python函数用法详解2（变量的作用域（全局变量、局部变量）、共享全局变量、函数返回值、函数的参数（位置参数、关键字参数、默认参数、不定长参数）、拆包、交换变量值、引用、可变和不可变类型）

1. 变量作⽤域

变量作⽤域指的是变量⽣效的范围，主要分为两类：局部变量和全局变量。

局部变量

定义在函数体内部的变量，即只在函数体内部⽣效。

def testA():
   a = 100
   print(a)
testA() # 100
print(a) # 报错：name 'a' is not defined

变量a 是定义在 testA 函数内部的变量，在函数外部访问则⽴即报错。

局部变量的作⽤：在函数体内部，临时保存数据，即当函数调⽤完成后，则销毁局部变量。

全局变量

在函数体内、外都能⽣效的变量。

# 定义全局变量a 
a = 100
def testA():
   print(a) # 访问全局变量a，并打印变量a存储的数据
def testB():
   print(a) # 访问全局变量a，并打印变量a存储的数据
testA() # 100
testB() # 100

testB 函数需求修改变量 a 的值为 200 ，如何修改程序

a = 100
def testA():
   print(a)
def testB():
   a = 200
   print(a)
testA() # 100
testB() # 200
print(f'全局变量a = {a}') # 全局变量a = 100

在 testB 函数内部的 a = 200 中的变量 a 是在修改全局变量 a 吗？

答：不是。观察上述代码发现，15 ⾏得到 a 的数据是 100 ，仍然是定义全局变量 a 时候的值，⽽没有返回 testB 函数内部的 200 。综上： testB 函数内部的 a = 200 是定义了⼀个局部变量。

如何在函数体内部修改全局变量？

a = 100
def testA():
   print(a)
def testB():
   # global 关键字声明a是全局变量
   global a
   a = 200
   print(a)
testA() # 100
testB() # 200
print(f'全局变量a = {a}') # 全局变量a = 200

2. 多函数程序执⾏流程

⼀般在实际开发过程中，⼀个程序往往由多个函数组成，并且多个函数共享某些数据，如下所示：

共⽤全局变量

# 1. 定义全局变量
glo_num = 0
def test1():
   global glo_num
   # 修改全局变量
   glo_num = 100
def test2():
   # 调⽤test1函数中修改后的全局变量
   print(glo_num)
 
# 2. 调⽤test1函数，执⾏函数内部代码：声明和修改全局变量
test1()
# 3. 调⽤test2函数，执⾏函数内部代码：打印
test2() # 100

返回值作为参数传递

def test1():
   return 50
def test2(num):
   print(num)
# 1. 保存函数test1的返回值
result = test1()
# 2.将函数返回值所在变量作为参数传递到test2函数
test2(result) # 50

3. 函数的返回值

如果⼀个函数有两个return ( 如下所示 ) ，程序如何执⾏？

def return_num():
   return 1
   return 2
result = return_num()
print(result) # 1

只执⾏了第⼀个return ，原因是因为 return 可以退出当前函数，导致 return 下⽅的代码不执⾏。

如果⼀个函数要有多个返回值，该如何书写代码？

def return_num():
   return 1, 2
result = return_num()
print(result) # (1, 2)

注意：

1. return a, b 写法，返回多个数据的时候，默认是元组类型。

2. return后⾯可以连接列表、元组或字典，以返回多个值。

4. 函数的参数 4.1 位置参数

调⽤函数时根据函数定义的参数位置来传递参数。

def user_info(name, age, gender):
    print(f'您的名字是{name}, 年龄是{age}, 性别是{gender}')


user_info('TOM', 20, '男')

注意：传递和定义参数的顺序及个数必须⼀致。

4.2 关键字参数

函数调⽤，通过“ 键 = 值 ” 形式加以指定。可以让函数更加清晰、容易使⽤，同时也清除了参数的顺序需求。

def user_info(name, age, gender):
    print(f'您的名字是{name}, 年龄是{age}, 性别是{gender}')


user_info('Rose', age=20, gender='⼥')
user_info('⼩明', gender='男', age=16)

注意：函数调⽤时，如果有位置参数时，位置参数必须在关键字参数的前⾯，但关键字参数之间不存在先后顺序。

4.3 缺省参数（默认参数）

缺省参数也叫默认参数，⽤于定义函数，为参数提供默认值，调⽤函数时可不传该默认参数的值（注意：所有位置参数必须出现在默认参数前，包括函数定义和调⽤）。

def user_info(name, age, gender='男'):
    print(f'您的名字是{name}, 年龄是{age}, 性别是{gender}')


user_info('TOM', 20)
user_info('Rose', 18, '⼥')

注意：函数调⽤时，如果为缺省参数传值则修改默认参数值；否则使⽤这个默认值。

4.4 不定⻓参数

不定⻓参数也叫可变参数。⽤于不确定调⽤的时候会传递多少个参数( 不传参也可以 ) 的场景。此时，可⽤包裹(packing) 位置参数，或者包裹关键字参数，来进⾏参数传递，会显得⾮常⽅便。

包裹位置传递

def user_info(*args):
    print(args)


# ('TOM',)
user_info('TOM')
# ('TOM', 18)
user_info('TOM', 18)

注意：传进的所有参数都会被 args 变量收集，它会根据传进参数的位置合并为⼀个元组 (tuple) ，args是元组类型，这就是包裹位置传递。

def func(*args):
    return args


ret = func(1, 2)
print(ret)
a, b, c = func(1, 2, 3)
print(a, b, c)

上述代码中利用了tuple中自动解包，将tuple的值分别赋值给了a, b, c三个变量，实现了返回多个值。

def func(*args):
    return tuple(arg for arg in args)


def func2(*args):
    return (arg for arg in args)


ret = func(1, 2)
print(ret)
a, b, c = func(1, 2, 3)
print(a, b, c)
x, y = func2(4, 5)
print(x, y)

python返回多个值的本质是返回tuple，再自动解包赋值给N个变量。那么若要实现返回任意多个值，则需要手动返回一个tuple就可以啦，tuple内元素的数量自己定。

包裹关键字传递

def user_info(**kwargs):
    print(kwargs)


# {'name': 'TOM', 'age': 18, 'id': 110}
user_info(name='TOM', age=18, id=110)

综上：⽆论是包裹位置传递还是包裹关键字传递，都是⼀个组包的过程。

4.5 多个不同类型参数使用顺序

一般情况下，函数定义时的参数顺序为：

位置参数->默认参数->*args参数->关键字参数->**kwargs参数

参数传递顺序，即调用者将参数传递给函数的顺序：

非关键字位置参数->关键字参数

匹配顺序：

首先匹配位置参数，将非关键字参数按照位置匹配给位置参数，将前几个参数对号入座
关键字参数，按照后面的关键字的定义，一个个的对号入座。

优先级顺序：

假设非关键字参数传递给函数后，函数能够接受非关键字参数的参数有：位置参数->默认参数->*args参数，即非关键字参数首先匹配位置参数，其次是默认参数，剩余的匹配*args参数。

可变长度的位置形参*args和可变长度的关键字形参**kwargs同时使用时，顺序为：*args->**kwargs

一般函数参数定义的顺序为：位置参数->默认参数->*args参数->关键字参数->**kwargs参数

示例代码：

class BaseFunc(object):

    def sub_func(self, data, *args, exception=True, **kwargs):
        args_tuple = [i for i in args]
        kwargs_dict = [f"{key}: {value}" for key, value in kwargs]
        return data, args_tuple, exception, kwargs_dict

    def sub_func2(self, data, exception=True, *args, **kwargs):
        args_tuple = [i for i in args]
        kwargs_dict = [f"{key}: {value}" for key, value in kwargs]
        return data, args_tuple, exception, kwargs_dict

    def sub_func3(self, data, exception=True, *args, data1, **kwargs):
        args_tuple = [i for i in args]
        kwargs_dict = [f"{key}: {value}" for key, value in kwargs.items()]
        return data, args_tuple, exception, data1, kwargs_dict


if __name__ == '__main__':
    data = "I'm data!"
    data1 = 'aaa'
    data2 = 'bbb'
    data3 = 'ccc'
    data4 = 'ddd'
    exception = False
    dic = {"name": 'dgw', "age": 26}
    # 注意：位置参数data必须要放在*args前面,否则函数定义时就会报错
    # 注意：如果默认参数在*args之后时，传入的参数都会被*args给接收，默认参数不会接收到任何值，取默认值
    ret1 = BaseFunc().sub_func(data, data1, data2, data3, exception, dic)
    print(ret1)
    ret2 = BaseFunc().sub_func(data1, data2, data3, data, exception, dic)
    print(ret2)
    ret3 = BaseFunc().sub_func(data1, data2, data3, data, dic, exception=exception)
    print(ret3)

    print("*" * 100)

    # 注意：如果默认参数在*args之前时，默认参数会根据位置来获取参数值，剩余的参数再传递给*args
    ret4 = BaseFunc().sub_func2(data, exception, data1, data2, data3, dic)
    print(ret4)
    ret5 = BaseFunc().sub_func2(data, data1, data2, data3, exception, dic)
    print(ret5)
    ret6 = BaseFunc().sub_func2(data)
    print(ret6)

    print("*" * 100)

    # 注意：关键字参数要放在*args之后，**kwargs之前，默认参数放在*args之后也可以看作是关键字参数
    ret7 = BaseFunc().sub_func3(data, exception, data2, data3, data4, data1=data1)
    print(ret7)
    ret8 = BaseFunc().sub_func3(data, exception, data2, data3, data1=data1, data4=data4)
    print(ret8)

运行结果：

5. 拆包和交换变量值 5.1 拆包

拆包：元组

def return_num():
    return 100, 200


num1, num2 = return_num()
print(num1)  # 100
print(num2)  # 200

拆包：字典

dict1 = {'name': 'TOM', 'age': 18}
a, b = dict1
# 对字典进⾏拆包，取出来的是字典的key
print(a)  # name
print(b)  # age
print(dict1[a])  # TOM
print(dict1[b])  # 18

5.2 交换变量值

需求：有变量 a = 10 和 b = 20 ，交换两个变量的值。

⽅法⼀：借助第三变量存储数据。

# 1. 定义中间变量
c = 0
# 2. 将a的数据存储到c
c = a
# 3. 将b的数据20赋值到a，此时a = 20
a = b
# 4. 将之前c的数据10赋值到b，此时b = 10
b = c
print(a) # 20
print(b) # 10

⽅法⼆：

a, b = 1, 2 
a, b = b, a
print(a) # 2
print(b) # 1

6. 引⽤ 6.1 了解引⽤

在python 中，值是靠引⽤来传递来的。可以⽤ id()。

id() 来判断两个变量是否为同⼀个值的引⽤。可以将 id 值理解为那块内存的地址标识。

# 1. int类型
a = 1
b = a
print(b)  # 1
print(id(a))  # 140708464157520
print(id(b))  # 140708464157520
a = 2
print(b)  # 1,说明int类型为不可变类型
print(id(a))  # 140708464157552，此时得到是的数据2的内存地址
print(id(b))  # 140708464157520
# 2. 列表
aa = [10, 20]
bb = aa
print(id(aa))  # 2325297783432
print(id(bb))  # 2325297783432
aa.append(30)
print(bb)  # [10, 20, 30], 列表为可变类型
print(id(aa))  # 2325297783432
print(id(bb))  # 2325297783432

6.2 引⽤当做实参

代码如下：

def test1(a):
    print(a)
    print(id(a))
    a += a
    print(a)
    print(id(a))


# int：计算前后id值不同
b = 100
test1(b)
# 列表：计算前后id值相同
c = [11, 22]
test1(c)

效果图如下：

7. 可变和不可变类型

所谓可变类型与不可变类型是指：数据能够直接进⾏修改，如果能直接修改那么就是可变，否则是不可变.

可变类型

列表
字典
集合

不可变类型

整型
浮点型
字符串
元组

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