Python中的函數(shù)（二）
在上一篇文章中提到了Python中函數(shù)的定義和使用，在這篇文章里我們來討論下關(guān)于函數(shù)的一些更深的話題。在學(xué)習(xí)C語言函數(shù)的時(shí)候，遇到的問題主要有形參實(shí)參的區(qū)別、參數(shù)的傳遞和改變、變量的作用域。同樣在Python中，關(guān)于對(duì)函數(shù)的理解和使用也存在這些問題。下面來逐一講解。
一.函數(shù)形參和實(shí)參的區(qū)別
相信有過編程語言經(jīng)驗(yàn)的朋友對(duì)形參和實(shí)參這兩個(gè)東西并不陌生。形參全稱是形式參數(shù)，在用def關(guān)鍵字定義函數(shù)時(shí)函數(shù)名后面括號(hào)里的變量稱作為形式參數(shù)。實(shí)參全稱為實(shí)際參數(shù)，在調(diào)用函數(shù)時(shí)提供的值或者變量稱作為實(shí)際參數(shù)。舉個(gè)例子：
#這里的a和b就是形參def add(a,b): return a+b#這里的1和2是實(shí)參add(1,2)x=2y=3#這里的x和y是實(shí)參add(x,y)
二.參數(shù)的傳遞和改變
在大多數(shù)高級(jí)語言當(dāng)中，對(duì)參數(shù)的傳遞方式這個(gè)問題的理解一直是個(gè)難點(diǎn)和重點(diǎn)，因?yàn)樗斫馄饋聿⒉皇悄敲粗庇^明了，但是不理解的話在編寫程序的時(shí)候又極其容易出錯(cuò)。下面我們來探討一下Python中的函數(shù)參數(shù)的傳遞問題。
首先在討論這個(gè)問題之前，我們需要明確一點(diǎn)就是在Python中一切皆對(duì)象，變量中存放的是對(duì)象的引用。這個(gè)確實(shí)有點(diǎn)難以理解，“一切皆對(duì)象”？對(duì)，在Python中確實(shí)是這樣，包括我們之前經(jīng)常用到的字符串常量，整型常量都是對(duì)象。不信的話可以驗(yàn)證一下：
print id(5)print id('python')x=2print id(x)y='hello'print id(y)
這段代碼的運(yùn)行結(jié)果是：
先解釋一下函數(shù)id( )的作用。下面這段話是官方文檔對(duì)id()函數(shù)的解釋：
顯而易見，id(object)函數(shù)是返回對(duì)象object在其生命周期內(nèi)位于內(nèi)存中的地址，id函數(shù)的參數(shù)類型是一個(gè)對(duì)象，因此對(duì)于這個(gè)語句
id(2)沒有報(bào)錯(cuò)，就可以知道2在這里是一個(gè)對(duì)象。下面再看幾個(gè)例子：
x=2print id(2)print id(x)y='hello'print id('hello')print id(y)
其運(yùn)行結(jié)果為：
從結(jié)果可以看出，id(x)和id(2)的值是一樣的，id(y)和id('hello')的值也是一樣的。
在Python中一切皆對(duì)象，像2，'hello'這樣的值都是對(duì)象，只不過5是一個(gè)整型對(duì)象，而'hello'是一個(gè)字符串對(duì)象。上面的x=2，在Python中實(shí)際的處理過程是這樣的：先申請(qǐng)一段內(nèi)存分配給一個(gè)整型對(duì)象來存儲(chǔ)整型值2，然后讓變量x去指向這個(gè)對(duì)象，實(shí)際上就是指向這段內(nèi)存（這里有點(diǎn)和C語言中的指針類似）。而id(2)和id(x)的結(jié)果一樣，說明id函數(shù)在作用于變量時(shí)，其返回的是變量指向的對(duì)象的地址。因?yàn)樽兞恳彩菍?duì)象，所以在這里可以將x看成是對(duì)象2的一個(gè)引用。
下面再看幾個(gè)例子：
x=2print id(x)y=2print id(y)s='hello'print id(s)t=sprint id(t)
其運(yùn)行結(jié)果為：
從運(yùn)行結(jié)果可以看到id(x)和id(y)的結(jié)果是相同的，id(s)和id(t)的結(jié)果也是相同的。這說明x和y指向的是同一對(duì)象，而t和s也是指向的同一對(duì)象。x=2這句讓變量x指向了int類型的對(duì)象2，而y=2這句執(zhí)行時(shí)，并不重新為2分配空間，而是讓y直接指向了已經(jīng)存在的int類型的對(duì)象2.這個(gè)很好理解，因?yàn)楸旧碇皇窍虢oy賦一個(gè)值2，而在內(nèi)存中已經(jīng)存在了這樣一個(gè)int類型對(duì)象2，所以就直接讓y指向了已經(jīng)存在的對(duì)象。這樣一來不僅能達(dá)到目的，還能節(jié)約內(nèi)存空間。t=s這句變量互相賦值，也相當(dāng)于是讓t指向了已經(jīng)存在的字符串類型的對(duì)象'hello'（這個(gè)原理和C語言中指針的互相賦值有點(diǎn)類似）。
看這幅圖就理解了：
下面再看幾個(gè)例子：
x=2print id(2)print id(x)x=3print id(3)print id(x)L=[1,2,3]M=Lprint id(L)print id(M)print id(L[2])L[0]=2print id(L)print M
運(yùn)行結(jié)果為：
下面來分析一下這個(gè)結(jié)果，兩次的id(x)的值不同，這個(gè)可能讓人有點(diǎn)難以理解。注意，在Python中，單一元素的對(duì)象是不允許更改的，比如整型數(shù)據(jù)、字符串、浮點(diǎn)數(shù)等。x=3這句的執(zhí)行過程并不是先獲取x原來指向的對(duì)象的地址，再把內(nèi)存中的值更改為3，而是新申請(qǐng)一段內(nèi)存來存儲(chǔ)對(duì)象3，再讓x去指向?qū)ο?，所以兩次id(x)的值不同。然而為何改變了L中的某個(gè)子元素的值后，id(L)的值沒有發(fā)生改變？在Python中，復(fù)雜元素的對(duì)象是允許更改的，比如列表、字典、元組等。Python中變量存儲(chǔ)的是對(duì)象的引用，對(duì)于列表，其id()值返回的是列表第一個(gè)子元素L[0]的存儲(chǔ)地址。就像上面的例子，L=[1,2,3]，這里的L有三個(gè)子元素L[0]，L[1]，L[2]，L[0]、L[1]、L[2]分別指向?qū)ο?、2、3，id(L)值和對(duì)象3的存儲(chǔ)地址相同，看下面這個(gè)圖就明白了：
因?yàn)長和M指向的是同一對(duì)象，所以在更改了L中子元素的值后，M也相應(yīng)改變了，但是id(L)值并沒有改變，因?yàn)檫@句L[0]=2只是讓L[0]重新指向了對(duì)象2，而L[0]本身的存儲(chǔ)地址并沒有發(fā)生改變，所以id(L)的值沒有改變（ id(L)的值實(shí)際等于L[0]本身的存儲(chǔ)地址）。
下面就來討論一下函數(shù)的參數(shù)傳遞和改變這個(gè)問題。
在Python中參數(shù)傳遞采用的是值傳遞，這個(gè)和C語言有點(diǎn)類似。先看幾個(gè)例子：
def modify1(m,K): m=2 K=[4,5,6] return def modify2(m,K): m=2 K[0]=0 returnn=100L=[1,2,3]modify1(n,L)print nprint Lmodify2(n,L)print nprint L
程序運(yùn)行結(jié)果為：
從結(jié)果可以看出，執(zhí)行modify1( )之后，n和L都沒有發(fā)生任何改變；執(zhí)行modify2( )后，n還是沒有改變，L發(fā)生了改變。因?yàn)樵赑ython中參數(shù)傳遞采用的是值傳遞方式，在執(zhí)行函數(shù)modify1時(shí)，先獲取n和L的id( )值，然后為形參m和K分配空間，讓m和K分別指向?qū)ο?00和對(duì)象[1,2,3]。m=2這句讓m重新指向?qū)ο?，而K=[4,5,6]這句讓K重新指向?qū)ο骩4,5,6]。這種改變并不會(huì)影響到實(shí)參n和L，所以在執(zhí)行modify1之后，n和L沒有發(fā)生任何改變；在執(zhí)行函數(shù)modify2時(shí)，同理，讓m和K分別指向?qū)ο?和對(duì)象[1,2,3]，然而K[0]=0讓K[0]重新指向了對(duì)象0（注意這里K和L指向的是同一段內(nèi)存），所以對(duì)K指向的內(nèi)存數(shù)據(jù)進(jìn)行的任何改變也會(huì)影響到L，因此在執(zhí)行modify2后，L發(fā)生了改變。
三.變量的作用域
在Python中，也存在作用域這個(gè)問題。在Python中，會(huì)為每個(gè)層次生成一個(gè)符號(hào)表，里層能調(diào)用外層中的變量，而外層不能調(diào)用里層中的變量，并且當(dāng)外層和里層有同名變量時(shí)，外層變量會(huì)被里層變量屏蔽掉。舉個(gè)例子：
def function(): x=2 count=2 while count>0: x=3 print x count=count-1function()
在函數(shù)function中，while循環(huán)外面和while循環(huán)里面都有變量x，此時(shí)，while循環(huán)外面的變量x會(huì)被屏蔽掉。注意在函數(shù)內(nèi)部定義的變量作用域都僅限于函數(shù)內(nèi)部，在函數(shù)外部是不能夠調(diào)用的，一般稱這種變量為局部變量。
還有一種變量叫做全局變量，它是在函數(shù)外部定義的，作用域是整個(gè)文件。全局變量可以直接在函數(shù)里面應(yīng)用，但是如果要在函數(shù)內(nèi)部改變?nèi)肿兞?，必須使用global關(guān)鍵字進(jìn)行聲明。
x=2def fun1(): print x def fun2(): global x x=3 print xfun1()fun2()print x
關(guān)于函數(shù)的形參和實(shí)參、參數(shù)的傳遞以及變量的作用域問題這里就討論這么多了，關(guān)于函數(shù)參數(shù)的類型問題會(huì)在《Python中的函數(shù)（三）》中繼續(xù)講解。
聯(lián)系客服
