資訊專欄INFORMATION COLUMN
摘要：可以簡單理解一塊可重復(fù)使用的代碼，我們稱之為函數(shù)，當(dāng)我們調(diào)用函數(shù)時，這個函數(shù)才會執(zhí)行。可以看到函數(shù)內(nèi)是一個作用域，外面是訪問不到的一般情況。當(dāng)進入一個函數(shù)時，一個新的作用域就被創(chuàng)建了。
Python中的函數(shù)和作用域 1. 函數(shù) 1.1 函數(shù)的簡介
當(dāng)我們在重復(fù)使用某一功能時，我們可能會寫很多重復(fù)的代碼，例如我們求圓的周長，當(dāng)圓的直徑改變時，是不是我們又要重新寫一遍計算過程呢？如果涉及到很復(fù)雜的過程，而下次使用僅僅改變參數(shù)，那么我們還有必要重復(fù)這一過程嗎？
這時我們可以利用函數(shù)來解決這一問題。一個功能就像黑盒一樣，我們不需要知道它是怎么工作的，我們只要知道接口（輸入，輸出）即可使用。
例如Python的內(nèi)置函數(shù)print我們只要知道它需要我們提供哪些參數(shù)，以及它會給我們怎樣的輸出即可。這就是所謂的抽象，我們不知道工作原理，但也能使用它。所以我們可以寫一個函數(shù)（黑盒），設(shè)置直徑為輸入，周長為輸出，當(dāng)函數(shù)寫好后，我們只要輸入直徑即可，不用考慮函數(shù)內(nèi)部是如何計算的，我們得到輸出后，繼續(xù)做我們想做的事情。
當(dāng)我們想做一道菜時，有人負責(zé)洗菜，有人切菜，有人炒菜，將這些人的工作合在一起，就完成了做菜這個任務(wù)，這就是分解的思想，我們將這個任務(wù)看成是函數(shù)，許多函數(shù)在一起完成了一件比較大的事情。
可以簡單理解一塊可重復(fù)使用的代碼，我們稱之為函數(shù)(function)，當(dāng)我們調(diào)用函數(shù)時，這個函數(shù)才會執(zhí)行。
1.2 函數(shù)的特征名稱
參數(shù) (0 或 多個)
有docstring (可選，但是建議有，注釋的意思)
函數(shù)體
返回一些值
以下是定義一個函數(shù)簡單的例子，注意函數(shù)內(nèi)要有四個空格的縮進，如果沒有返回值的話，會默認返回None:
#def是用來定義函數(shù)的關(guān)鍵字
#is_even是函數(shù)的名稱
#i是參數(shù)（參數(shù)可以是任何類型）
#三個引號括起來的是docstring
#docstring下面的語句是函數(shù)體
#return后的是返回值
def is_even( i ):
"""
Input: i是一個正的int類型
Returns True 如果 i 是偶數(shù), 否則返回 False
"""
print("inside is_even")
return i%2 == 0
#調(diào)用函數(shù)，并用a接收返回值
a = is_even(2)
print(a)
2. 作用域
2.1 形參和實參
首先我們先不涉及編程。高中的函數(shù)y = f(x)，這個x就相當(dāng)于是形參，指一種抽象，將我們用f(3)的時候，這個3就是實參了，就是實際我們使用的值，形參和實參大致就是這個意思，不要搞混了。例如:
def f( x ):#x是形參
x = x + 1
print("in f(x): x =", x)
return x
#以下是調(diào)用函數(shù)
x = 3#初始化x
z = f( x )#調(diào)用函數(shù)，傳入實參，將返回值給z
2.2 函數(shù)作用域
利用pythontutor網(wǎng)站對代碼的執(zhí)行進行可視化，我把所有步驟都截了下來，先看圖，右側(cè)反映了變量的變化情況。
可以看到函數(shù)內(nèi)是一個作用域，外面是訪問不到的（一般情況）。當(dāng)進入一個函數(shù)時，一個新的作用域就被創(chuàng)建了。函數(shù)內(nèi)的x和外面的x不是一個x，x是不可變量，這和之后的list等數(shù)據(jù)類型不一樣，之后再說。
函數(shù)里可以訪問外面的變量
函數(shù)里不可以修改外部定義的變量
以下是是幾個例子，如果有不清楚，可以進入 www.pythontutor.com（我推薦的代碼可視化網(wǎng)站）中嘗試運行。
第一個例子，在外邊定義了一個x，但是在f內(nèi)又定義了一個x，這兩個x不是一個x，函數(shù)內(nèi)部使用的x是函數(shù)內(nèi)部定義的。
def f(y):
x = 1
x += 1
print(x)
x = 5
f(x)
print(x)
第二個例子，在g中使用的x是外部定義的x
def g(y):
print(x)
print(x + 1)
x = 5
g(x)
print(x)
第三個例子，會報錯，不能在內(nèi)部修改外部的值，UnboundLocalError: local variable "x" referenced before assignment
def h(y):
x += 1
x = 5
h(x)
print(x)
3. 參考
參考了Mit 6.0001的課件
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