8. 函数

函数

函数是带名字的代码块，用于完成具体工作。

定义函数

def greet_user():          #函数定义，指出函数名，括号必不可少，以冒号结尾
    """显示简单的问候语"""    #文档字符串，用来生成有关程序中函数的文档
    print("Hello")         #函数体

greet_user()               #函数调用

向函数传递信息

def greet_user(username):
    """显示简单的问候语"""
    print("Hello, " + username.title())

greet_user('lu')

实参和形参

函数定义中的变量为形参

函数调用中的变量为实参

传递实参

位置实参

要求实参的顺序和形参的顺序相同，因此位置实参的顺序很重要

Python将按顺序将函数调用的实参关联到函数定义中相应的形参

关键字实参

关键字实参是传递给函数的名称-值对。无需考虑函数调用中的实参顺序，还清楚的指出了函数调用中的各个值得用途。

def describe_pet(animal_type, pet_name):
    """显示宠物得信息"""
    print("\nI have a " + animal_type + ".")
    print("My " + animal_type + "'s name is " + pet_name.title() + ".")

#明确指出各个实参对应的形参
describe_pet(animal_type = 'hamster', pet_name = 'harry') 

默认值

编写函数时，可给每个形参指定默认值。在调用函数中给形参提供了是实参时，Python将使用指定的实参值，否则将使用形参的默认值。因此，给形参指定默认值后，可在函数调用中省略相应的实参。

def describe_pet(pet_name, animal_type = 'dog'):
    """显示宠物得信息"""
    print("\nI have a " + animal_type + ".")
    print("My " + animal_type + "'s name is " + pet_name.title() + ".")

describe_pet(pet_name = 'harry')

使用默认值时，在形参列表中必须先列出没有默认值的形参，再列出有默认值的实参

等效的函数调用

混合使用位置实参、关键字实参和默认值

def describe_pet(pet_name, animal_type = 'dog'):
    """显示宠物得信息"""
    print("\nI have a " + animal_type + ".")
    print("My " + animal_type + "'s name is " + pet_name.title() + ".")

#一条名为Willie的小狗
describe_pet('willie')
describe_pet(pet_name = 'willie')

#一条名为Harry的仓鼠
describe_pet('harry', 'hamster')
describe_pet(pet_name = 'harry', animal_type = 'hamster')
describe_pet(animal_type = 'hamster', pet_name = 'harry')

避免实参错误

提供的实参多于或少于函数完成工作所需的信息时，将出现实参不匹配错误

返回值

返回简单值

使用return语句将值返回给调用函数的代码行

def get_formatted_name(first_name, last_name):
    """返回整洁的姓名"""
    full_name = first_name + ' ' + last_name
    return full_name.title()

musician = get_formatted_name('jimi', 'hendrix')
print(musician)

让实参变成可选的

def get_formatted_name(first_name, last_name, middle_name = ''):
    """返回整洁的姓名"""
    if middle_name:
        full_name = first_name + ' ' + middle_name + ' ' + last_name
    else:
        full_name = first_name + ' ' + last_name
    return full_name.title()

musician = get_formatted_name('jimi', 'hendrix')
print(musician)
musician = get_formatted_name('john', 'hooker', 'lee')
print(musician)

返回字典

def build_person(first_name, last_name):
    """返回一个字典，其中包含有关的一个人的信息"""
    person = {'first': first_name, 'last': last_name}
    return person
musician = build_person('jimi', 'hendrix')
print(musician)

结合使用函数和while循环

def get_formatted_name(first_name, last_name):
    """返回整洁的姓名"""
    full_name = first_name + ' ' + last_name
    return full_name.title()

while True:
    print("\nPlease tell me your name: ")
    print("(enter 'q' at any time to quit)")

    f_name = input("First name: ")
    if f_name == 'q':
        break

    l_name = input("Last_name: ")
    if l_name == 'q':
        break

    formatted_name = get_formatted_name(f_name, l_name)
    print("\nHello, " + formatted_name +"!")

传递列表

def greet_users(names):
    """向列表中的每个用户都发出简单的问候"""
    for name in names:
        msg = "Hello, " + name.title() + "!"
        print(msg)

usernames = ['hannah', 'ty', 'margot']
greet_users(usernames)

在函数中修改列表

在函数中对这个列表所做的任何修改都是永久性的。

def printmodels(unprinted_designs, completed_models):
    """
    模拟打印每个设计，直到没有未打印的设计为止
    打印每个设计后，都将其转移到列表completed_models中
    """
    while unprinted_designs:
        current_design = unprinted_designs.pop()
        print("Printing model: " + current_design)
        completed_models.append(current_design)

def show_models(completed_models):
    for model in completed_models:
        print(model)

unprinted_designs = ['alice', 'brian', 'candace']
completed_models = []

printmodels(unprinted_designs, completed_models)
show_models(completed_models)

每个函数负责一项具体的任务，第一个函数打印每个设计，第二个函数显示打印好的模型；优于用一个函数来完成两项工作。

禁止函数修改列表

要将列表的副本传递给函数

切片表示法[:]创建列表的副本

printmodels(unprinted_designs[:], completed_models)

虽然向函数传递列表的副本可保留原始列表的内容，但除非有充分的理由需要传递副本，否则还是应该将原始列表传递给函数，因为让函数使用现成的列表可避免花时间和内存创建副本，从而提高效率，在处理大型列表时尤其如此

传递任意数量的实参

预先不知道函数需要接受几个实参

def make_pizza(*toppings):
    """打印顾客点的所有配料"""
    for topping in toppings:
        print(topping)

make_pizza('pepperoni')
make_pizza('pepperoni', 'green peppers', 'extra cheese')

结合使用位置实参和任意数量实参

如果要让函数接受不同类型的实参，必须在函数的定义中将接纳任意数量实参的形参放在最后。Python先匹配位置实参和关键字实参，再将余下的实参都收集到最后一个形参中。

def make_pizza(size, *toppings):
    """概述要制作的披萨"""
    print("Size: " + str(size))
    for topping in toppings:
        print("- " + topping)

make_pizza(16, 'pepperoni')
make_pizza(12, 'pepperoni', 'green peppers', 'extra cheese')

使用任意数量的关键字实参

def build_profile(first, last, **user_info):
    """创建一个字典，其中包含我们知道的有关用户的一切"""
    profile={}
    profile['first_name'] = first
    profile['last_name'] = last
    for key, value in user_info.items():
        profile[key] = value
    return profile
user_profile = build_profile('albert', 'eintein',
                             location = 'princeton',
                             field = 'physics')
print(user_profile)

将函数存储在模块中

函数的优点之一是，使用它们可将代码块于主程序分离

更进一步，将函数存储在被称为模块的独立文件中，再将模块导入到主程序中

import语句允许在当前运行的程序文件中使用模块中的代码

导入整个模块

pizza.py

def make_pizza(size, *toppings):
    """概述要制作的披萨"""
    print("Size: " + str(size))
    for topping in toppings:
        print("- " + topping)

main.py

import pizza #让Python打开文件pizza.py，并将其中所有的函数都复制到这个程序

pizza.make_pizza(16, 'pepperoni')
pizza.make_pizza(12, 'pepperoni', 'green peppers', 'extra cheese')

module_name.function_name()

导入特定的函数

from module_name import function_name

from module_name import function_0, function_1, function_2

from pizza import make_pizza

make_pizza(16, 'pepperoni')
make_pizza(12, 'pepperoni', 'green peppers', 'extra cheese')

使用as给函数指定别名

from module_name import function_name as fn

from pizza import make_pizza as mp

mp(16, 'pepperoni')
mp(12, 'pepperoni', 'green peppers', 'extra cheese')

使用as给模块指定别名

import module_name as mn

import pizza as p
p.make_pizza(16, 'pepperoni')
p.make_pizza(12, 'pepperoni', 'green peppers', 'extra cheese')

导入模块中的所有函数

from module_name import *

from pizza import *
make_pizza(16, 'pepperoni') #可直接通过名称来调用函数
make_pizza(12, 'pepperoni', 'green peppers', 'extra cheese')

使用并非自己编写的大型模块时，最好不要采用这种导入方法：模块中可能有函数的名称和你项目中使用的名称相同

最佳的做法是，只导入自己需要的函数，或者导入整个模块，并使用句点表示法

函数编写指南

应给函数指定描述性名称，且只在其中使用小写字母和下划线：使代码更易懂

每个函数都应包括简要的功能注释，并采用文档字符串格式

给形参指定默认值时和函数调用中的关键字实参，等号两边不要有空格

def function_name(parameter_0, parameter_1='default value')

function_name(value_0, parameter_1='value')

建议代码行的长度不超过79字符

如果程序中包含多个函数，可使用两个空行将相邻的函数分开

所有的import语句都应放在文件开头，除非文件开头使用了注释来描述整个程序