Python - Function

Table of Contents

在Python中，函数通过关键字 def 定义。

参数

从函数的角度，parameter指函数定义圆括号内的变量列表，而argument指当函数被调用时传递的值。

Parameter

变长参数(variable-length)

  • 参数名前加 * 可以表示该参数可以接受任意数目的位置参数。这种情况下，函数会接受元组参数(a tuple of arguments)。以 * 开头的参数只能以最后一个位置参数的形式出现。
  • 参数名前加 ** 可以表示该参数可以接受任意数目的关键字参数。这种情况下，函数会接受元组参数(a tuple of arguments)。以 ** 开头的参数只能以最后一个参数的形式出现。

默认参数（可选参数）

  • 可以在函数定义时，为参数指定默认值。
  • 值得注意的是，默认值生效是在函数定义的时候，而不是在函数调用的时候。
  • 一旦某个参数有默认值，那么后续所有参数都必须有默认值。为此，需要把有默认值的参数放在没有默认值的参数后面。
  • 参数默认值应该重视不可变的对象，比如 None, True, False, 数字或者字符串。
  • 如果默认值是可变容器的话，比如列表、集合或者字典，应该把 None 作为默认值，并在函数体内增加对默认值的检查。

Argument

函数调用时的参数可以分为位置参数(positional argument)和关键字参数(keyword argument)。

位置参数

  • 位置参数按照调用顺序为对应的参数赋值。

关键字参数

  • 关键字参数的调用方式为 kwarg=value 。
  • 函数调用时，关键字参数的顺序可以是任意的。
  • 关键字参数必须放在位置参数之后。

调用方式的限制

def fn(positional_only1, positional_only2, /, positional_or_keyword1, positional_or_keyword2, *, keyword_only1, keyword_only2):
  • 如果 / 和 * 都没有，那么函数调用时参数赋值既可以是以位置参数的方式，也可以是关键字参数的方式。
  • / 之前的参数赋值必须以位置参数的形式。
  • * 之后的参数赋值必须以关键字参数的形式。

Docstring

对函数功能以及参数的描述。

返回值

  • 有返回值的函数，通过关键字 return 返回。
  • 没有返回值的函数会默认返回 None 。
  • 如果需要返回多个值，可以返回一个元组(tuple1)。当调用的函数返回了元组，通常会将结果赋值给多个变量，也即元组解包。

Lambda函数

Lambda函数是匿名函数，没有返回值，不能被其他文件导入，因此不能被外部调用。其格式如下： 

lambda argumuent_list: expression
  • argument_list 为参数列表，与普通函数的参数列表相同。
  • expression 为单行表达式，其中出现的参数需要在 argument_list 中有定义。

Map

内置函数 map 能够对输入序列逐元素地应用所提供的函数，返回一个迭代器对象。格式如下： 

map(function, *iterables) -> map object
  • function 为所应用的函数。
  • iterables 为任何可迭代的序列数据类型，如列表、字典等。

并行计算

Python中的并行计算通常要用到模块 multiprocessing 及其子模块 multiprocessing.dummy ，前者用于进程，后者用于线程。这两个模块均包含了 map 函数。所以，可以通过利用这两个模块中的 map 函数很容易地实现基于线程池的多线程并行计算。 

from multiprocessing.dummy import Pool

# Generate a thread pool including 8 workers.
p = Pool(8)

# Multithreading
results = p.map(function, iterables)

# Thread pool stops subsequent job submission.
p.close()

# Thread pool waits for the completions of the working threads.
p.join()

Filter

内置函数 filter 能够对输入序列根据规则逐元素地过滤，返回过滤后的迭代器对象。格式如下： 

filter(function | None, iterable) -> filter object
  • function 为定义过滤规则的函数，只有返回值为 True 的元素才会被返回。
  • iterable 为任何可迭代的序列数据类型对象，如列表、字典等。

Reduce

reduce 函数不是python内置函数，需要通过导入。该函数能够将一个可迭代的序列数据类型合并为单个数值，比如求和，求平均等等。格式如下： 

from functools import reduce

reduce(function, iterable[, initial]) -> value
  • function 为定义合并规则的函数，输入为两个参数。
  • iterable 为任何可迭代的序列数据类型对象，如列表、字典等。

Footnotes:

1

元组是通过逗号组成的，而不是那些圆括号。