Python中的函数和作用域1. 函数1.1 函数的简介当我们在重复使用某一功能时，我们可能会写很多重复的代码，例如我们求圆的周长，当圆的直径改变时，是不是我们又要重新写一遍计算过程呢？如果涉及到很复杂的过程，而下次使用仅仅改变参数，那么我们还有必要重复这一过程吗？这时我们可以利用函数来解决这一问题。一个功能就像黑盒一样，我们不需要知道它是怎么工作的，我们只要知道接口（输入，输出）即可使用。例如Python的内置函数print我们只要知道它需要我们提供哪些参数，以及它会给我们怎样的输出即可。这就是所谓的抽象，我们不知道工作原理，但也能使用它。所以我们可以写一个函数（黑盒），设置直径为输入，周长为输出，当函数写好后，我们只要输入直径即可，不用考虑函数内部是如何计算的，我们得到输出后，继续做我们想做的事情。当我们想做一道菜时，有人负责洗菜，有人切菜，有人炒菜，将这些人的工作合在一起，就完成了做菜这个任务，这就是分解的思想，我们将这个任务看成是函数，许多函数在一起完成了一件比较大的事情。可以简单理解一块可重复使用的代码，我们称之为函数(function)，当我们调用函数时，这个函数才会执行。1.2 函数的特征名称参数 (0 或 多个)有docstring (可选，但是建议有，注释的意思)函数体返回一些值以下是定义一个函数简单的例子，注意函数内要有四个空格的缩进，如果没有返回值的话，会默认返回None:#def是用来定义函数的关键字#is_even是函数的名称#i是参数（参数可以是任何类型）#三个引号括起来的是docstring#docstring下面的语句是函数体#return后的是返回值def is_even( i ): """ Input: i是一个正的int类型 Returns True 如果 i 是偶数, 否则返回 False """ print(“inside is_even”) return i%2 == 0#调用函数，并用a接收返回值a = is_even(2)print(a)2. 作用域2.1 形参和实参首先我们先不涉及编程。高中的函数y = f(x)，这个x就相当于是形参，指一种抽象，将我们用f(3)的时候，这个3就是实参了，就是实际我们使用的值，形参和实参大致就是这个意思，不要搞混了。例如:def f( x ):#x是形参 x = x + 1 print(‘in f(x): x =’, x) return x#以下是调用函数x = 3#初始化xz = f( x )#调用函数，传入实参，将返回值给z2.2 函数作用域利用pythontutor网站对代码的执行进行可视化，我把所有步骤都截了下来，先看图，右侧反映了变量的变化情况。可以看到函数内是一个作用域，外面是访问不到的（一般情况）。当进入一个函数时，一个新的作用域就被创建了。函数内的x和外面的x不是一个x，x是不可变量，这和之后的list等数据类型不一样，之后再说。函数里可以访问外面的变量函数里不可以修改外部定义的变量以下是是几个例子，如果有不清楚，可以进入 www.pythontutor.com（我推荐的代码可视化网站）中尝试运行。第一个例子，在外边定义了一个x，但是在f内又定义了一个x，这两个x不是一个x，函数内部使用的x是函数内部定义的。def f(y): x = 1 x += 1 print(x)x = 5f(x)print(x)第二个例子，在g中使用的x是外部定义的xdef g(y): print(x) print(x + 1)x = 5g(x)print(x)第三个例子，会报错，不能在内部修改外部的值，UnboundLocalError: local variable ‘x’ referenced before assignmentdef h(y): x += 1x = 5h(x)print(x)3. 参考参考了Mit 6.0001的课件