python（18）: 函数基本知识(第12章)

函数几乎是每一种编程语言都会有的一种结构，python也不例外。然而，python中的函数也有几点与一般的函数概念不一样。在python中，“一切皆对象”，函数在python中也是一种对象。因此，一个函数对象可以使用赋值语句赋给一个变量，也可以作为一个成员存贮在一个list中。函数分为两种，一种是普通函数，一种是匿名函数。使用函数的最基本需求是为了重用代码。来看看它们的形式：

1. def <Name>(arg1, arg2...):
       ...
2. lambda x: x*2

第一种通过def定义的函数就是普通的函数，它有一个函数名，<Name>。第二种通过lambda定义的函数就是一个匿名函数。

在python中，def语句与其他的语句，比如：print，都是可以执行的。def语句的作用是把函数体的内容打包用于创建一个函数对象，然后把这个函数对象赋给函数名。这里有一个隐式的赋值的过程。def语句可以出现在一个模块（一个.py文件）的任何地方，比如出现在if语句中。同时，由于函数也是一个对象，因此下面的几种操作也是完全可以的：

1. if x ==0:
2.     def npower(n): x**2
3. else:
4.     def npower(n): x**3
5. nload = npower
6. nload(5)
7. L = [npower, nload]
   

重点是第4行，可以用=像其他的赋值语句一样，把一个函数对象赋给一个变量nload，这样nload也就指向了同一个函数对象;也可以使用小括号里加上参数的方式来调用（第6行）;还可以把函数对象作为一个list的成员（第7行）。

总之，函数也是一种对象，def的作用是创建一个函数对象，并把这个函数对象赋给一个标识符，这一标识符就成为了函数名。lambda的作用只是创建一个函数对象，但并没有一个赋值过程。函数的调用方式是函数名加上一对小括号，小括号中是传递给函数的参数。

在python中，参数的传递是通过赋值来传递的。也就是说像上面的例子的第6行，有一个n=5这样一个隐性的赋值过程。这时有一个问题需要注意，比如：

1. pp = lambda x: x.append(5)
2. L = range(3)
3. pp(L)
4. def pw(x): x+=1
   
5. one = 1
6. pt(one)
   

这三行的代码的第1行用lambda创建一个函数对象，并把它赋给了pp这个标识符。因此，这一行的作用就相当于：def pp(x): x.append(5)，这个函数的作用是给传进来的参数添加一个成员，5。第2行生成了一个list，[0,1,2]。第3行调用了pp这个函数。问题是现在L的值是什么呢？是[0,1,2,5]。由于在python中参数是通赋值传递的，因此第3行就相当于有x = L这么一行赋值语句，也就是说x与L指向了相同的list对象，在函数内部x被增加了一个成员。因此，L的内容也就变了。比较第4行到第6行就能更明白所谓“参数传递是一个赋值过程”的说法。在第4行中创建了一个函数pt，作用是把参数x加上1。经过第6行调用pw函数一次后，one的值会不会变呢？答案是不会变，仍为1。来看看详细的过程。在调用pt函数时，有一个x=one的赋值过程，此时x和one指向了同一个整数对象。函数内部，x+=1，相当于 x = x+1，而由于x是一个整数，是不可变的（介绍基本类型的时候介绍过），x+1会创建一个新的整数对象，并把这个对象赋给了x。也就是说在函数内部其实并没有改变x原来指向的内容，而只是让x指向了一个新的对象。总结起来说就是，如果传递给函数的参数是“可变的”，像list和dictionary，那么在函数内部就有可能改变这个参数的值。

对于函数还有一个"本地变量"的概念，也就是说在一个函数内部定义的标识符，只在这个函数被调用时存在。如果一个函数要对它所处模块的变量进行赋值操作，那么就需要用到global语句，比如：global S，这条语句的意思是从模块中引入变量S。(下一篇会详细介绍这方面的内容)

从上面提到的几个例子中也可以看到，在定义函数时并没有在任何地方标明参数是什么类型，返回的是什么类型。这也表明，可以把任何类型的对象传给函数，函数也可以返回任何对象，一个函数可以在不同的条件下返回不同类型的值，这也是python灵活性的表现之一。比如：

1. def calBook(n):
2.     if n%2 == 0:
3.        return n**2
4.     else:
5.        return False

这个函数可能返回整数对象，也可能返回False这个boolean对象。此外，虽然对n的类型没有限定，但是也很容易知道，n必须支持%和**操作符。如果我们自己定义的对象也支持这两种操作符，那么也就可以作为这个函数的参数。为了说明这个问题，再来看一个函数：

1. def haveStar(f):
2.     return f * 2

就这么一个简单的函数，一个对象只要支持*这种操作，就可以作为参数传给haveStar这个函数。比如：数值型的 1 2.3 5.6 5+6.5j等等;string类的，'have' 'two'等。这个函数根据传入参数的类型的不同进行不同的操作，如果传入的是数值型，则进行算术的乘法运算，如果传入的是字符串，那就是把字符串复制两遍并返回。这就是python中，函数的多态性的体现。其实函数对于一个对象的界面（即它具有的属性和方法，或者说能进行什么操作）比对它的类型更为关心。比如说*这个操作符，它不关心两边就是什么类型的东西，只要这两个东西都支持*操作就可以了。这里说的界面的概念，估计以后还会用到的。

再重复一句，在python中，一切皆对象。