python-函數(shù)

函數(shù)

def add(x,y): 函數(shù)名add（標(biāo)識符）對應(yīng)一個內(nèi)存中的一個函數(shù)對象，因此也可以有多個標(biāo)識符同時指向這個對象，同樣可以調(diào)用。
再次定義會創(chuàng)建一個新的function對象，不是對原來對象的修改；add（標(biāo)識符）指向這個新的對象，原來的函數(shù)對象引用計數(shù)減一。
函數(shù)調(diào)用：add(2,3) 將（2,3）傳入add指向的函數(shù)對象中進(jìn)行計算
函數(shù)是一個可調(diào)用對象；callable(add) ==> True
函數(shù)傳參
1、位置傳參；2、關(guān)鍵字傳參；3、可變位置傳參；4、keyworld-only；5、可變關(guān)鍵字傳參
關(guān)鍵字參數(shù)必須在位置參數(shù)后面，每個參數(shù)只能接受一個值，否則多值錯誤；位置參數(shù)可以使用關(guān)鍵字傳參

def sum(*iterable):
    print(type(iterbale))  # iterbale ==> 元組，不傳入為空元組
    for i in iterable:
        pass
def sum1(iterable):
   print(type(iterbale))
       for i in iterable:
           pass
sum(x for i in range(10)))  # 傳入生成器
sum1(range(5)))  # 傳入一個對象

可變位置參數(shù)：收集所有位置參數(shù)作為一個元組。
可變關(guān)鍵字參數(shù)：收集所有關(guān)鍵字參數(shù)作為一個字典。

def fn(a, b=5, *args, **kwargs):
    pass
fn(5, a=2, c=3, b=4,z=5) 
##位置參數(shù)和關(guān)鍵字參數(shù)混用，關(guān)鍵字參數(shù)可以亂序，多余的kwargs收集為字典

keyword-only

def fun(x=4, *args, y, **kwargs):  
# y只能接受關(guān)鍵字參數(shù)，keyword-only參數(shù)
pass
def func(*args, x=0, y):  # 正確，keyword-only 默認(rèn)值可以在前
pass
def func1(*,m): # m 必須為關(guān)鍵字傳參
pass

元組，列表，字符串，迭代器，生成器，range對象均可以解構(gòu)
字典解構(gòu)傳參

def fun(a, b):
    pass
fun(**{"a":1,"b",2})               # ==> fun(a=1,b=2)
fun(*{"a":1,"b",2}.values())   # ==> fun(*(1,2))

函數(shù)返回值：使用return 返回，函數(shù)執(zhí)行return后函數(shù)結(jié)束，并返回return 指定的內(nèi)容，未定義return默認(rèn)return None
函數(shù)作用域：函數(shù)定義的變量只在該函數(shù)內(nèi)部，函數(shù)的局部作用域，也稱本地變量
全局變量、全局作用域：全局可見，可以向內(nèi)部穿透，在函數(shù)內(nèi)部可見
函數(shù)嵌套：
執(zhí)行函數(shù)定義的時候不會執(zhí)行內(nèi)部的語句，內(nèi)部定義的函數(shù)無法執(zhí)行
```
def func():
x = 1
def fn():
    x = x + 1  #  調(diào)用時將會報錯，未定義本地x的值之前，使用了本地的x
```

global：聲明全局變量，該作用域中的該變量將會在全局中尋找該變量。

def func:
global x # 聲明全局作用域，必須是全局作用域，上一層使用的nonlocal
x = 1  # 在函數(shù)中可以定義全局變量，且執(zhí)行后外部可用
x += 1

閉包

閉包：函數(shù)嵌套使用時，內(nèi)層函數(shù)使用到了外層函數(shù)定義的局部變量，形成了閉包。
python 中實現(xiàn)閉包的方式：
1.內(nèi)部可以外部引用類型的變量，并可對其進(jìn)行內(nèi)部修改
```
def func():
x = [1]
def fn():
    x.append[4]
return fn
foo = func()
foo()   #  每次輸出將會在上一次的結(jié)果上增加一個元素；x 的操作與外部形成了閉包
```
2.也可以使用nonlocal實現(xiàn)閉包：內(nèi)部變量聲明使用外部定義的變量
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def func():
    x = 1
    def fn():
        nonlocal x  #聲明該x 是外部變量 x  
        x = x + 1
    return fn
foo = func()
foo()  # 每次調(diào)用x 結(jié)果加1，foo函數(shù)未消亡，x 將不會被清除

如果在內(nèi)部函數(shù)中定義一個變量，該變量名與外部變量名相同，那么這個變量只會使用內(nèi)部的定義的這個值，且需要滿足先賦值，后使用

def func():
x = 1
def fn():
    y = x + 1  # 此處使用了x 變量，但是在下一行才定義x 所以錯誤
    x = y   #  此處定義了與外部變量同名變量，在本函數(shù)內(nèi)部所有范圍內(nèi)只能用該變量
    # 如果沒有第5行對x的重新定義，第4行中x將會使用外部的x變量

nonlocal：非該函數(shù)本地的變量，但是也不能是全局中的變量，在其他的任意一層定義即可使用該變量；函數(shù)多層嵌套時，使用nonlocal將會一層層向外部尋找該變量，直到最外層函數(shù)（非全局變量，不會匹配同名的global變量名）
```
def fn():
global c
c = 0
def fn1():
    c = 0
    def fn2():
        def fn3():
            nonlocal c  # 會使用5行的c值，與第3行的c不是同一個比變量
#若沒有第5行的c定義，也無法匹配第3行的c變量。nonlocal無法匹配global變量  
```
global和nonlocal都只是申明本函數(shù)作用域內(nèi)該元素，并向上匹配尋找
默認(rèn)值的作用域

當(dāng)函數(shù)定義之后，會在內(nèi)存中生成一個函數(shù)對象，此時函數(shù)已經(jīng)定義了許多的方法和屬性（可以理解為函數(shù)的元數(shù)據(jù)），例如函數(shù)名字，默認(rèn)值等，函數(shù)參數(shù)的默認(rèn)值已被加載到函數(shù)的兩個屬性之中保存，分別為'. defaults'，'kwdefaults'中

def fun(a, b=1, c={}, *d , m=1, **kw):
a = 1
x = 1
return x
dir(fun) # 查看該函數(shù)定義后的已經(jīng)存在屬性
'''
['__annotations__', '__call__', '__class__', '__closure__',
'__code__', '__defaults__', '__delattr__', '__dict__',
'__dir__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__',
'__get__', '__getattribute__', '__globals__', '__gt__', 
'__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__kwdefaults__',
'__le__', '__lt__', '__module__', '__name__', '__ne__', 
'__new__', '__qualname__',  '__reduce__', '__reduce_ex__',
'__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__',
'__subclasshook__']
'''
# 默認(rèn)值被保存到 __defaults__ 和 __kwdefaults__中，分別保存位置參數(shù)
# (使用元組）和kw-only參數(shù)（使用字典）
fun.__defaults__       # ==> ( 1, {} )   保存了b和c的缺省值
fun.__kwdefaults__     # ==> {'m': 1}     保存了m 的默認(rèn)值

注：當(dāng)默認(rèn)值為引用類型時，使用變量操作時可能會引起默認(rèn)值的改變（在使用默認(rèn)值時，進(jìn)行一些引起本對象的操作就會引起默認(rèn)值改變）
如：list，bytearray，set，dict等可變類型對自身修改的操作，可變序列的 += 操作

def fun(x = [], b=1):
x.append(1)   # 此時 x 是默認(rèn)值列表中對象，直接操作默認(rèn)值參數(shù)的對象
x += [1]         # += 執(zhí)行列表的extend，也是對x本對象的改變
b = 2             #b原本指向默認(rèn)值列表中的1，現(xiàn)在指向新的對象2，原對象未改變

LEGB原則：尋找一個變量時候的先后順序
當(dāng)內(nèi)部定義一個與全局變量或者build-in中相同的變量名時，將會使得全局或者build-in中的函數(shù)無法在本程序內(nèi)使用，例如：
```
print = 1   # 定義一個變量為print，此時print指向一個int對象，
print(1)     #  此時將會報錯，默認(rèn)先使用本文件中的print，而不是build-in中
```
匿名函數(shù)
1. 匿名函數(shù)普通定義
2. 定義后可以使用變量接收，此時等同于 def
3. 創(chuàng)建對象后直接調(diào)用，在函數(shù)后部直接（）進(jìn)行調(diào)用
  特點：簡潔，快速實現(xiàn)某種功能，一次性創(chuàng)建使用，節(jié)省內(nèi)存。
```
lambda x : x + 1    #  返回值===> 對象,":"后不能出現(xiàn)賦值表達(dá)式
foo = lambda x : x + 1  # ===> 返回的對象使用一個變量接收，foo可調(diào)用
(lambda x : x+1)(1)  # ==> 直接在創(chuàng)建后調(diào)用，（）+ 傳入?yún)?shù)調(diào)用
```

使用場景
構(gòu)造一個類型，完成某種功能

# 返回一個和str功能相同的函數(shù)對象，效果相同
sorted([1,2,3,"a"], key = str)
sorted([1,2,4,"a"], key = lambda x :str(x))
# 可以定制一些自己的比較方式,例如：
sorted([1,2,4,"a"], key = lambda x :hash(x)) # 使用元素哈希值排序
sorted([1,2,4,"a"], key = lambda x :func(x)) # func為自己定義的函數(shù)，實現(xiàn)自定義

構(gòu)造某些類型，使用其返回值

d = defalutdict(lambda ：0)
for k in "abc":
    d[k] += 1   # 第一次將會調(diào)用lambda并返回初始值0值，完成累加

d = defalutdict(lambda ：[])    # 構(gòu)造列表 == list
for k in "abc":
    d[k].append(1)

嵌套使用，可用于閉包

def fun():
x =  [ ]
return lambda  a : x.append(a)   # 匿名函數(shù)使用外層函數(shù)x,形成閉包

遞歸函數(shù)

函數(shù)調(diào)用過程：函數(shù)定義后，會在內(nèi)存中生成函數(shù)對象，在調(diào)用函數(shù)時，函數(shù)將會在main函數(shù)之上壓棧，對應(yīng)的參數(shù)分別進(jìn)行壓棧，函數(shù)全部執(zhí)行結(jié)束，函數(shù)對象進(jìn)行彈棧，繼續(xù)執(zhí)行main函數(shù)；如果函數(shù)未進(jìn)行彈出棧時調(diào)用新的函數(shù)，函數(shù)將會繼續(xù)壓棧，直到棧上層函數(shù)執(zhí)行完成彈出后下層函數(shù)才會依次彈出；先進(jìn)棧函數(shù)后出棧，后進(jìn)棧函數(shù)一定會先彈出才能彈出下層函數(shù)
遞歸函數(shù)：在自己函數(shù)內(nèi)部反復(fù)調(diào)用自己，形成一個循環(huán)的調(diào)用。
間接遞歸：A調(diào)用B函數(shù)，B調(diào)用C，C調(diào)用A形成間接的遞歸調(diào)用
注：遞歸必須有邊界條件，達(dá)到某個條件將對停止自身調(diào)用，并進(jìn)行一層層的return 返回，這是一個“逆向”的操作，先執(zhí)行內(nèi)部函數(shù)，在執(zhí)行外層函數(shù) ；
內(nèi)層函數(shù)的 return 值將會成為外一層函數(shù)調(diào)用結(jié)果，注意 return 值的控制。
遞歸思路：找出遞推公式，即：F( n) = f ( n - 1) 的關(guān)系，有了該關(guān)系，基本可以寫成以下形式

def func(n):
if n == ?                   # 退出條件，可能不止一個
    return ?               # 一個確定的值，不可以再調(diào)用自身
return func( n - 1 )  #  根據(jù)實際遞推公式變化

遞歸分析：分析返回結(jié)果習(xí)慣從最里層分析。
遞歸最大深度：無限遞歸將會消耗所有的棧資源，所以python中對遞歸層數(shù)進(jìn)行了限制，查看方法：
```
import sys 
print(sys.getrecursionlimit())  # ==> 最大遞歸數(shù)
```
遞歸會使用大量函數(shù)的壓棧，開辟和清理新的?？臻g需要時間和資源，效率較低；一般不使用

生成器函數(shù)

yield關(guān)鍵字

yield只能在函數(shù)中使用，當(dāng)函數(shù)中有yield關(guān)鍵字，該函數(shù)執(zhí)行時將會返回一個生成器對象，每次使用 next驅(qū)動，遇到y(tǒng)ield語句暫停執(zhí)行，等待下一次next，但當(dāng)執(zhí)行到return 語句時，將結(jié)束生成器運行。

def func():
for i in range(3):
    yield i                   #  執(zhí)行到y(tǒng)ield，返回一次結(jié)果，并暫停函數(shù)執(zhí)行 
f = func()                     # 調(diào)用函數(shù)將不會執(zhí)行，而是返回一個生成器對象
next(f)                        # 使用next()，返回每次yield值 
每次調(diào)用函數(shù)func 將會返回一個新的生成器，不能直接對func()進(jìn)行操作，否則每次生成新的對象。

每次調(diào)用函數(shù)func 將會返回一個新的生成器，不能直接對func()進(jìn)行操作，否則每次生成新的對象。
函數(shù)中如果有return語句，執(zhí)行return語句將會結(jié)束函數(shù)，但是無法拿到return返回值。
使用next函數(shù)執(zhí)行到最后將會報錯，StopIteration
.send()方法

send()是生成器對象的一個方法，會推動生成器函數(shù)執(zhí)行，直到遇到 yield 語句，并接受返回的yield 的值，同時，send會將實參傳入生成器函數(shù)內(nèi)部yield語句，作為yield函數(shù)體內(nèi)部執(zhí)行后的返回值，從而實現(xiàn)生產(chǎn)器函數(shù)內(nèi)部的一種“交互”

def foo():
i = 0
while True:
    i += 1
    res = yield i           #yield 的默認(rèn)返回值None，外部使用send后將返回send值
    print(res)
g = foo()
g.send("abc")                # 執(zhí)行next(g)，并將"abc"作為生成器g內(nèi)部yield的返回值

使用案例：重置計數(shù)器，send任意值重置計數(shù)

def foo():
i = 0
while True:
    i += 1
    res = yield i                # 第一次執(zhí)行會返回i, 然后暫停函數(shù)的執(zhí)行
    if res is not None:      # 當(dāng)收到send值，重置計數(shù)器i
        i = 0
    print(res)                    # 下一次next,才會使用res 即"abc"
g = foo()                             # 生成器對象
g.send("abc")

yield from

# 每一次執(zhí)行返回可迭代對象中的一個值
def foo():
yield from [1,2,3]                 # 接iterable

高階函數(shù)

定義及實現(xiàn)

高階函數(shù)：參數(shù)中至少有一個函數(shù)，或者返回值是一個函數(shù)對象的函數(shù)
下面 key 參數(shù)的實現(xiàn)為高階函數(shù)的實現(xiàn)原理，利用高階函數(shù)，自行實現(xiàn)sorted排序函數(shù)

a = [8, 7,6, 47, 464, 4, 32,3,2]
def sort(nums, *, key=None, reverse=False):
res = []
for x in nums:
    for i, v in enumerate(res):                          #第一次不會for,append第一個元素
        cx = key(x) if key else x                        #key實現(xiàn)
        cv = key(v) if key else v                        #只用于比較，插入時使用原值 
        cmp = cx > cv if reverse else cx < cv    # reverse實現(xiàn)
        if cmp: 
            res.insert(i,x)                                     # 找到插入位置i , 插入 x 
            break
    else:
        res.append(x)
print(res)
sort(a, reverse=1, key=str)

常用高階函數(shù)

sorted()
排序函數(shù)：返回排序好的原列表

# sorted(iterbale, *, key=None, reverse=False）
# 結(jié)合 lambda 實現(xiàn)特定功能
# 使用 lambda 按照其lambda返回值的數(shù)值大小依次進(jìn)行排序
sorted(a, key=lambda x: abs(x-10) )     # 以x-10的絕對值大小排序
sorted(a, key=lambda x: 1)                   # 原來的序列

filter()

將可迭代對象中的每個元素放入function中，將function 返回值為等效false 的元素進(jìn)行過濾
function接受一個參數(shù)，且返回值應(yīng)當(dāng)是bool類型，或其返回值等效布爾值

function參數(shù)如果是None，可迭代對象的每一個元素自身等效布爾值

# filter(function, iterable)  ==> 迭代器,惰性對象
list(filter(int, ["0", "12"]))             # ==> ["12"]  #int("0")后等效false
list(filter(lambda x: int(x), ["0", "12"]))                 # 同上功能
filter(None, [None, 0, "False", False, [],"",(), {}])  # ['False']

map()

# map(self, /, *args, **kwargs)
# map(func, *iterables) --> map object  # 返回map對象，惰性  
map(str, range(5))                         # [ '0, '1', '2', '3', '4']
map(lambda x: str(x), range(5))       # 同上
map(lambda x,y: (x,y), "abcde", range(10))      # 類似zip,返回組合后的元組

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