5.6 用户自定义函数
函数是组织好的、可重复使用的、用来实现单一或相关联功能的代码段。根据实际工作的需求，用户可以自己创建函数，即用户自定义函数。
5.6.1 定义函数
Python的函数定义方法是使用def关键字，语法格式如下：
def函数名称(参数1，参数2, ...):
"文件字符串"
<语句>
“文件字符串”是可省略的，用来作为描述此函数的字符串。如果“文件字符串”存在，它必须是函数的第1个语句。
定义一个函数的规则如下。
（1）函数代码块以def关键字开头，后接函数名称和圆括号（）。
（2）任何传入参数和自变量必须放在圆括号中间，圆括号之间可以用于定义参数。
（3）函数的第1行语句可以选择性地使用文件字符串——用于存放函数说明。
（4）函数内容以冒号起始，并且缩进。
（5）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。
下列是一个简单的函数定义：
>>>def addnumbers(x, y):
"x + y"
return x + y
>>> addnumbers(5,4)
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可见，定义一个函数，主要是指定函数里包含的参数和代码块。这个函数的基本结构完成以后，用户可以通过另一个函数调用执行，也可以直接从Python命令提示符窗口执行。
如果用户调用的函数没有参数，就必须在函数名称后加上小括号（）。举例如下：
>>> def getmyname():
"my name is John"
return "John"
>>> myname = getmyname()
>>> print (myname)
John
用户可以将函数名称设置为变量，然后使用该变量来运行函数的功能。例如：
>>>x = abs
>>>print (x(-3))
3
其中abs（）函数是Python的内置函数。
如果用户的函数只有一个表达式，就可以使用lambda运算符来定义这个函数。例如：
>>>f = lambda x, y: x + y
>>>f(10,5)
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这里Python使用lambda创建一个匿名函数。所谓匿名，即不再使用def语句这样标准的形式定义一个函数。这个函数可以使用def关键字来做，语句如下：
>>> def f(x, y):
return x + y
>>> f(10,5)
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5.6.2 函数的参数传递
Python函数的参数传递都是使用传址调用的方式。所谓传址调用，就是将该参数的内存地址传过去，如果参数在函数内被更改，则会影响到原有的参数。参数的数据类型可以是模块、类、实例（instance），或是其他的函数，用户不必在参数内设置参数的数据类型。
调用函数时，可使用的参数类型包括必需参数、关键字参数、默认参数和不定长参数。下面分别介绍它们的使用方法和技巧。
1．必需参数
必需参数要求用户必须以正确的顺序传入函数。调用时的数量必须和声明时的数量相同，设置函数的参数时须依照它们的位置排列顺序。例如：
>>> def addnumbers(x, y):
return x + y
>>> addnumbers(2, 5)
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在上述例子中，调用addnumbers（2, 5）时，x参数等于2, y参数等于5，因为Python会根据参数排列的顺序来取值。
如果调用addnumbers（）函数时，没有传入参数或者传入参数和声明不同，则会出现语法错误。例如：
>>> addnumbers()
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#88>", line 1, in <module>
addnumbers()
TypeError: addnumbers() missing 2 required positional arguments: 'x' and
'y'
2．关键字参数
用户可以直接设置参数的名称与其默认值，这种类型的参数属于关键字参数。设置函数的参数时可以不依照它们的位置排列顺序，因为Python解释器能够用参数名匹配参数值。
例如：
>>> def addnumbers(x, y):
return x + y
>>> addnumbers(y = 5, x = 20)
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用户可以将必需参数与关键字参数混合使用，但是必需参数必须放在关键字参数之前。
例如：
>>> def addnumbers(x, y):
return x + y
>>> addnumbers(2, y = 4)
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3．默认参数
调用函数时，如果没有传递参数，则会使用默认参数值。例如：
>>>def printinfo( name, price=65 ):
"输出商品报价信息"
print ("名称： ", name)
print ("价格： ", price)
return
>>>printinfo( price=80, name="耳机" )
名称： 耳机
价格： 80
>>>printinfo( name="键盘" )
名称： 键盘
价格： 65
在本案例中，首先定义一个函数printinfo（name, price=65），这里变量price的默认值为65。当第1次调用该函数时，指定了变量price的值为80，所以输出值也为80；第2次调用该函数时，没有指定变量price的值，结果将会输出变量price的默认值，结果为65。
当使用默认参数时，参数的位置排列顺序可以任意改变。如果每个参数值都定义了默认参数，则调用函数时可以不设置参数，直接使用函数定义时的参数默认值。例如：
>>> def addnumbers(x=10, y=15 ):
return x + y
>>> addnumbers()
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4．不定长参数
如果用户在声明参数时不能确定需要使用多少个参数，可以使用不定长参数。不定长参数不用命名。基本语法如下：
def functionname([formal_args, ] ＊var_args_tuple ):
"函数_文档字符串"
function_suite
return [expression]
加了星号（*）的变量名会存放所有未命名的变量参数。如果在函数调用时没有指定参数，它就是一个空元组。用户也可以不向函数传递未命名的变量。例如：
>>> def addnumbers(＊args):
sum = 0
for arg in args:
sum += arg
return sum
>>> addnumbers(1,2,3,4)
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>>> addnumbers(1,2,3,4,5,6,7,8)
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当用户无法预计参数的数目时，可以使用*args类型的参数，*args代表一个元组对象。或是使用**args类型的参数，**args代表一个字典对象。
下列案例显示**args类型的参数应用：
>>> def spam(＊＊args):
print ("Keys = "),
for k in args.keys():
print (k),
print ("Values = "),
for v in args.values():
print (v),
>>> spam(x = 10, y = "python", z = (1,2,3))
Keys =
x
y
z
Values =
10
python
(1, 2, 3)
5.6.3 return语句
return语句用于退出函数，选择性地向调用方返回一个表达式。不带参数值的return语句返回None。下面通过一个案例来学习return语句返回数值的方法：
>>>def sum(count, price ):
"输出商品总价格"
total = count ＊ price
print ("商品总价格： ", total)
return total
>>>sum( 100, 28 )
商品总价格： 2800
2800
函数的返回值可以是一个表达式。例如：
>>> def addnumbers(x, y):
return x ＊ 10 + y ＊ 20
>>> addnumbers(1, 2)
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函数的返回值可以是多个，此时返回值以元组对象的类型返回。例如：
>>> def returnxy(x, y):
return x, y
>>> a, b = returnxy(10, 20)
>>> print (a, b)
10 20
如果函数没有返回值，则返回None。例如：
>>> def myfunction():
return
>>> ret = myfunction()
>>> print (ret)
None
5.6.4 变量作用域
在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。变量的作用域决定了程序在哪一部分可以访问哪个特定的变量名称。
最基本的变量包括全局变量和局部变量。其中，定义在函数内部的局部变量拥有一个局部作用域，定义在函数外的全局变量拥有全局作用域。
在函数之外定义的变量属于全局变量，用户可以在函数内使用全局变量。例如：
>>> x = 10
>>> def get(y = x):
return y
>>> get()
10
在本案例中，x就是一个全局变量。在函数get（y = x）中将变量x的值赋给变量y。
当用户在函数内定义的变量名称与全局变量名称相同时，函数内定义的变量不会改变全局变量的值。因为函数内定义的变量属于局部命名空间，而全局变量则属于全局命名空间。
例如：
>>> x = 10
>>> def changex():
x = 20
return x
>>> x
10
>>> changex()
20
如果要在函数内改变全局变量的值，就必须使用关键字global。例如：
>>> x = 10
>>> def changex():
global x
x = 20
return x
>>> changex()
20
>>> x
20
在本案例中，首先定义一个全局变量x，然后定义函数changex（），该函数通过使用关键字global，将x的值修改为20。
5.6.5 函数的内置属性和命名空间
函数有许多的内置属性，用户可以在Python解释器内输入“dir（函数名称）”命令，即可以显示这些内置属性。代码如下：
>>> def myfunction():
return
>>> dir(myfunction)
['__annotations__', '__call__', '__class__', '__closure__', '__code__',
'__defaults__', '__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__eq__',
'__format__', '__ge__', '__get__', '__getattribute__', '__globals__', '__gt__',
'__hash__', '__init__', '__kwdefaults__', '__le__', '__lt__', '__module__',
'__name__', '__ne__', '__new__', '__qualname__', '__reduce__', '__reduce_ex__',
'__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__']
下面挑选一些常见的内置属性进行讲解。
（1）__dict__：该属性包含该函数的命名空间。
（2）__doc__：该属性显示该函数的文件字符串。例如：
>>> def returnxy(x, y):
"return x + y"
return x + y
>>> returnxy.__doc__
'return x + y'
（3）__name__：该属性显示该函数的名称。例如：
>>> def returnxy(x, y):
"return x + y"
return x + y
>>> returnxy.__name__
'returnxy'
Python使用动态命名空间，在创建每一个函数、模块与类时，都会定义它自己的命名空间。当用户在Python解释器内输入一个指令或语句时，Python会先搜索局部命名空间，然后搜索全局命名空间。
Python包含的命名空间如下。
●内置命名空间（built-in namespace）:int、string、def、print等。
●全局命名空间（global namespace）：位于模块的最上层。
●局部命名空间（local namespace）：位于函数内。
Python解释器在搜索名称或变量时，首先会在局部命名空间中搜索；如果找不到，再到全局命名空间中搜索，如果还是找不到，则会到内置命名空间中搜索；最后如果还是找不到，Python会输出一个NameError异常。