Python 函数(1)

最近整理了一下Python使用经验,希望对于脑海中Python函数的相关知识进行一下梳理。
因为内容可能会比较多,所以分成若干篇来写,尽量保证篇与篇之间的独立性。

遵循以下几点要求:
1、整体的思路就是由浅入深,每个段落采用结论+解释的结构。
2、不求大而全,只涉及要害部分。
3、具体语法的部分要回答的问题只有一个:当我这么做时,发生了什么
4、Keep it simple

好啦,开工。
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尽可能的增加代码的复用,降低代码的冗余

关于函数

抛开具体的编程语言,函数是一种近乎通用的代码结构,在各种编程语言中都能找到。写代码时采用函数一般是基于以下两个目的:
1. 减少重复劳动
对于程序员而言,应当学会“偷懒”。聪明的程序员们发明了很多用于偷懒的工具。函数则是最常用也是最好用的工具。
2. 分解问题
面对复杂问题最常用的思路就是将复杂的问题分解为简单的子问题。函数在事实上扮演了分解问题的工具角色。设计函数的实质是分解问题。

不同的编程语言对于函数的表达形式不尽相同,本文总结Python中是如何表达及使用函数的。

Python中的函数

Python中的函数也是对象,这是理解Python函数的关键

1.如何定义函数

python中定义函数的通用格式如下:

def name(arg1,arg2,...argN):
    statements

举例:

def foo(x, y):
    return x + y

在上述例子中,使用def表达式时,发生了两件事:
(1)定义了一个函数对象;
(2)变量foo“绑定”到该函数对象上;

这样,我们就可以使用foo来指代这个函数对象。

>>> foo
<function foo at 0x7fd967700398>

当然也可以为该函数对象“绑定”多个变量。

>>> foo_alias = foo
>>> foo_alias
<function foo at 0x7fd967700398>

由于Python的函数也是对象,可以使用python中内置的type()函数查看类型

>>> def foo(x,y):
...     return x + y
... 
>>> type(foo)
<type 'function'>

关于def表达式的执行
Python是动态语言(但是属于强类型),所以,def表达式是可执行的声明:当执行到该语句时,发生两件事:
(1)创建一个新的函数对象;(2)给这个函数对象赋一个名字;
这都是在运行时(runtime)发生的(区别静态语言的编译时(compile time))。
因为def表达式是可执行的声明,所以,它可以在任何表达式可以出现的地方使用,这点和静态语言区别比较大:
举例:

def index(x):
    def foo(y):
        return x + y
    return foo

这是Python中实现闭包(closure)的代码。不管闭包的事情,先看看def 如何在表达式可以出现的地方使用:
因为定义函数时,函数体是statments,所以,def foo表达式可以出现在index的函数体中,也就出现了例子中的函数嵌套的形式。


由例子引出的关于函数对象的一个小说明:
由于Python中函数是对象,所以上例中

def foo(y):
    return x + y

定义的函数foo是一个函数对象,既然是对象,那么就可以和正常的对象一样使用,在上例中,foo作为函数对象index的返回值使用,也就是说,当执行下述语句的时候:

>>>func = index(8)
>>> type(func)
<type 'function'>

变量func代表是 foo 函数对象。
对于对象,我们可以动态设置其属性(区别静态语言):

>>> func.name = 'I am a foo function object'
>>> func.name
'I am a foo function object'

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