函数输出后，默认回车换行，file=sys.stdout表示默认输出信息输出到标准设备上（一般就是显示器），flush表示是否将输出结果立即刷新到file所指的文件里，True表示立即刷新，False表示到关闭file所指的文件时才刷新。“value,...”表示多个输出项。print()函数的功能是将一个或多个value输出到一个数据流文件，默认输出到标准输出设备上（sys.stdout）。默认参数要放在位置参数之后。如下定义函数时，就会出现错误提示：>>>defpow(y=2,x):s=1SyntaxError:non-defaultargumentfollowsdefaultargument错误的中文意思是：非默认参数跟在默认参数后。函数参数2.默认参数15关键参数：如果一个函数有多个参数，在调用时，如果不想按位置顺序提供实参，那么可以按形式参数名来传递参数。这种参数传递方式称为关键参数。对前面定义的add()、pow()函数采用关键参数调用如下：>>>add(b='czili.',a='Myschoolis')'Myschoolisczili.'>>>pow(n=5,x=4)1024采用关键参数进行参数传递，可以不用考虑参数传递的顺序。避免了用户需要牢记参数顺序的麻烦，使得函数调用更加灵活方便。关键参数是一种参数传递方式。函数参数3.关键参数16可变长度参数：顾名思义就是传入的参数个数是可变的。Python中可变长度参数有两种形式，分别是*args和**kwds。*args用来接收任意多个实参并将其放在一个元组中，**kwds用来接收类似于关键字参数形式的多个实参，并放入字典中。*args形式参数的函数定义。定义一个函数，求不定长序列的和，即求：a+b+c+……，所求序列的长度是不确定的，为此采用*args这种不定长参数的形式来定义函数如下：>>>defsum(*args): print(type(args))#查看一下args的类型 s=0 forkinargs:s=s+k print(s)sum()函数的调用>>>sum(1,2,3)<class'tuple'>#形参args是一个元组6>>>sum(-34.5,23,79.8,234)<class'tuple'>302.3函数参数4.可变长度参数17**kwds形式参数的函数定义>>>deffun(**kwds): print(type(kwds))#查看一下kwds的类型 forkey,vinkwds.items():#遍历一下kwds print(key,v)fun()函数的调用其实就是采用关键字参数的形式进行调用>>>fun(name='wang',sex='F',age=18)<class'dict'>#形式参数保存成字典的类型namewangsexFage18函数定义时，可以使用位置参数、默认参数和可变长度参数等多种形式参数的组合，但是需要注意参数定义时的顺序为：位置参数→默认参数→可变长度参数。函数参数4.可变长度参数18关于参数传递，需要理解的是值传递还是引用传递。如果实参是不可变对象，则是值传递，如果实参是可变对象，则是引用传递。由于引用传递，在函数内修改引用对象的值时，这个修改也会改变实参引用对象的值。但是如果在函数内又重新创建了对象，并且是形参指向了新的对象，则不会修改实参引用对象的值。通过以下示例来进一步理解引用传递。>>>deffun_1(x):#定义一个函数 print(x)#输出传递过来的列表 x.append(8)#给列表追加一个元素8，修改了列表的值 print(x) #输出新列表的值>>>list=[0,1,2,3]>>>fun_1(list)#实参列表为可变对象[0,1,2,3][0,1,2,3,8]>>>list#调用函数后list的值[0,1,2,3,8]

这个案例说明，在用列表作实参调用函数时，在函数内部修改了列表的值，则实参引用对

象list的值也改变了>>>deffun_2(x): print(x)

x=x+[88]#创建了一个新的列表 print(x)>>>list=[0,1,2,3]>>>fun_2(list)[0,1,2,3][0,1,2,3,88]>>>list[0,1,2,3]#此处的list没有改变由于函数内的语句”x=x+[88]”是创建了新的列表对象，所以实参引用对象就不会改变了函数参数5.关于参数传递可以使用id()函数查看对象的地址，从而更好地理解变量所指向的对象。变量的作用域0320变量的作用域就是变量起作用的范围，或者说是可以被哪部分程序访问，也可称为命名空间。一个变量在函数内部和外部定义，其作用域不同；如果用特殊关键字定义的变量，其作用域也有相应的规则。Python中根据作用域将变量分为局部变量和全局变量两种。函数参数变量的作用域21局部变量：在函数内部定义的变量（包括形式参数变量），其作用范围只在定义之后，到函数结束为止，这类变量是局部变量。【例5-1】编程求圆的面积。#eg5_1.py#局部变量应用示例importmath#定义一个求圆面积的函数defcircle(r):print(“circle函数内局部变量r=%.2f"%r)s=math.pi*r*r#求面积r=8#修改函数内局部变量r的值print("修改rg,circle函数内局部变量r=%.2f"%r)returns#返回所求的面积

r=float(input(“请输入圆的半径：”))#全局变量rprint(“circle函数外全局变量r=%.2f"%r)#调用函数求圆的面积area=circle(r)print(“circle函数调用后，全局变量r=%.2f"%r)print("半径为%.2f的圆,面积是%.2f"%(r,area))print(“在函数外输出circle函数内变量s的值%.2f"%(s))【例5-1】运行结果请输入圆的半径：6circle函数外全局变量r=6.00circle函数内局部变量r=6.00修改后，circle函数内局部变量r=8.00circle函数调用后，全局变量r=6.00Traceback(mostrecentcalllast):File"E:/ding/Python-code/ch3_1.py",line21,in<module>print("在函数外输出circle()函数内变量s的值%.2f"%(s))NameError:name's'isnotdefined请结合运行结果理解局部变量的作用范围函数参数1.局部变量22全局变量：在函数外定义的变量，是全局变量，其作用域是整个程序范围。【例5-2】全局变量的应用示例。#eg5_2.py#writebyding#2018-7-24total=0#定义一个全局变量print("全局变量初始值为：%d"%total)

defsum(a,b):’’’使用关键字”global”说明全局变量之后，才可以修改其值，否则只能引用其值，不能修改’’’globaltotaltotal=a+b

sum(25,38)print("全局变量修改后的值为：%d"%total)【例5-2】运行结果全局变量初始值为：0全局变量修改后的值为：63函数参数2.全局变量23在函数内部使用全局变量，如果只是引用其值，则可以直接使用；如果需要修改全局变量的值，则需要使用关键字”global”进行说明之后才能修其值。当局部变量和全局内变量同名时，那么在局部变量作用域内会隐藏全局变量。如【例5-1】的r，在函数circle()内部时，是局部变量r有效。12函数参数注意虽然全局变量的作用范围是全部程序，但是不建议多用全局变量。全局变量的使用降低了软件的质量，使程序的调试、维护变得困难。日常生活中我们要正确处理全局和局部利益的关系！服从大局，树立大局意识。函数设计精选案例0425函数参数函数设计精选案例

函数的设计同样使用IPO模式进行分析，I（输入数据）就是对应函数的参数，O（输出结果）就是函数的返回值，也可以直接在函数体内进行输出。P（算法）就是函数体，对输入参数进行处理，获得返回值或者是输出结果。

对于前述定义的函数add()，其I为两个参数a，b；O为返回值c；P比较简单，就是求a+b。

再比如定义一个求xn的函数，其I为两个参数，分别为x和n；O为xn；P为计算n个x相乘。因此函数定义如下：defpow(x,n):y=1foriinrange(n): y=y*xreturny26【例5-3】编写一个计算梯形面积的函数。分析：最基本的梯形面积计算公式是：s梯=(上底+下底)×高÷2。因此需要三个参数即上底、下底和高。返回值就是所计算的面积。#eg5_3.py#writebyding#2018-5-8

importmathdeft_Area(a,b,h):#对输入的参数进行检查，确保是数值ifisinstance(a,(int,float))andisinstance(b,(int,float))andisinstance(h,(int,float)):s=(a+b)*h/2returnselse:print("必须输入的是整数或实数。")

print(t_Area(5,8,4))print(t_Area(5,8,’k’)函数参数函数设计精选案例27【例5-4】编写一个函数，对所接收字符串中大小写字母个数进行统计，并将统计结果按先大写后小写字母的个数，采用元组的形式进行返回。分析：函数的参数是一个字符串，返回值是两个整数，用元组的形式进行返回。#eg5_4.py#writebyding#2018-5-8

defs_Count(s):t=[0,0]forchins:ifch.isupper():t[0]+=1elifch.islower():t[1]+=1returntuple(t)

print(s_Count("aA12KmlyuL08!#R"))函数参数函数设计精选案例28【例5-5】编写一函数，判断一个正整数是否是素数，如果是则返回True，否则返回False。#eg5_5.py#writebyding#2018-5-8importmathdefprime_judg(s):#由于range()不包含终值，所以要加1foriinrange(2,int(math.sqrt(s))+1):ifs%i==0:breakelse:returnTruereturnFalse

print(prime_judg(13))print(prime_judg(17))print(prime_judg(15))函数参数函数设计精选案例29【例5-6】编写一函数，要求接收一个正的偶数，输出两个素数，并且这两个素数之和等于原来的正偶数。如果存在多组符合条件的素数，则全部输出。分析：函数的参数是一个正偶数，函数的功能是输出全部素数组合，不需要返回值。#eg5_6.py#writebyding#2018-5-8importeg5_5defeven_dec(m):ifm%2==0andm>0:#range()的终止值是int(m/2)+1，不能超过此值，否则会有重复的输出foriinrange(3,int(m/2)+1):ifi%2==1andeg5_5.prime_judg(i)andeg5_5.prime_judg(m-i):print("%d=%d+%d"%(m,i,m-i))

even_dec(34)【例5-6】中调用了【例5-5】的函数，因此调试时，需要把【例5-5】函数的代码导入，即importeg5_5。函数参数函数设计精选案例30【例5-7】微信抢红包很能吸引人