python函数高级

一、函数的定义

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函数是指将一组语句的集合通过一个名字（函数名）封装起来，想要执行这个函数，只需要调用函数名即可

特性：

减少重复代码

使程序变得可扩展

使程序变得易维护

二、函数的参数

2.1、形参和实参数

形参，调用时才会存在的值

实惨，实际存在的值

2.2、默认参数

定义：当不输入参数值会有一个默认的值，默认参数要放到最后

2.3、 关键参数

定义： 正常情况下，给函数传参数要安装顺序，不想按顺序可以用关键参数，只需要指定参数名即可，（指定了参数名的就叫关键参数），但是要求是关键参数必须放在位置参数（以位置顺序确定对应的参数）之后

2.4、非固定参数

定义： 如你的函数在传入参数时不确定需要传入多少个参数，就可以使用非固定参数

# 通过元组形式传递

# 通过列表形式传递

# 字典形式（通过k,value的方式传递）

# 通过变量的方式传递

三、函数的返回值

作用：

返回函数执行结果，如果没有设置，默认返回None

终止函数运行，函数遇到return终止函数

四、变量的作用域

全局变量和局部变量

在函数中定义的变量叫局部变量，在程序中一开始定义的变量叫全局变量

全局变量作用域整个程序，局部变量作用域是定义该变量的函数

当全局变量与局部变量同名是，在定义局部变量的函数内，局部变量起作用，其他地方全局变量起作用

同级的局部变量不能互相调用

想要函数里边的变量设置成全局变量，可用global进行设置

五、特殊函数

5.1、嵌套函数

定义： 嵌套函数顾名思义就是在函数里边再嵌套一层函数

提示 在嵌套函数里边调用变量是从里往外依次调用，意思就是如果需要调用的变量在当前层没有就会去外层去调用，依次内推

匿名函数

基于Lambda定义的函数格式为： lambda 参数:函数体

参数，支持任意参数。

匿名函数适用于简单的业务处理，可以快速并简单的创建函数。

# 与三元运算结合

5.3、高阶函数

定义：变量可以指向函数，函数的参数可以接收变量，那么一个函数就可以接收另一个函数作为参数，这种函数称之为高阶函数 只需要满足一下任意一个条件，即是高阶函数

接收一个或多个函数作为输入

return返回另一个函数

5.4、递归函数

定义:一个函数可以调用其他函数，如果一个函数调用自己本身，这个函数就称为递归函数

在默认情况下Python最多能递归1000次，（这样设计师是为了防止被内存被撑死）可以通过sys.setrecursionlimit(1500)进行修改

递归实现过程是先一层一层的进，然后在一层一层的出来

必须有一个明确的条件结束，要不然就是一个死循环了

每次进入更深层次，问题规模都应该有所减少

递归执行效率不高，递归层次过多会导致站溢出

# 计算4的阶乘 4x3x2x1

# 打印数字从1-100

5.5、闭包现象

定义:内层函数调用外层函数的变量，并且内存函数被返回到外边去了

闭包的意义：返回的函数对象，不仅仅是一个函数对象，在该函数外还包裹了一层作用域，这使得，该函数无论在何处调用，优先使用自己外层包裹的作用域

Python为什么能扩展

Python 具有高可扩展性，存在许多使用 C 语言或 Fortran 编写扩展的方法。必要时，Python 代码可以直接将这些扩展作为子例程来调用。这部分讨论用于构建扩展的一些主要编译器（绝对不是完整列表）。

相关推荐：《Python基础教程》

Cython

Cython（不同于 CPython）既是指一种语言，也是指一种编译器。Cython 语言是添加了 C 语言语法的 Python 语言的超集。Cython 可以在代码段或完整函数中显式释放 GIL。变量和类属性上的 C 类型声明以及对 C 函数的调用都使用 C 语法。其余部分代码则使用 Python 语法。通过这个混合的 Cython 代码，Cython 编译器可生成高效的 C 代码。任何定期优化的 C/C++ 编译器都可以编译此 C 代码，从而高度优化扩展的运行时代码，性能接近于原生的 C 代码性能。

Numba

Numba 是一个动态、即时 (JIT) 且可感知 NumPy 的 Python 编译器。Numba 使用 LLVM 编译器基础架构，生成优化的机器代码和从 Python 调用代码的包装器。与 Cython 不同，编码使用常规的 Python 语言。Numba 可读取来自装饰器中所嵌入注释的类型信息，并优化代码。对于使用 NumPy 数据结构的程序，比如数组以及许多数学函数，它可以实现与 C 或 Fortran 语言类似的性能。NumPy 对线性代数和矩阵函数使用硬件加速，利用 LAPACK 和 BLAS 提供额外加速，大大提升了性能，参见 IBM 博客文章C、Julia、Python、Numba 和 Cython 在 LU 因式分解方面的速度比较。

除 CPU 以外，Numba 还能够使用 GP-GPU 后端。Anaconda, Inc. 是 Python 某个主要发行版的幕后公司，该公司还开发了 Numba 和商业版的 Numba Pro。

Fortran to Python Interface Generator

Fortran to Python Interface Generator (F2Py) 起初为一个独立的程序包，现在包含在 NumPy 中。F2Py 支持 Python 调用以 Fortran 编写的数值例程，就好像它们是另一个 Python 模块一样。因为 Python 解释器无法理解 Fortran 源代码，所以 F2Py 以动态库文件格式将 Fortran 编译为本机代码，这是一种共享对象，包含具有 Python 模块接口的函数。因此，Python 可以直接将这些函数作为子例程来调用，以原生 Fortran 代码的速度和性能来执行。

优化Python编程的4个妙招

1. Pandas.apply() – 特征工程瑰宝

Pandas 库已经非常优化了，但是大部分人都没有发挥它的最大作用。想想它一般会用于数据科学项目中的哪些地方。一般首先能想到的就是特征工程，即用已有特征创造新特征。其中最高效的方法之一就是Pandas.apply()，即Pandas中的apply函数。

在Pandas.apply()中，可以传递用户定义功能并将其应用到Pandas Series的所有数据点中。这个函数是Pandas库最好的扩展功能之一，它能根据所需条件分隔数据。之后便能将其有效应用到数据处理任务中。

2. Pandas.DataFrame.loc – Python数据操作绝妙技巧

所有和数据处理打交道的数据科学家(差不多所有人了!)都应该学会这个方法。

很多时候，数据科学家需要根据一些条件更新数据集中某列的某些值。Pandas.DataFrame.loc就是此类问题最优的解决方法。

3. Python函数向量化

另一种解决缓慢循环的方法就是将函数向量化。这意味着新建函数会应用于输入列表，并返回结果数组。在Python中使用向量化能至少迭代两次，从而加速计算。

事实上，这样不仅能加速代码运算，还能让代码更加简洁清晰。

4. Python多重处理

多重处理能使系统同时支持一个以上的处理器。

此处将数据处理分成多个任务，让它们各自独立运行。处理庞大的数据集时，即使是apply函数也显得有些迟缓。

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