Python由荷蘭數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)研究學(xué)會(huì)的吉多·范羅蘇姆于1990年代初設(shè)計(jì)，作為一門(mén)叫做ABC語(yǔ)言的替代品。 Python提供了高效的高級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，還能簡(jiǎn)單有效地面向?qū)ο缶幊獭ython語(yǔ)法和動(dòng)態(tài)類(lèi)型，以及解釋型語(yǔ)言的本質(zhì)，使它成為多數(shù)平臺(tái)上寫(xiě)腳本和快速開(kāi)發(fā)應(yīng)用的編程語(yǔ)言， [2] 隨著版本的不斷更新和語(yǔ)言新功能的添加，逐漸被用于獨(dú)立的、大型項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)。 Python解釋器易于擴(kuò)展，可以使用C語(yǔ)言或C++(或者其他可以通過(guò)C調(diào)用的語(yǔ)言)擴(kuò)展新的功能和數(shù)據(jù)類(lèi)型。 Python也可用于可定制化軟件中的擴(kuò)展程序語(yǔ)言。Python豐富的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，提供了適用于各個(gè)主要系統(tǒng)平臺(tái)的源碼或機(jī)器碼。

由于Python語(yǔ)言的簡(jiǎn)潔性、易讀性以及可擴(kuò)展性，在國(guó)外用Python做科學(xué)計(jì)算的研究機(jī)構(gòu)日益增多，一些知名大學(xué)已經(jīng)采用Python來(lái)教授程序設(shè)計(jì)課程。例如卡耐基梅隆大學(xué)的編程基礎(chǔ)、麻省理工學(xué)院的計(jì)算機(jī)科學(xué)及編程導(dǎo)論就使用Python語(yǔ)言講授。眾多開(kāi)源的科學(xué)計(jì)算軟件包都提供了Python的調(diào)用接口，例如著名的計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù)OpenCV、三維可視化庫(kù)VTK、醫(yī)學(xué)圖像處理庫(kù)ITK。而Python專(zhuān)用的科學(xué)計(jì)算擴(kuò)展庫(kù)就更多了，例如如下3個(gè)十分經(jīng)典的科學(xué)計(jì)算擴(kuò)展庫(kù)：NumPy、SciPy和matplotlib，它們分別為Python提供了快速數(shù)組處理、數(shù)值運(yùn)算以及繪圖功能。因此Python語(yǔ)言及其眾多的擴(kuò)展庫(kù)所構(gòu)成的開(kāi)發(fā)環(huán)境十分適合工程技術(shù)、科研人員處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、制作圖表，甚至開(kāi)發(fā)科學(xué)計(jì)算應(yīng)用程序。2018年3月，該語(yǔ)言作者在郵件列表上宣布Python 2.7將于2020年1月1日終止支持。用戶(hù)如果想要在這個(gè)日期之后繼續(xù)得到與Python 2.7有關(guān)的支持，則需要付費(fèi)給商業(yè)供應(yīng)商。

一，函數(shù)簡(jiǎn)介

如數(shù)學(xué)上的函數(shù)一樣，例如三角函數(shù)sin()，給一個(gè)角度值，他就會(huì)有一個(gè)結(jié)果。用計(jì)算器計(jì)算時(shí)，我們知道輸入角度就會(huì)有結(jié)果，那么在編程時(shí)如何實(shí)現(xiàn)sin()這個(gè)函數(shù)的功能呢?

1，函數(shù)的基本概念

函數(shù)也叫功能，它是對(duì)數(shù)據(jù)與代碼的封裝，實(shí)現(xiàn)了代碼的復(fù)用。

當(dāng)我們?cè)趐ycharm中寫(xiě)代碼時(shí)，假如先寫(xiě)了一個(gè)功能的代碼，我們可以右鍵進(jìn)行運(yùn)行;如果我們又寫(xiě)了一個(gè)功能代碼，點(diǎn)擊運(yùn)行時(shí)，兩個(gè)功能代碼都會(huì)運(yùn)行，這時(shí)就可以把各個(gè)功能的代碼塊進(jìn)行封裝起來(lái)，寫(xiě)成函數(shù)。下次想要用哪個(gè)功能就調(diào)哪個(gè)函數(shù)。

2，函數(shù)的分類(lèi)

python函數(shù)有四類(lèi)，分別是：內(nèi)置函數(shù)(builtin functions)，標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)，第三方庫(kù)函數(shù)，自定義函數(shù)。

內(nèi)置函數(shù)：python一經(jīng)運(yùn)行就加載到內(nèi)存的，例如有l(wèi)ist，len，str等函數(shù)

標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)：需要用import語(yǔ)句進(jìn)行導(dǎo)入，常見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)有time，os等

第三方庫(kù)：需要另外下載到本地的庫(kù)，例如opencv庫(kù)，然后用import導(dǎo)入

自定義函數(shù)：自己在模塊里的寫(xiě)的函數(shù)

二，函數(shù)的定義與調(diào)用

1，python函數(shù)的定義

定義語(yǔ)法如下：

def 函數(shù)名 (參數(shù)) :

'''文檔字符串'''

函數(shù)體/若干語(yǔ)句

def func():

"""

打印'人生苦短，我學(xué)python'

"""

print('人生苦短，我學(xué)python')

當(dāng)python解釋器遇到def時(shí)，他就會(huì)在內(nèi)存里創(chuàng)建一塊內(nèi)存塊來(lái)存儲(chǔ)代碼信息，即函數(shù)對(duì)象，然后將內(nèi)存塊的首地址給函數(shù)名稱(chēng)，實(shí)現(xiàn)變量名與函數(shù)對(duì)象的綁定。

然而并不會(huì)執(zhí)行，因?yàn)檫€沒(méi)有調(diào)用。

2，函數(shù)的調(diào)用

語(yǔ)法格式如下：

函數(shù)名()

def func():

"""

打印'人生苦短，我學(xué)python'

"""

print('人生苦短，我學(xué)python')

func()

# 人生苦短，我學(xué)python

在函數(shù)名的后面加上英文小括號(hào)()即可。

另外除了用函數(shù)名來(lái)綁定函數(shù)對(duì)象之外，也可以用其他變量名來(lái)綁定函數(shù)。

def func():

"""

打印'人生苦短，我學(xué)python'

"""

print('人生苦短，我學(xué)python')

func_copy = func # func_copy也與函數(shù)對(duì)象進(jìn)行了綁定

func_copy()

# 人生苦短，我學(xué)python

函數(shù)對(duì)象也有三屬性，也就是類(lèi)型，id，值。

類(lèi)型就是函數(shù)類(lèi)型;id就是函數(shù)對(duì)象的地址;值就是函數(shù)封裝的各種數(shù)據(jù)和代碼，但是利用print打印時(shí)只會(huì)打印出函數(shù)的id地址。

def func():

"""

打印'人生苦短，我學(xué)python'

"""

print('人生苦短，我學(xué)python')

func_copy = func

print(func_copy, 'and', type(func_copy), 'and', id(func_copy), 'and', id(func))

# and and 2981859760744 and 2981859760744

3，return語(yǔ)句

return語(yǔ)句用于將函數(shù)處理結(jié)果返回，或者返回一些其他數(shù)據(jù)。當(dāng)return被執(zhí)行，代表函數(shù)調(diào)用結(jié)束，也就是說(shuō)return語(yǔ)句的作用之二就是結(jié)束函數(shù)的調(diào)用。

def maxab(a, b):

'''

比較兩個(gè)整數(shù)的大小

'''

if type(a) == int and type(b) == int:

return a if a >= b else b

else:

return '類(lèi)型錯(cuò)誤'

print(maxab(1, 2))

print(maxab(1, 'q'))

# 2

# 類(lèi)型錯(cuò)誤

如果函數(shù)體里不寫(xiě)return，默認(rèn)返回None。

def pr():

print(666)

print(pr()) # 先調(diào)用pr，再打印出返回值

# 666

# None

return可以返回任何東西。

def test():

return [1, 2, 3, 4] # 返回一個(gè)列表

print(test())

def test():

return test # 返回函數(shù)對(duì)象本身

print(test()())

def test():

return range(5) # 返回一個(gè)range對(duì)象

for itm in test():

print(itm)

# [1, 2, 3, 4]

#

# 0

# 1

# 2

# 3

# 4

三，變量的作用域(全局變量和局部變量)

變量起作用的范圍稱(chēng)為變量的作用域，不同作用域內(nèi)同名變量之間互不影響。變量分為：全局變量、局部變量。

所謂起作用的范圍就是，某些代碼他隸屬于不同的語(yǔ)句。例如定義了一個(gè)函數(shù)，函數(shù)體里的所有代碼是屬于這個(gè)函數(shù)的，因?yàn)榭s進(jìn)已經(jīng)不同了。在函數(shù)體里的定義的變量在函數(shù)里面可以使用，但是在函數(shù)外邊卻用不了。

1，全局變量

1 ，在函數(shù)和類(lèi)定義之外聲明的變量。全局變量的縮進(jìn)為0，作用域?yàn)槎x的模塊，從定義位置開(kāi)始直到模塊結(jié)束。也就是說(shuō)，全局變量即使沒(méi)有定義在函數(shù)里邊，但是在函數(shù)里邊也可以使用，只是使用而已，修改的話(huà)需要作說(shuō)明。這就是全局變量在整個(gè).py文件里都可以訪(fǎng)問(wèn)使用的原因。

2 ，全局變量降低了函數(shù)的通用性和可讀性。應(yīng)盡量避免全局變量的使用。

3 ，要在函數(shù)內(nèi)修改全局變量的值，使用 global 聲明一下。

out = 520 # 全局變量

print(out, 'and id is ', id(out))

def test():

out = 520 # 局部變量

print(out, 'and id is ', id(out))

test()

# 520 and id is 2305420215504

# 520 and id is 2305450107984

# 明顯兩個(gè)id不同，因?yàn)樵诤瘮?shù)里面對(duì)全局變量進(jìn)行修改，會(huì)隱藏全部變量，另外生成一個(gè)新對(duì)象

兩個(gè)out變量名字雖然相同，但不是綁定的同一個(gè)對(duì)象。但是當(dāng)整數(shù)比較小時(shí)，由于整數(shù)緩存，他們都是同一個(gè)變量。

out = 520

print(out, 'and id is ', id(out))

def test():

global out # 用global聲明out變量和全局變量out是同一個(gè)

print(out, 'and id is ', id(out))

test()

# 520 and id is 2355312182480

# 520 and id is 2355312182480

在函數(shù)里用global把同名變量聲明為全局變量，則會(huì)修改函數(shù)外部的變量。

2，局部變量

1 ，在函數(shù)體中聲明的變量。(包括形參變量也是局部變量)。

2 ，局部變量的引用比全局變量快，優(yōu)先考慮使用。這里是說(shuō)，在函數(shù)或者類(lèi)里面操作自己的局部變量比操作外部變量快。

3 ，如果局部變量和全局變量同名，如果對(duì)同名變量進(jìn)行賦值操作，則在函數(shù)內(nèi)隱藏全局變量，只使用同名的局部變量

Python 函數(shù)

函數(shù)是組織好的，可重復(fù)使用的，用來(lái)實(shí)現(xiàn)單一，或相關(guān)聯(lián)功能的代碼段。

函數(shù)能提高應(yīng)用的模塊性，和代碼的重復(fù)利用率。你已經(jīng)知道Python提供了許多內(nèi)建函數(shù)，比如print()。但你也可以自己創(chuàng)建函數(shù)，這被叫做用戶(hù)自定義函數(shù)。

定義一個(gè)函數(shù)

你可以定義一個(gè)由自己想要功能的函數(shù)，以下是簡(jiǎn)單的規(guī)則：

函數(shù)代碼塊以 def 關(guān)鍵詞開(kāi)頭，后接函數(shù)標(biāo)識(shí)符名稱(chēng)和圓括號(hào)()。

任何傳入?yún)?shù)和自變量必須放在圓括號(hào)中間。圓括號(hào)之間可以用于定義參數(shù)。

函數(shù)的第一行語(yǔ)句可以選擇性地使用文檔字符串—用于存放函數(shù)說(shuō)明。

函數(shù)內(nèi)容以冒號(hào)起始，并且縮進(jìn)。

return [表達(dá)式] 結(jié)束函數(shù)，選擇性地返回一個(gè)值給調(diào)用方。不帶表達(dá)式的return相當(dāng)于返回 None。

語(yǔ)法

def functionname( parameters ): "函數(shù)_文檔字符串" function_suite return [expression]

默認(rèn)情況下，參數(shù)值和參數(shù)名稱(chēng)是按函數(shù)聲明中定義的順序匹配起來(lái)的。

實(shí)例

以下為一個(gè)簡(jiǎn)單的Python函數(shù)，它將一個(gè)字符串作為傳入?yún)?shù)，再打印到標(biāo)準(zhǔn)顯示設(shè)備上。

實(shí)例(Python 2.0+)

def printme( str ): "打印傳入的字符串到標(biāo)準(zhǔn)顯示設(shè)備上" print str return

函數(shù)調(diào)用

定義一個(gè)函數(shù)只給了函數(shù)一個(gè)名稱(chēng)，指定了函數(shù)里包含的參數(shù)，和代碼塊結(jié)構(gòu)。

這個(gè)函數(shù)的基本結(jié)構(gòu)完成以后，你可以通過(guò)另一個(gè)函數(shù)調(diào)用執(zhí)行，也可以直接從Python提示符執(zhí)行。

如下實(shí)例調(diào)用了printme()函數(shù)：

實(shí)例(Python 2.0+)

#!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- # 定義函數(shù) def printme( str ): "打印任何傳入的字符串" print str return # 調(diào)用函數(shù) printme("我要調(diào)用用戶(hù)自定義函數(shù)!") printme("再次調(diào)用同一函數(shù)")

以上實(shí)例輸出結(jié)果：

我要調(diào)用用戶(hù)自定義函數(shù)!

再次調(diào)用同一函數(shù)

參數(shù)傳遞

在 python 中，類(lèi)型屬于對(duì)象，變量是沒(méi)有類(lèi)型的：

a=[1,2,3] a="Runoob"

以上代碼中，[1,2,3] 是 List 類(lèi)型，"Runoob" 是 String 類(lèi)型，而變量 a 是沒(méi)有類(lèi)型，她僅僅是一個(gè)對(duì)象的引用(一個(gè)指針)，可以是 List 類(lèi)型對(duì)象，也可以指向 String 類(lèi)型對(duì)象。

可更改(mutable)與不可更改(immutable)對(duì)象

在 python 中，strings, tuples, 和 numbers 是不可更改的對(duì)象，而 list,dict 等則是可以修改的對(duì)象。

不可變類(lèi)型：變量賦值 a=5 后再賦值 a=10，這里實(shí)際是新生成一個(gè) int 值對(duì)象 10，再讓 a 指向它，而 5 被丟棄，不是改變a的值，相當(dāng)于新生成了a。

可變類(lèi)型：變量賦值 la=[1,2,3,4] 后再賦值 la[2]=5 則是將 list la 的第三個(gè)元素值更改，本身la沒(méi)有動(dòng)，只是其內(nèi)部的一部分值被修改了。

python 函數(shù)的參數(shù)傳遞：

不可變類(lèi)型：類(lèi)似 c++ 的值傳遞，如 整數(shù)、字符串、元組。如fun(a)，傳遞的只是a的值，沒(méi)有影響a對(duì)象本身。比如在 fun(a)內(nèi)部修改 a 的值，只是修改另一個(gè)復(fù)制的對(duì)象，不會(huì)影響 a 本身。

可變類(lèi)型：類(lèi)似 c++ 的引用傳遞，如 列表，字典。如 fun(la)，則是將 la 真正的傳過(guò)去，修改后fun外部的la也會(huì)受影響

python 中一切都是對(duì)象，嚴(yán)格意義我們不能說(shuō)值傳遞還是引用傳遞，我們應(yīng)該說(shuō)傳不可變對(duì)象和傳可變對(duì)象。

python 傳不可變對(duì)象實(shí)例

實(shí)例(Python 2.0+)

#!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*- def ChangeInt( a ): a = 10 b = 2 ChangeInt(b) print b # 結(jié)果是 2

實(shí)例中有 int 對(duì)象 2，指向它的變量是 b，在傳遞給 ChangeInt 函數(shù)時(shí)，按傳值的方式復(fù)制了變量 b，a 和 b 都指向了同一個(gè) Int 對(duì)象，在 a=10 時(shí)，則新生成一個(gè) int 值對(duì)象 10，并讓 a 指向它。