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python常用函數詳解

生活更新时间:2024-07-01 17:33:45

python常用函數詳解?Python内置了很多有用的函數，我們可以直接調用，我來為大家講解一下關于python常用函數詳解?跟着小編一起來看一看吧!

python常用函數詳解

Python内置了很多有用的函數，我們可以直接調用。

要調用一個函數，需要知道函數的名稱和參數，比如求絕對值的函數abs，隻有一個參數。

也可以在交互式命令行通過help(abs)查看abs函數的幫助信息。

調用abs函數：

>>> abs(100)

100

>>> abs(-20)

>>> abs(12.34)

12.34

調用函數的時候，如果傳入的參數數量不對，會報TypeError的錯誤，并且Python會明确地告訴你：abs()有且僅有1個參數，但給出了兩個：

>>> abs(1, 2)

Traceback (most recent call last):

File "<stdin>", line 1, in <module>

TypeError: abs() takes exactly one argument (2 given)

如果傳入的參數數量是對的，但參數類型不能被函數所接受，也會報TypeError的錯誤，并且給出錯誤信息：str是錯誤的參數類型：

>>> abs('a')

Traceback (most recent call last):

File "<stdin>", line 1, in <module>

TypeError: bad operand type for abs(): 'str'

而max函數max()可以接收任意多個參數，并返回最大的那個

>>> max(1, 2)

>>> max(2, 3, 1, -5)

數據類型轉換

Python内置的常用函數還包括數據類型轉換函數，比如int()函數可以把其他數據類型轉換為整數：

>>> int('123')

123

>>> int(12.34)

>>> float('12.34')

12.34

>>> str(1.23)

'1.23'

>>> str(100)

'100'

>>> bool(1)

True

>>> bool('')

False

函數名其實就是指向一個函數對象的引用，完全可以把函數名賦給一個變量，相當于給這個函數起了一個“别名”：

>>> a = abs # 變量a指向abs函數

>>> a(-1) # 所以也可以通過a調用abs函數

練習

請利用Python内置的hex()函數把一個整數轉換成十六進制表示的字符串：

# -*- coding: utf-8 -*-

n1 = 255

n2 = 1000

#請你在此處訓練

小結

調用Python的函數，需要根據函數定義，傳入正确的參數。如果函數調用出錯，一定要學會看錯誤信息，所以英文很重要！

在Python中，定義一個函數要使用def語句，依次寫出函數名、括号、括号中的參數和冒号:，然後，在縮進塊中編寫函數體，函數的返回值用return語句返回。

我們以自定義一個求絕對值的my_abs函數為例：

# -*- coding: utf-8 -*-

def my_abs(x):

if x >= 0:

return x

else:

return -x

請注意，函數體内部的語句在執行時，一旦執行到return時，函數就執行完畢，并将結果返回。因此，函數内部通過條件判斷和循環可以實現非常複雜的邏輯。

如果沒有return語句，函數執行完畢後也會返回結果，隻是結果為None。return None可以簡寫為return。

在Python交互環境中定義函數時，注意Python會出現...的提示。函數定義結束後需要按兩次回車重新回到>>>提示符下：

>>> def my_abs(x): │

│... if x >= 0: │

│... return x │

│... else: │

│... return -x │

│... │

│>>> my_abs(-9) │

│9 │

│>>> _

空函數

如果想定義一個什麼事也不做的空函數，可以用pass語句：

def nop():

pass

pass語句什麼都不做，那有什麼用？實際上pass可以用來作為占位符，比如現在還沒想好怎麼寫函數的代碼，就可以先放一個pass，讓代碼能運行起來。

pass還可以用在其他語句裡，比如：

if age >= 18:

pass

缺少了pass，代碼運行就會有語法錯誤。

參數檢查

調用函數時，如果參數個數不對，Python解釋器會自動檢查出來，并抛出TypeError：

>>> my_abs(1, 2)

Traceback (most recent call last):

File "<stdin>", line 1, in <module>

TypeError: my_abs() takes 1 positional argument but 2 were given

但是如果參數類型不對，Python解釋器就無法幫我們檢查。試試my_abs和内置函數abs的差别：

>>> my_abs('A')

Traceback (most recent call last):

File "<stdin>", line 1, in <module>

File "<stdin>", line 2, in my_abs

TypeError: unorderable types: str() >= int()

>>> abs('A')

Traceback (most recent call last):

File "<stdin>", line 1, in <module>

TypeError: bad operand type for abs(): 'str'

當傳入了不恰當的參數時，内置函數abs會檢查出參數錯誤，而我們定義的my_abs沒有參數檢查，會導緻if語句出錯，出錯信息和abs不一樣。所以，這個函數定義不夠完善。

讓我們修改一下my_abs的定義，對參數類型做檢查，隻允許整數和浮點數類型的參數。數據類型檢查可以用内置函數isinstance()實現：

def my_abs(x):

if not isinstance(x, (int, float)):

raise TypeError('bad operand type')

if x >= 0:

return x

else:

return -x

添加了參數檢查後，如果傳入錯誤的參數類型，函數就可以抛出一個錯誤：

>>> my_abs('A')

Traceback (most recent call last):

File "<stdin>", line 1, in <module>

File "<stdin>", line 3, in my_abs

TypeError: bad operand type

返回多個值

函數可以返回多個值嗎？答案是肯定的。

比如在遊戲中經常需要從一個點移動到另一個點，給出坐标、位移和角度，就可以計算出新的坐标：

import math

def move(x, y, step, angle=0):

nx = x step * math.cos(angle)

ny = y - step * math.sin(angle)

return nx, ny

import math語句表示導入math包，并允許後續代碼引用math包裡的sin、cos等函數。

然後，我們就可以同時獲得返回值：

>>> x, y = move(100, 100, 60, math.pi / 6)

>>> print(x, y)

151.96152422706632 70.0

但其實這隻是一種假象，Python函數返回的仍然是單一值：

>>> r = move(100, 100, 60, math.pi / 6)

>>> print(r)

(151.96152422706632, 70.0)

原來返回值是一個tuple！但是，在語法上，返回一個tuple可以省略括号，而多個變量可以同時接收一個tuple，按位置賦給對應的值，所以，Python的函數返回多值其實就是返回一個tuple，但寫起來更方便。

小結

定義函數時，需要确定函數名和參數個數；

如果有必要，可以先對參數的數據類型做檢查；

函數體内部可以用return随時返回函數結果；

函數執行完畢也沒有return語句時，自動return None。

函數可以同時返回多個值，但其實就是一個tuple。

計算平方根可以調用math.sqrt()函數：

>>> import math

>>> math.sqrt(2)

1.4142135623730951

定義函數的時候，我們把參數的名字和位置确定下來，函數的接口定義就完成了。對于函數的調用者來說，隻需要知道如何傳遞正确的參數，以及函數将返回什麼樣的值就夠了，函數内部的複雜邏輯被封裝起來，調用者無需了解。

Python的函數定義非常簡單，但靈活度卻非常大。除了正常定義的必選參數外，還可以使用默認參數、可變參數和關鍵字參數，使得函數定義出來的接口，不但能處理複雜的參數，還可以簡化調用者的代碼。

位置參數

我們先寫一個計算x2的函數：

def power(x):

return x * x

對于power(x)函數，參數x就是一個位置參數。

當我們調用power函數時，必須傳入有且僅有的一個參數x：

>>> power(5)

>>> power(15)

225

現在，如果我們要計算x3怎麼辦？可以再定義一個power3函數，但是如果要計算x4、x5……怎麼辦？我們不可能定義無限多個函數。

你也許想到了，可以把power(x)修改為power(x, n)，用來計算xn，說幹就幹：

def power(x, n):

s = 1

while n > 0:

n = n - 1

s = s * x

return s

對于這個修改後的power(x, n)函數，可以計算任意n次方：

>>> power(5, 2)

>>> power(5, 3)

125

修改後的power(x, n)函數有兩個參數：x和n，這兩個參數都是位置參數，調用函數時，傳入的兩個值按照位置順序依次賦給參數x和n。

默認參數

新的power(x, n)函數定義沒有問題，但是，舊的調用代碼失敗了，原因是我們增加了一個參數，導緻舊的代碼因為缺少一個參數而無法正常調用：

>>> power(5)

Traceback (most recent call last):

File "<stdin>", line 1, in <module>

TypeError: power() missing 1 required positional argument: 'n'

Python的錯誤信息很明确：調用函數power()缺少了一個位置參數n。

這個時候，默認參數就排上用場了。由于我們經常計算x2，所以，完全可以把第二個參數n的默認值設定為2：

def power(x, n=2):

s = 1

while n > 0:

n = n - 1

s = s * x

return s

這樣，當我們調用power(5)時，相當于調用power(5, 2)：

>>> power(5)

>>> power(5, 2)

而對于n > 2的其他情況，就必須明确地傳入n，比如power(5, 3)。

從上面的例子可以看出，默認參數可以簡化函數的調用。設置默認參數時，有幾點要注意：

一是必選參數在前，默認參數在後，否則Python的解釋器會報錯（思考一下為什麼默認參數不能放在必選參數前面）；

二是如何設置默認參數。

當函數有多個參數時，把變化大的參數放前面，變化小的參數放後面。變化小的參數就可以作為默認參數。

使用默認參數有什麼好處？最大的好處是能降低調用函數的難度。

舉個例子，我們寫個一年級小學生注冊的函數，需要傳入name和gender兩個參數：

def enroll(name, gender):

print('name:', name)

print('gender:', gender)

這樣，調用enroll()函數隻需要傳入兩個參數：

>>> enroll('Sarah', 'F')

gender: F

如果要繼續傳入年齡、城市等信息怎麼辦？這樣會使得調用函數的複雜度大大增加。

我們可以把年齡和城市設為默認參數：

def enroll(name, gender, age=6, city='Beijing'):

print('name:', name)

print('gender:', gender)

print('age:', age)

print('city:', city)

這樣，大多數學生注冊時不需要提供年齡和城市，隻提供必須的兩個參數：

>>> enroll('Sarah', 'F')

gender: F

age: 6

city: Beijing

隻有與默認參數不符的學生才需要提供額外的信息：

enroll('Bob', 'M', 7)

enroll('Adam', 'M', city='Tianjin')

可見，默認參數降低了函數調用的難度，而一旦需要更複雜的調用時，又可以傳遞更多的參數來實現。無論是簡單調用還是複雜調用，函數隻需要定義一個。

有多個默認參數時，調用的時候，既可以按順序提供默認參數，比如調用enroll('Bob', 'M', 7)，意思是，除了name，gender這兩個參數外，最後1個參數應用在參數age上，city參數由于沒有提供，仍然使用默認值。

也可以不按順序提供部分默認參數。當不按順序提供部分默認參數時，需要把參數名寫上。比如調用enroll('Adam', 'M', city='Tianjin')，意思是，city參數用傳進去的值，其他默認參數繼續使用默認值。

默認參數很有用，但使用不當，也會掉坑裡。默認參數有個最大的坑，演示如下：

先定義一個函數，傳入一個list，添加一個END再返回：

def add_end(L=[]):

L.append('END')

return L

當你正常調用時，結果似乎不錯：

>>> add_end([1, 2, 3])

[1, 2, 3, 'END']

>>> add_end(['x', 'y', 'z'])

['x', 'y', 'z', 'END']

當你使用默認參數調用時，一開始結果也是對的：

>>> add_end()

['END']

但是，再次調用add_end()時，結果就不對了：

>>> add_end()

['END', 'END']

>>> add_end()

['END', 'END', 'END']

很多初學者很疑惑，默認參數是[]，但是函數似乎每次都“記住了”上次添加了'END'後的list。

原因解釋如下：

Python函數在定義的時候，默認參數L的值就被計算出來了，即[]，因為默認參數L也是一個變量，它指向對象[]，每次調用該函數，如果改變了L的内容，則下次調用時，默認參數的内容就變了，不再是函數定義時的[]了。

要修改上面的例子，我們可以用None這個不變對象來實現：

def add_end(L=None):

if L is None:

L = []

L.append('END')

return L

現在，無論調用多少次，都不會有問題：

>>> add_end()

['END']

>>> add_end()

['END']

為什麼要設計str、None這樣的不變對象呢？因為不變對象一旦創建，對象内部的數據就不能修改，這樣就減少了由于修改數據導緻的錯誤。此外，由于對象不變，多任務環境下同時讀取對象不需要加鎖，同時讀一點問題都沒有。我們在編寫程序時，如果可以設計一個不變對象，那就盡量設計成不變對象。

可變參數

在Python函數中，還可以定義可變參數。顧名思義，可變參數就是傳入的參數個數是可變的，可以是1個、2個到任意個，還可以是0個。

我們以數學題為例子，給定一組數字a，b，c……，請計算a2 b2 c2 ……。

要定義出這個函數，我們必須确定輸入的參數。由于參數個數不确定，我們首先想到可以把a，b，c……作為一個list或tuple傳進來，這樣，函數可以定義如下：

def calc(numbers):

sum = 0

for n in numbers:

sum = sum n * n

return sum

但是調用的時候，需要先組裝出一個list或tuple：

>>> calc([1, 2, 3])

>>> calc((1, 3, 5, 7))

如果利用可變參數，調用函數的方式可以簡化成這樣：

>>> calc(1, 2, 3)

>>> calc(1, 3, 5, 7)

所以，我們把函數的參數改為可變參數：

def calc(*numbers):

sum = 0

for n in numbers:

sum = sum n * n

return sum

定義可變參數和定義一個list或tuple參數相比，僅僅在參數前面加了一個*号。在函數内部，參數numbers接收到的是一個tuple，因此，函數代碼完全不變。但是，調用該函數時，可以傳入任意個參數，包括0個參數：

>>> calc(1, 2)

>>> calc()

如果已經有一個list或者tuple，要調用一個可變參數怎麼辦？可以這樣做：

>>> nums = [1, 2, 3]

>>> calc(nums[0], nums[1], nums[2])

這種寫法當然是可行的，問題是太繁瑣，所以Python允許你在list或tuple前面加一個*号，把list或tuple的元素變成可變參數傳進去：

>>> nums = [1, 2, 3]

>>> calc(*nums)

*nums表示把nums這個list的所有元素作為可變參數傳進去。這種寫法相當有用，而且很常見。

關鍵字參數

可變參數允許你傳入0個或任意個參數，這些可變參數在函數調用時自動組裝為一個tuple。而關鍵字參數允許你傳入0個或任意個含參數名的參數，這些關鍵字參數在函數内部自動組裝為一個dict。請看示例：

def person(name, age, **kw):

print('name:', name, 'age:', age, 'other:', kw)

函數person除了必選參數name和age外，還接受關鍵字參數kw。在調用該函數時，可以隻傳入必選參數：

>>> person('Michael', 30)

也可以傳入任意個數的關鍵字參數：

>>> person('Bob', 35, city='Beijing')

>>> person('Adam', 45, gender='M', job='Engineer')

關鍵字參數有什麼用？它可以擴展函數的功能。比如，在person函數裡，我們保證能接收到name和age這兩個參數，但是，如果調用者願意提供更多的參數，我們也能收到。試想你正在做一個用戶注冊的功能，除了用戶名和年齡是必填項外，其他都是可選項，利用關鍵字參數來定義這個函數就能滿足注冊的需求。

和可變參數類似，也可以先組裝出一個dict，然後，把該dict轉換為關鍵字參數傳進去：

>>> extra = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}

>>> person('Jack', 24, city=extra['city'], job=extra['job'])

當然，上面複雜的調用可以用簡化的寫法：

>>> extra = {'city': 'Beijing', 'job': 'Engineer'}

>>> person('Jack', 24, **extra)

**extra表示把extra這個dict的所有key-value用關鍵字參數傳入到函數的**kw參數，kw将獲得一個dict，注意kw獲得的dict是extra的一份拷貝，對kw的改動不會影響到函數外的extra。

命名關鍵字參數

對于關鍵字參數，函數的調用者可以傳入任意不受限制的關鍵字參數。至于到底傳入了哪些，就需要在函數内部通過kw檢查。

仍以person()函數為例，我們希望檢查是否有city和job參數：

def person(name, age, **kw):

if 'city' in kw:

# 有city參數

pass

if 'job' in kw:

# 有job參數

pass

print('name:', name, 'age:', age, 'other:', kw)

但是調用者仍可以傳入不受限制的關鍵字參數：

>>> person('Jack', 24, city='Beijing', addr='Chaoyang', zipcode=123456)

如果要限制關鍵字參數的名字，就可以用命名關鍵字參數，例如，隻接收city和job作為關鍵字參數。這種方式定義的函數如下：

def person(name, age, *, city, job):

print(name, age, city, job)

和關鍵字參數**kw不同，命名關鍵字參數需要一個特殊分隔符*，*後面的參數被視為命名關鍵字參數。

調用方式如下：

>>> person('Jack', 24, city='Beijing', job='Engineer')

Jack 24 Beijing Engineer

如果函數定義中已經有了一個可變參數，後面跟着的命名關鍵字參數就不再需要一個特殊分隔符*了：

def person(name, age, *args, city, job):

print(name, age, args, city, job)

命名關鍵字參數必須傳入參數名，這和位置參數不同。如果沒有傳入參數名，調用将報錯：

>>> person('Jack', 24, 'Beijing', 'Engineer')

Traceback (most recent call last):

File "<stdin>", line 1, in <module>

TypeError: person() takes 2 positional arguments but 4 were given

由于調用時缺少參數名city和job，Python解釋器把這4個參數均視為位置參數，但person()函數僅接受2個位置參數。

命名關鍵字參數可以有缺省值，從而簡化調用：

def person(name, age, *, city='Beijing', job):

print(name, age, city, job)

由于命名關鍵字參數city具有默認值，調用時，可不傳入city參數：

>>> person('Jack', 24, job='Engineer')

Jack 24 Beijing Engineer

使用命名關鍵字參數時，要特别注意，如果沒有可變參數，就必須加一個*作為特殊分隔符。如果缺少*，Python解釋器将無法識别位置參數和命名關鍵字參數：

def person(name, age, city, job):

# 缺少 *，city和job被視為位置參數

pass

參數組合

在Python中定義函數，可以用必選參數、默認參數、可變參數、關鍵字參數和命名關鍵字參數，這5種參數都可以組合使用。但是請注意，參數定義的順序必須是：必選參數、默認參數、可變參數、命名關鍵字參數和關鍵字參數。

比如定義一個函數，包含上述若幹種參數：

def f1(a, b, c=0, *args, **kw):

print('a =', a, 'b =', b, 'c =', c, 'args =', args, 'kw =', kw)

def f2(a, b, c=0, *, d, **kw):

print('a =', a, 'b =', b, 'c =', c, 'd =', d, 'kw =', kw)

在函數調用的時候，Python解釋器自動按照參數位置和參數名把對應的參數傳進去。

>>> f1(1, 2)

a = 1 b = 2 c = 0 args = () kw = {}

>>> f1(1, 2, c=3)

a = 1 b = 2 c = 3 args = () kw = {}

>>> f1(1, 2, 3, 'a', 'b')

a = 1 b = 2 c = 3 args = ('a', 'b') kw = {}

>>> f1(1, 2, 3, 'a', 'b', x=99)

a = 1 b = 2 c = 3 args = ('a', 'b') kw = {'x': 99}

>>> f2(1, 2, d=99, ext=None)

a = 1 b = 2 c = 0 d = 99 kw = {'ext': None}

最神奇的是通過一個tuple和dict，你也可以調用上述函數：

>>> args = (1, 2, 3, 4)

>>> kw = {'d': 99, 'x': '#'}

>>> f1(*args, **kw)

a = 1 b = 2 c = 3 args = (4,) kw = {'d': 99, 'x': '#'}

>>> args = (1, 2, 3)

>>> kw = {'d': 88, 'x': '#'}

>>> f2(*args, **kw)

a = 1 b = 2 c = 3 d = 88 kw = {'x': '#'}

所以，對于任意函數，都可以通過類似func(*args, **kw)的形式調用它，無論它的參數是如何定義的。

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