一.函数

1.函数的作用

在实现某个功能对应的代码的时候，如果将实现功能对应的函数中，那么下一次再需要这个功能的时候，就不用再使用这个对应的代码了，而是直接调用这个功能的函数就可以了。

2.什么是函数（机器）

函数就是实现某一个特定功能的代码的封装 —— 函数就把实现某个功能的代码打成一个包，以后在需要这个功能的时候，直接使用函数就阔以了。（不同的函数阔以提供不同的功能）

2.1 函数分类

a.系统函数（已经造好的机器）：由系统创建好的函数，只需要在需要他们提供功能的时候去调用它，例如：print、input、max、type等。

b.自定义函数（自己造机器）:由程序员自己创建的函数。

3.定义函数（创建函数） —— 自己造机器

1)语法：

def 函数名(形参列表)：函数说明文档函数体

2说明：

1.def   —— 关键字：固定写法.
2.函数名 —— 程序员自己命名;a.两个要求：是标识符、不是关键字;b.三个规范：见名知义(看到函数名就知道这个函数的功能)；不使用系统函数名或者模块名；所有字母都小写，多个单词用下划线隔开；
3.（） ：     ——  固定写法
4. 形参列表   ——  以'变量名1，变量名2，变量名3，...'的形式存在，这儿的每一个变量就是一个形参；形参的个数阔以是任意多个：0个、1个、2个...；形参可以将函数外部的数据传递到函数里面；        
5.函数说明文档 —— 本质就是一行多行注释；
6.函数体      ——  函数体就是和def保持一个缩进的一条或者多条语句（至少一条）；逻辑上，函数体就是实现函数功能的代码；3）初学者步骤：
第1步：确定函数功能
第2步：确定函数名
第3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4步：通过函数体实现函数的功能(将形参作为对应的数据使用)
第5步：确定函数返回值
第6步：写函数说明文档（注释）

3 案例1：定义一个函数求任意两个数的和

def sum_2(num1, num2):print(num1 + num2)sum_2(10,20) #30

4)案例2：统计一个字符串中中文的个数

def chinese_count(str1):count = 0for x in str1:if '\u4e00' <=x<='\u9fa5':count +=1print(count)
chines_count('123abc你好') #2

5)案例3：提取两个字符串中公共字符

def common_str(str1,str2):new_str =''for x in str1:if x in str2:new_str += xprint(new_str)
common_str("abc","abfe")#ab
#方法2.0
def common_str(str1,str2):print(set(str1) & set(str2))
common_str("abc","abc123") #{"a","b"}

6)案例4：求10的阶乘

#方法1：
def factorial(num):sum = 1for x in range(1,num+1):sum *=xprint(sum)
factorial(10)
# 方法2：
def factorial():sum = 1for x in range(1,11):sum *=xprint(sum)
factorial()
# 方法3：使用后面所学的返回值
def factorial():sum1 = 1for x in range(1, 11):sum1 *= xreturn sum1print(factorial())

4.调用函数(使用函数) —— 使用机器

1）语法：
函数名(实参列表)
2）说明：
函数名  ——  函数名必须是已经定义好的函数；(需要哪个函数的功能就调用哪个函数，就写哪个函数)
()     —— 固定写法
实参列表 —— 实参就是通过形参从函数外部传递到函数内部的数据以“数据1，数据2，数据3，...”的形式存在，这儿的每个数据就一个实参，实参的个数由形参的个数决定。   重要的结论：定义函数的时候不会执行函数体，调用函数的时候才会执行，调用多少次，函数就会执行多少次。
调用过程：每次调用函数的时候；
1)回到函数定义的位置
2)传参(用实参给形参赋值)
3)执行函数体
4)确认返回值
5)回到函数调用的位置接着往后执行

# 完整格式
def 函数名(变量名1, 变量名2,….):""":param 变量名1, 变量名2,…. : :return: """函数说明文档函数体函数名(数据1,数据2,数据3,…)

5.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，可以将实参分为位置参数和关键字参数。1)位置参数  —— 直接将多个数据用逗号隔开，让实参和形参从位置上一一对应2)关键字参数  —— 调用函数的时候，以“形参名1=实参1，形参名2=实参2...”形式存在
注意：
a.如果位置参数和关键字参数一起使用，那么位置参数必须在关键字参数的前面;
b.不管以什么方式传参，必须保证每个参数都有值，并且每个参数只有一个值

def func1(a, b, c):print(f'a:{a},b:{b},c:{c}')# 位置参数
func1(1, 2, 3)
func1(2, 1, 3)
# 关键字参数
func1(a=10, b=20, c=30)
func1(b=20, a=10, c=30)
# 位置参数和关键值参数一起用func1(10, b=20, c=30)
# func1(a=10,20,c=30) 报错
# func1(20,a=10,c=30)报错
func1(10, c=30, b=20)
func1(10, 20, c=30)

6.参数默认值

1）定义函数的时候可以以“形参名=值”的方式给形参赋默认值，有默认值的参数在调用函数的时候可以不用传参。
2）定义函数的时候，可以是有的参数有默认值，有的参数没有默认值，但是没有默认值的参数必须在有默认值的函数。

def func2(a=1, b=2, c=3):print(f'a:{a},b:{b},c:{c}')func2()  # a:1,b:2,c:3
func2(10)  # a:10,b:2,c:3
func2(10, 20)  # a:10,b:20,c:3
func2(10, 20, 30)  # a:10,b:20,c:30
# 如果要跳过前面有默认值的参数，直接给后面的参数传参，必须使用关键字参数
func2(b=200)  # a:1,b:200,c:3# 没有默认值的参数必须放在有默认值参数的前面
def func2(a, b, c=3):passdef func3(a, b=2, c=3):pass
# def func4(a=10, b, c=3) 报错

7.参数类型说明

定义函数的时候可以对参数类型进行说明:
1)没有默认值的参数：形参名：类型名
2)有默认值的参数，默认值的数据类型就是参数类型

def func7(list1:list, str1:str,str2 =""):pass

8.什么是返回值

1)返回值就是从函数内部传递到函数外部的数据。
2)定义函数的时候，需不需要添加返回值的建议：看实现函数的功能有没有产生新的数据，如果有新的数据，就将新的数据作为返回值返回。

8.1.怎么确定函数返回值 —— 怎么将一个数据作为函数的返回值返回

返回值就是return关键字后面的表达式的值（函数内部产生的数据，如果不用返回值返回是无法在函数外部使用的）。

return 数据

# 求两数之和
def sum_2(num1, num2):result = num1 + num2return resultresult = sum_2(20, 20)
print(result)# 求两个数的和以及平均值
def sum_average(num1, num2):s1 = num1 + num2avg = s1 / 2return s1, avg
result = sum_average(10, 30)
print(result) #(40, 20.0)

8.2.怎么使用函数返回值

函数调用表达式的值就是函数的返回值（python中每个函数调用都是有结果的，这个结果就是这个函数在调用的时候得到的返回值）函数调用表达式 —— 调用函数的语句注意：每次调用函数的时候，会执行函数体，并返回返回值。

# 案例：定义函数删除指定数字列表中所有的负数
# 方法1：产生新的列表，需要返回值
def del_minus(nums: list):new_nums = []for x in nums:if x >= 0:new_nums.append(x)return new_numslist1 = [-1, 2, 3, -2]
result = del_minus(list1)
print(result)  #[2, 3]# 方法2：直接删除原列表元素，不需要返回值
def del_minus(nums: list):for x in nums[:]:if x < 0:nums.remove(x)list2 = [-1, 2, 3, -2]
del_minus(list2)
print(list2) #[2,3]

8.3.返回值的作用

注意：return只能在函数体中使用

1）将数据作为函数的返回值返回
2）结束函数(执行函数体的时候如果遇到return，函数直接结束)

def func1():print('_________________')return 10print('+++++++++++++++++')print('==================')print(func1())  # 10def func2():print('_________________')returnprint('+++++++++++++++++')print('==================')print(func2())  # None

def func3(n):for x in range(1, n):if x % 3 == 0:return xprint(f'x:{x}')print(func3(5))
"""
x:1
x:2
3
"""

9.变量作用域

变量作用域指的是变量定义完成后可以使用的有效范围。
根据变量作用域的不同，可以将变量分为全局变量和局部变量。

9.1全局变量和局部变量

9.1.1全局变量

1.python中没有定义在函数（def）中或者类（class）中的变量默认都是全局变量。
2.作用域：从定义开始到程序结束。

9.1.2局部变量

1.定义在函数中的变量就是局部变量。
2.作用域：从定义开始到函数结束。

# a,b,c是全局变量
a = 10
print('外面a：', a)
# x和b都是全局变量
for b in range(3):c = 20print('循环里面a：', a)print('循环里面b：', b)print('外面b：', b)
print('外面c：', c)
_________________________分割线______________________________def func1():print('函数里面a：', a)print('函数里面b：', b)print('循环里面c：', c)func1()
'''
外面a： 10
循环里面a： 10
循环里面b： 0
循环里面a： 10
循环里面b： 1
循环里面a： 10
循环里面b： 2
外面b： 2
外面c： 20
函数里面a： 10
函数里面b： 2
循环里面c： 20
'''

# m和n是局部变量
def func1(m):n = 1000print(f'函数里面m:{m}')print(f'函数里面n:{n}')func1(2)  # 函数里面m:2   函数里面n:1000
# print(f'函数外面m：{m}')  报错
# print(f'函数外面n：{n}')  报错

9.2全局变量和局部变量的存储原理——global

注意：变量能不能使用，看的是使用的时候内存中有没有

1）全局变量默认保存在全局栈区间，在程序结束后才会被自动释放。
2）调用函数的时候系统会自动为这个函数创建一个临时的栈区间，用来保存在函数中产生的数据（局部变量就是保存在函数对应的临时站区间中的），函数对应的临时栈区间会在函数调用结束的时候自动释放。
即：局部变量是保存在函数对应的临时栈区间中，函数调用结束就会被自动释放。
3）在函数中可以通过关键字global修改局部变量的保存方式。

name = '小明'def func3():# 在函数内部定义全局变量用globalglobal numnum = 100# 在函数内部修改全局变量的使用globalglobal namename = '小花'  # 此时的小花还是局部变量，所以在后面print的时候只会是全局变量的name小明，可以用global来修改func3()print(num)  # 100
print(name)  # 小明 #使用global后：小花

10.匿名函数——没有名字的函数

1.语法：函数名 = lambda 形参列表：返回值
相当于：
def 函数名(形参列表):
return 返回值

2.注意：
1)匿名函数的形参至少一个；
2)匿名函数的调用和普通函数一样；
3)无默认值的类型说明在匿名函数中不能用；

3.***案例：***定义一个匿名函数求任意两个数的和。

sum_2 = lambda num1, num2: num1 + num2
result = sum_2(100, 200)
print(result)result = sum_2(num1=10, num2=20)
print(result)
# 形参默认值
sum_2 = lambda num1=1, num2=2: num1 + num2
result = sum_2()
print(result)

***案例：***定义一个匿名函数，判断指定的年是否是闰年

is_leap_year = lambda year_num: (year_num % 4 == 0 and year_num % 100 != 0) or year_num % 400 == 0
result = is_leap_year(2022)
print(result) #False

11.实参高阶函数

1.函数的参数是函数的函数就是实参高阶函数。

2.给参数的是函数的参数传参：

​ a：使用普通函数函数名；

​ b：使用匿名函数；

3.重点：掌握系统或者第三方库提供的实参高阶函数的用法；

4.常见的实参高阶：max、min、sorted、列表.sort、map、reduce；

# x为序列
def func1(x):print(x[1])func1('abc')
func1([10, 20])
func1({1: 100, 'a': 100})# x为字符串
def func2(x):print(x.split('+'))func2('abc')

# 传参x传函数,func3就是一个实参高阶函数
def func3(x):# x = chuan_canx()def chuan_can():print('chuan_can函数')func3(chuan_can)  # chuan_can函数def func4(x):# x= t2print(x(10, 20) + 30)  # print(t2(10, 20) + 30)def t2(n1, n2):# n1 = 10,n2=20return n1 * n2func4(t2)  # 230
func4(lambda n1, n2: n1 + n2)

12.常见的实参函数

12.1 max、min、sorted、列表.sort函数

1）max(序列) —— 直接比较序列中元素的大小求最大值

2）max(序列，key=函数) —— 按照函数制定的规则比较序列中元素的大小获取最大值
函数的要求：
a.有且只有一个参数（这个参数代表的是序列中的每个元素）
b.有一个返回值（返回值就是比较对象）

3)案例：

nums = [83, 67, 19, 22, 80, 70, 93]
print(max(nums))
# 案例：求个位数最大的元素。
result = max(nums,key=lambda item:item % 10)
print(result)# 19    item就是元素，代表的就是参数名# 案例：求nums绝对值最大的元素。
nums = [-83, -67, -190, 22, 80, 70, 93]
result = max(nums,key=lambda item:item * 2)
print(result) #-190# 案例：求students中分数最高的学生
students = [{'name': "stu1", 'age': 18, 'score': 92},{'name': "stu1", 'age': 18, 'score': 90},{'name': "stu1", 'age': 18, 'score': 100},{'name': "stu1", 'age': 18, 'score': 80}]
result = max(students,key=lambda item:item["score"])
print(result)  # {'name': 'stu1', 'age': 18, 'score': 100}# 案例：按照分数的高低对学生从大到小排序
result = sorted(students,key=lambda item:item["age"])
print(result)
"""
[{'name': 'stu1', 'age': 18, 'score': 100}, {'name': 'stu1', 'age': 18, 'score': 92}, {'name': 'stu1', 'age': 18, 'score': 90}, {'name': 'stu1', 'age': 18, 'score': 80}]
"""

4）练习：

# 练习1：求list1中长度最长的字符串
list1 = ['你好', 'hello', 'how are you', 'thank you! and you？', '好好学习，天天向上']
result =  max(list1,key=lambda item:len(item))
print(result)  # thank you! and you？# 练习2：求nums中十位数最小的元素
nums = [92, 129, 37, 99, 150, 501]
result =  min(nums,key=lambda item:item //10 %10)
print(result)  # 501# 练习3：将所有的学生按照年龄值从小到大排序
students = [{'name': 'stu1', 'age': 18, 'score': 90},{'name': 'stu2', 'age': 22, 'score': 98},{'name': 'stu3', 'age': 25, 'score': 78},{'name': 'stu4', 'age': 19, 'score': 81},{'name': 'stu5', 'age': 20, 'score': 92}
]
#方法1
result = sorted(students, key=lambda item: item["age"])
print(result)
#方法2
students.sort(key=lambda item: item["age"])
print(students)"""
[{'name': 'stu1', 'age': 18, 'score': 90}, {'name': 'stu4', 'age': 19, 'score': 81}, {'name': 'stu5', 'age': 20, 'score': 92}, {'name': 'stu2', 'age': 22, 'score': 98}, {'name': 'stu3', 'age': 25, 'score': 78}]
"""# 练习4：求nums中各个位之和最大的元素
nums = [132, 78, 90, 201, 192, 330]
result = max(nums, key=lambda item: (item // 100 + item // 10 % 10 + item % 10))
print(result)  # 如果用这个方法就只局限于三位数以下的# 方法1：用循环把数据转换成字符串遍历取出值，求值的和再判断和最大值
# 123->1,2,3
# "123"->'1','2','3'->[1,2,3]
result = max(nums,key=lambda item:sum(eval(x) for x in str(item)))
print(result)# 方法2：
# 123 ->eval('1+2+3')->"+".join('123')->"1+2+3"
result = max(nums,key=lambda item:eval('+'.join(str(item))))
print(result1)# 方法3：自定义函数用
def sum_3(item):sum1 = 0for x in str(item):sum1 += int(x)return sum1result = max(nums, key=sum_3)  # key=函数
print(result)

12.2 map函数—— 基于原序列中的元素创建一个新的序列

1）map(函数，序列) —— 通过函数描述的规则基于序列中的元素创建一个新的序列
函数要求：
a.有且只有一个参数（代表后面的这个序列中的每个元素）
b.有一个返回值（返回值就是新序列中的元素）
【表达式 for 变量 in 序列】 返回值相当于表达式

2）map(函数，序列1，序列2)
函数要求：
a.有且只有两个参数（代表后面的两个序列中的每个元素）
b.有一个返回值（返回值就是新序列中的元素）
3）map(函数，序列1，序列2，序列3…)
函数要求：
a.有且只有三个参数（代表后面的三个序列中的每个元素）
b.有一个返回值（返回值就是新序列中的元素）

4）案例：

# 案例1：
# a.将nums中所有的元素乘以10
nums = [19, 870, 34, 61, 78]
# [190,8700,340,610,780]
result = map(lambda item: item * 10, nums)
print(list(result))  # [190, 8700, 340, 610, 780]
# b.获取nums中所有的元素的个位数
# [9,0,4,1,8]
result = map(lambda item: item %10, nums)
print(list(result))  # [9, 0, 4, 1, 8]# 案例2：将nums1和nunms2中相同位置上的元素相乘，得到一个新的序列
nums1 = [10, 20, 30, 10]
nums2 = [23, 30, 20, 55]result = map(lambda i1,i2:i1 * i2, nums1,nums2)
print(list(result))  # [230, 600, 600, 550]

5）练习：

# 练习1：获取names中每个人的姓
names = ['何晓东', '张三', '李四', '王五', '王二', '赵六']
result = map(lambda item:item[0],names)
print(list(result))  # ['何', '张', '李', '王', '王', '赵']
# 练习2：
students = [{'name': 'stu1', 'age': 18, 'score': 90},{'name': 'stu2', 'age': 22, 'score': 98},{'name': 'stu3', 'age': 25, 'score': 78},{'name': 'stu4', 'age': 19, 'score': 81},{'name': 'stu5', 'age': 20, 'score': 92}
]
subjects = ['电子信息', '金融数学', '园林设计', '经济', '计算机软件']# ['电子信息-stu1', '金融数学-stu2',....]
result = map(lambda i1,i2:i2+'-'+i1['name'],students,subjects)
print(list(result))  # ['电子信息-stu1', '金融数学-stu2', '园林设计-stu3', '经济-stu4', '计算机软件-stu5']

12.3 reduce —— 将序列中的元素合并成一个数据(基于原序列中所有的元素得到一个数据)

1）reduce(函数，序列，初始值) —— 按照函数制定的规则将序列中的元素合并成一个数据
2）函数的要求：
a.有且只有两个参数（第一个参数指向初始值，第二个参数代表序列中的每个元素）
b.需要一个返回值（返回值就是合并规则）
c.初始值：累积求数值和，初始值=0；
累积求和数值乘积，初始值=1；
字符串合并，初始值是空串=‘’

3） 注意：需要自己导入reduce系统函数

from functools import reduce

4）案例：

nums = [12, 301, 40, 55, 112]# 案例1：12+321+40+55+112的结果
# item序列中的元素
result = reduce(lambda x,item:item+x ,nums,0)
print(result)# 案例2：求nums中的元素乘积
result = reduce(lambda x,item:item*x ,nums,1)
print(result)# 案例3：将nums中的元素变成123014055112
# 123014055112 -> '123014055112'
result = reduce(lambda x,item:x+str(item) ,nums,'')
print(result)
# 练习1：求个位数2+1+0+5+2的和
#0+2+1+0
result = reduce(lambda x, item: x + item % 10, nums, 0)
print(result)