语法进阶

语法进阶

变量的引用

• 变量和数据都保存在内存中
• Python 中函数的参数传递以及返回值都是靠引用传递的

引用的概念

Python 中

• 变量和数据分开存储
• 数据保存在内存中的一个位置
• 变量中保存着数据在内存中的地址
• 变量中记录数据地址的动作就叫引用
• id() 函数可以查看变量中保存数据的内存地址

如果变量已经被定义，当给一个变量赋值的时候，本质上是修改了数据的引用

• 变量不再对之前的数据引用
• 变量改为对新赋值的数据引用

函数的参数和返回值的传递

Python 中，函数的实参 / 返回值都是靠引用传递的

• 调用函数，本质上是传递的实参 / 返回值保存数据的引用，而不是实参保存的数据
• 如果不定义变量接收函数的返回值，程序不会报错，但是无法获得返回结果

可变类型不可变类型

• 不可变类型，内存中的数据不允许被修改
  • 数字类型 int, bool, float, complex
  • 字符串 str
  • 元组 tuple
• 可变类型，内存中的数据可以被修改
  • 列表 list
  • 字典 dict 字典的 key 只能使用不可变数据类型

局部变量和全局变量

局部变量

• 局部变量是在函数内部定义的变量，只能在函数内部使用
• 函数执行结束后，函数内部的局部变量，会被系统回收
• 局部变量的生命周期
  • 生命周期是变量从被创建到被系统回收的过程
  • 局部变量在函数执行时才会被创建
  • 局部变量在生命周期内，可以用来存储函数内部临时使用到的数据

全局变量

• 全局变量是在函数外部定义的变量，所有函数都可以使用
• 其他开发语言中大多不推荐使用全局变量
• 不允许在函数内部修改全局变量
• 在函数内部重新赋值，只是定义了一个局部变量
• 希望修改全局变量的值 使用 global 声明变量即可
• 应该把模块中的所有全局变量定义到所有函数上方
• 全局变量命名前方应加 g_ 或 gl_ 等与局部变量区分
• 如果局部变量和局部变量名称相同，pycharm 会在局部变量下方显示灰色虚线

参数和返回值

函数根据有没有参数和有没有返回值可以自由组合，共 4 种

1. 无参数，无返回值
2. 无参数，有返回值
3. 有参数，无返回值
4. 有参数，有返回值

• 如果函数内部处理数据不确定，可以将外界数据以参数形式传递给函数
• 如果希望函数执行完成后，向外界汇报结果，可以增加返回值

函数的返回值 - 多个返回值

• 元组可以包含多个数据，因此可以使用元组让函数一次返回多个值
• 如果函数返回的结果是元组，小括号可以省略
• 如果函数的返回值类型是元组，需要单独处理元组中的元素可以使用多个变量，一次接收函数的返回结果
  • 注意：使用此方法，变量的个数应该和元组中元素的个数保持一致

问题：交换两个变量的值？

a = 6
b = 100
# 1. 使用其他变量
# c = a
# a = b
# b = c
   
# 2. 不使用其他变量
# a = a + b
# b = a - b
# a = a - b
   
# 3. Python 专有
# a, b = (b, a)
# 元组小括号可省略
a, b = b, a
print(a)
print(b)

函数的参数

不可变和可变参数

• 在函数内部，针对参数使用赋值语句不会影响调用函数时传递的实参变量
• 无论传递的参数是可变还是不可变
• 在函数内部，针对参数使用赋值语句，不会修改外部实参变量

def demo(num, num_list):
    print("函数内部的代码")

    # 在函数内部，针对参数使用赋值语句,不会修改外部实参变量
    num = 100
    num_list = [1, 2, 3]

    print(num)
    print(num_list)
    print("函数执行完成")

gl_num = 99
gl_list = [4, 5, 6]
demo(gl_num, gl_list)
print(gl_num)

• 如果传递的参数是可变类型，在函数内部，使用方法修改了数据的内容，同样会影响到外部数据

def demo(num_list):
    print("函数内部代码")
    num_list.append(9)
    print(num_list)
    print("函数执行完成")

gl_list = [1, 2, 3]
demo(gl_list)
print(gl_list)

问题：-- +=

在 Python 中，列表变量调用 += 本质上是在执行列表变量的 extend 方法，不会修改变量的引用

缺省参数

• 定义函数时，可以给某个参数指定一个默认值，具有默认值的参数就叫做缺省参数
• 带有默认值的缺省参数必须在参数列表末尾
• 如果有多个缺省值，需要指定参数名

多值参数

• 有可能需要一个函数能够处理的参数个数是不确定的，这时使用多指参数
• Python 中有两种多值参数
  • 参数名前增加一个 *，可以接收元组
  • 参数名前增加两个 *，可以接收字典
• 一般在给多指参数命名时，习惯使用以下两个名字
  • *args -- 存放元组参数，前面一个 *
• **kwargs -- 存放字典参数，前面两个 *
• args 是 arguments 的缩写，有变量的含义
• kw 是 keyword 的缩写，kwargs 可以记忆键值对参数

案例：计算任意多个数字的和

def sum_nums(*args):
    num = 0
    # 循环遍历
    for n in args:
        num += n
    return num

result = sum_nums(1, 2, 3, 4, 5)
print(result)

• 元组和字典的拆包
• 在调用带有多值参数的函数时，如果希望
• 将一个元组变量，直接传递给 args
• 将一个字典变量，直接传递给 kwargs
• 可以使用拆包，简化参数的传递，拆包的方式是：
  • 在元组变量前，增加一个 *
  • 在字典变量前，增加两个 *

递归

递归：函数调用自身

递归的特点

• 一个函数内部调用自己
  • 函数内部可以调用其他函数，也可以在内部调用自己

代码特点

1. 函数内部的代码是相同的，只是针对参数不同，处理的结果不同
2. 当参数满足一个条件时，函数不再执行
   1. 被称为递归的出口，否则会造成死循环

案例 -- 计算数字累加

1. 定义一个函数 sum_numbers
2. 能够接受一个 num 的整体参数
3. 计算 1 + 2 ... num 的结果

def sum_numbers(num):

    # 1. 出口
    if num == 1:
        return 1
    # 2. 数字累加 num + (num - 1)
    # 假设 sum_numbers 能处理 1到 num -1 的累加
    temp =sum_numbers(num - 1)
    return num + temp

result = sum_numbers(100)
print(result)