《Python编程:从入门到实战》(第2版)学习笔记 第8章 函数

【写在前面】为进一步提高自己的python代码能力,打算把几本经典书籍重新过一遍,形成系统的知识体系,同时适当记录一些学习笔记,我尽量及时更新!先从经典的《Python编程:从入门到实战》书籍开始吧。有问题欢迎在评论区讨论,互相学习,good good study,day day up!上一章《Python编程:从入门到实战》(第2版)学习笔记 第7章 用户输入和while循环简单介绍了while循环,本章将介绍函数。

函数是带名字的代码块。我们将学习向函数传递信息的方式以及如何编写显示信息的函数、还有用于处理数据并返回值的函数,以及将函数存储在被称为模块的独立文件中,让主程序文件的组织更为有序。

【特别说明】这是第二版的《Python编程:从入门到实战》,书本的Python版本是3.7.2,我自己运行代码的环境是3.7.0,不同Python版本的功能不同。

8.1 定义函数

看一个打印问候语的简单函数,名为greet_user():

>>> def greet_user():   #关键字def定义函数

>>>         #所有缩进行构成了函数体

>>>         print("Hello")

>>> 

>>> greet_user()   #调用函数

输出:
Hello

8.1.1 向函数传递信息

函数greet_user()不仅向用户显示Hello,还将用户的名字用作抬头,添加参数username,这样调用函数时要给username指定一个值。

>>> def greet_user(username):

>>>         """显示简单的问候语"""

>>>         print("Hello, " + username.title() + "!")

>>> 

>>> greet_user('jesse')

输出:
Hello, Jesse!

8.1.2 实参和形参

在函数greet_user()的定义中,变量username是一个形参(parameter)——函数完成其工作所需的一项信息。在代码greet_user('jesse')中,值'jesse'是一个实参(argument)——是调用函数时传递给函数的信息。

8.2 传递实参

向函数传递实参的方式很多:

  1. 位置实参,这要求实参的顺序与形参的顺序相同
  2. 关键字实参,其中每个实参都由变量名和值组成
  3. 列表和字典

8.2.1 位置实参

调用函数时,Python最简单的关联方式是基于实参的顺序。这种关联方式被称为位置实参

>>> def describe_pet(animal_type, pet_name):   #需要两个参数

>>>         """显示宠物的信息:属于哪种动物和名字"""

>>>         print(f"\nI have a {animal_type}.")

>>>         print(f"My {animal_type}'s name is {pet_name.title()}.")

>>> 

>>> describe_pet('hamster', 'harry')

在函数调用中,实参'hamster'存储在形参animal_type中,实参'harry'存储在形参pet_name中,输出描述了一只名为Harry的仓鼠:
I have a hamster.
My hamster's name is Harry.

1. 多次调用函数

可以根据需要调用函数任意次。

>>> describe_pet('dog', 'willie')

例如向函数传递了实参'dog'和'willie',实参'dog'关联到形参animal_type,并将实参'willie'关联到形参pet_name。输出:
I have a dog.
My dog's name is Willie.

说明:函数可使用任意数量的位置实参,Python将按顺序将函数调用中的实参关联到函数定义中相应的形参。

2. 位置实参的顺序很重要

使用位置实参来调用函数时,如果实参的顺序不正确,结果可能出乎意料:

>>> describe_pet('harry', 'hamster')

这里先指定名字'harry',再指定动物类型'hamster'。由于实参'harry'在前,这个值存储到形参animal_type中;'hamster'将存储到形参pet_name中。结果得到了一个名为Hamster的harry:
I have a harry.
My harry's name is Hamster.

8.2.2 关键字实参

关键字实参是传递给函数的名称—值对,这样不会混淆(不会得到名为Hamster的harry这样的结果),也无需考虑实参顺序。

>>> describe_pet(animal_type='hamster', pet_name='harry')

使用关键字实参调用函数时,Python将实参'hamster'和'harry'分别存储在形参animal_type和pet_name中。

下面两个函数调用是等效的:

>>> describe_pet(animal_type='hamster', pet_name='harry')

>>> describe_pet(pet_name='harry', animal_type='hamster')

注意 使用关键字实参时,务必准确地指定函数定义中的形参名

8.2.3 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实参时,Python将使用指定的实参值;否则,将使用形参的默认值。使用默认值可简化函数调用,还可清楚地指出函数的典型用法。

例如,在调用describe_pet()时,大部分是小狗,可将形参animal_type的默认值设置为'dog'。

>>> def describe_pet(pet_name, animal_type='dog'):

>>>         """显示宠物的信息"""

>>>         print(f"\nI have a {animal_type}.")

>>>         print(f"My {animal_type}'s name is {pet_name.title()}.")

>>>         describe_pet(pet_name='willie')

调用函数时,因为没有给animal_type指定值,Python将把这个形参设置为'dog':
I have a dog.
My dog's name is Willie.

最简单的调用方式是:

>>> describe_pet('willie')

如果要描述的动物不是小狗,可使用下面的函数调用:

>>> describe_pet(pet_name='harry', animal_type='hamster')

由于显式地给animal_type提供了实参,因此Python将忽略这个形参的默认值。

注意 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。这让Python依然能够正确地解读位置实参。

8.2.4 等效的函数调用

鉴于可混合使用位置实参、关键字实参和默认值,通常有多种等效的函数调用方式。函数describe_pets()的定义如下,其中一个形参提供了默认值:

>>> def describe_pet(pet_name, animal_type='dog'):

这种定义必须给pet_name提供实参;指定该实参时可以使用位置方式,也可以使用关键字方式。如果动物不是小狗,必须给animal_type提供实参。下面对这个函数调用都可行:

# 一条名为Willie的小狗

>>> describe_pet('willie')

>>> describe_pet(pet_name='willie')

# 一只名为Harry的仓鼠

>>> describe_pet('harry', 'hamster')

>>> describe_pet(pet_name='harry', animal_type='hamster')

>>> describe_pet(animal_type='hamster', pet_name='harry')

注意 使用哪种调用方式都可,只要函数调用能生成你希望的输出就行,选择自己最容易理解的调用方式即可。

8.2.5 避免实参错误

如果调用函数describe_pet()时没有指定任何实参呢?

>>> def describe_pet(animal_type, pet_name):

>>>         """显示宠物的信息"""

>>>         print(f"\nI have a {animal_type}.")

>>>         print(f"My {animal_type}'s name is {pet_name.title()}.")

>>> describe_pet()

报错
Traceback (most recent call last):
   File "pets.py", line 6, in
       describe_pet()
TypeError: describe_pet() missing 2 required positional arguments: 'animal_ type' and 'pet_name'

上述traceback指出了问题出在哪,方便我们找出函数调用中的错误。

8.3 返回值

函数并非总是直接输出,也可返回一个或一组值,这个值被称为返回值。在函数中,可使用return语句将值返回到调用函数的代码行。

8.3.1 返回简单值

下面的函数,它接受名和姓并返回整洁的姓名:

>>> def get_formatted_name(first_name, last_name):

>>>         """返回整洁的姓名"""

>>>         full_name = f"{first_name} {last_name}"

>>>         return full_name.title()

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

>>> print(musician)  #将返回值存储在变量musician中

调用返回值的函数时,需要提供一个变量来存储返回的值。输出为整洁的姓名:
Jimi Hendrix

8.3.2 让实参变成可选的

如果需要让实参变成可选的,只在必要时才提供额外的信息,可使用默认值。例如,我们扩展函数get_formatted_name(),加上中间名:

>>> def get_formatted_name(first_name, middle_name, last_name):

>>>         """返回整洁的姓名"""

>>>         full_name = f"{first_name} {middle_name} {last_name}"

>>>         return full_name.title()

>>> 

>>> musician = get_formatted_name('john', 'lee', 'hooker')

>>> print(musician)

需要同时提供名、中间名和姓,在适当的地方加上空格,并将结果转换为首字母大写格式:
John Lee Hooker

但并非所有的人都有中间名。为让中间名变成可选的,给实参middle_name指定一个默认值——空字符串,并将其移到形参列表的末尾:

>>> def get_formatted_name(first_name, last_name, middle_name=''):

>>> ​​​​​​​        """返回整洁的姓名"""

>>> ​​​​​​​        if middle_name:

>>> ​​​​​​​        ​​​​​​​        full_name = f"{first_name} {middle_name} {last_name}"

>>> ​​​​​​​        else:

>>> ​​​​​​​        ​​​​​​​        full_name = f"{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)

修改后适用于只有名和姓的人,也适用于还有中间名的人:
Jimi Hendrix
John Lee Hooker

8.3.3 返回字典

函数可返回任何类型的值,包括列表和字典等较复杂的数据结构。例如,下面函数接受姓名的组成部分,并返回一个表示人的字典:

>>> def build_person(first_name, last_name):

>>> ​​​​​​​        """返回一个字典,其中包含有关一个人的信息"""

>>> ​​​​​​​        person = {'first': first_name, 'last': last_name}

>>> ​​​​​​​        return person

>>> 

>>> musician = build_person('jimi', 'hendrix')

>>> print(musician)

打印:
{'first': 'jimi', 'last': 'hendrix'}

修改后能存储年龄:

>>> ​​​​​​​def build_person(first_name, last_name, age=None):

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        """返回一个字典,其中包含有关一个人的信息"""

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        person = {'first': first_name, 'last': last_name}

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        if age:

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        ​​​​​​​        person['age'] = age

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        return person

>>> ​​​​​​​musician = build_person('jimi', 'hendrix', age=27)

>>> ​​​​​​​print(musician)

上述新增了一个可选形参age,默认值设置为特殊值None(表示变量没有值,将其视为占位值)。如果函数调用中包含这个形参的值,这个值将存储到字典中。

8.3.4 结合使用函数和 while 循环

可将函数和前面介绍的任何Python结构结合起来使用。例如使用函数get_formatted_name()和while循环,使用名和姓跟用户打招呼:

>>> ​​​​​​​def get_formatted_name(first_name, last_name):

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        """返回整洁的姓名"""

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        full_name = f"{first_name} {last_name}"

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        return full_name.title()

>>> ​​​​​​​# 这是一个无限循环!

>>> ​​​​​​​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(f"\nHello, {formatted_name}!")

注意:要使用break语句,提供了退出循环的简单途径,不然容易陷入死循环。这个程序将不断地问候,直到用户输入的姓或名为'q' 为止:
Please tell me your name:
(enter 'q' at any time to quit)
First name: eric
Last name: matthes

Hello, Eric Matthes!

Please tell me your name:
(enter 'q' at any time to quit)
First name: q

8.4 传递列表

向函数传递列表很有用,将列表传递给函数后,函数就能直接访问其内容。下面使用函数来提高处理列表的效率。

下面介绍将一个名字列表传递给名为greet_users()的函数:

>>> ​​​​​​​def greet_users(names):

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        """向列表中的每位用户都发出简单的问候"""

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        for name in names:

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        ​​​​​​​        msg = f"Hello, {name.title()}!"

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        ​​​​​​​        print(msg)

>>> ​​​​​​​usernames = ['hannah', 'ty', 'margot']

>>> ​​​​​​​greet_users(usernames)

结果:
Hello, Hannah!
Hello, Ty!
Hello, Margot!

输出完全符合预期,每位用户都看到了一条个性化的问候语。每当你要问候一组用户时,可调用这个函数。

8.4.1 在函数中修改列表

将列表传递给函数后,函数就可对其进行永久性修改,这能够高效地处理大量的数据。

来看一家为用户提交的设计制作3D打印模型的公司,需要打印的设计存储在一个列表中,打印后移到另一个列表中。下面是在不使用函数的代码:

>>> ​​​​​​​# 首先创建一个列表,其中包含一些要打印的设计

>>> ​​​​​​​unprinted_designs = ['phone case', 'robot pendant', 'dodecahedron']

>>> ​​​​​​​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,都将其移到列表completed_models中

>>> ​​​​​​​while unprinted_designs:

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        current_design = unprinted_designs.pop()

>>> ​​​​​​​

>>>         ​​​​​​​#模拟根据设计制作3D打印模型的过程

>>> ​​​​​​​        print(f"Printing model: {current_design}")

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        completed_models.append(current_design)

>>> ​​​​​​​

>>> ​​​​​​​# 显示打印好的所有模型

>>> ​​​​​​​print("\nThe following models have been printed:")

>>> ​​​​​​​for completed_model in completed_models:

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        print(completed_model)

循环结束后,显示已打印的所有设计:
Printing model: dodecahedron
Printing model: robot pendant
Printing model: phone case

The following models have been printed:
dodecahedron
robot pendant
iphone case

其实我们可编写两个函数。第一个函数将负责处理打印设计的工作,而第二个将概述打印了哪些设计:

>>> ​​​​​​​def print_models(unprinted_designs, completed_models):  #两个形参:一个需要打印的设计列表和一个打印好的模型列表

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        """

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        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,都将其移到列表completed_models中

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        """

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        while unprinted_designs:

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        ​​​​​​​        current_design = unprinted_designs.pop()

>>> ​​​​​​​

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        ​​​​​​​        # 模拟根据设计制作3D打印模型的过程

>>> ​​​​​​​        ​​​​​​​        print(f"Printing model: {current_design}")

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        ​​​​​​​        completed_models.append(current_design)

>>> ​​​​​​​

>>> ​​​​​​​def show_completed_models(completed_models):

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        """显示打印好的所有模型"""

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        print("\nThe following models have been printed:")

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        for completed_model in completed_models:

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        ​​​​​​​        print(completed_model)

>>> ​​​​​​​

>>> ​​​​​​​unprinted_designs = ['phone case', 'robot pendant', 'dodecahedron']

>>> ​​​​​​​completed_models = []

>>> ​​​​​​​print_models(unprinted_designs, completed_models)

>>> ​​​​​​​show_completed_models(completed_models)

我们定义了两个函数,它包输出与未使用函数的版本相同,但组织更为有序:

>>> ​​​​​​​unprinted_designs = ['phone case', 'robot pendant', 'dodecahedron']

>>> ​​​​​​​completed_models = []

>>> ​​​​​​​print_models(unprinted_designs, completed_models)

>>> ​​​​​​​show_completed_models(completed_models)

相比于没有使用函数的版本,这个程序更容易扩展和维护,同时演示了这样一种理念,即每个函数都应只负责一项具体的工作,这优于使用一个函数来完成两项工作。

8.4.2 禁止函数修改列表

有时候,需要禁止函数修改列表。为解决这个问题,可向函数传递列表的副本而不是原件,这样函数所做的任何修改都只影响副本,而丝毫不影响原件。

>>> ​​​​​​​function_name(list_name[:])

切片表示法[:]创建列表的副本。在上面的例子中,可像下面这样调用print_models():

>>> ​​​​​​​print_models(unprinted_designs[:], completed_models)

这样函数print_models()依然能够完成其工作,但它用的是列表unprinted_designs的副本,函数所做的修改不会影响到列表unprinted_designs。

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,这样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。

8.5 传递任意数量的实参

如果你预先不知道函数接受多少个实参,Python允许函数从调用语句中收集任意数量的实参。例如,制作比萨需要接受很多配料,但你无法预先确定顾客要多少种配料。下面函数设置一个形参*toppings

>>> ​​​​​​​def make_pizza(*toppings):

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        """打印顾客点的所有配料"""

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        print(toppings)

>>> ​​​​​​​

>>> ​​​​​​​make_pizza('pepperoni')

>>> ​​​​​​​​​​​​​​make_pizza('mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

形参名*toppings中的星号让Python创建一个名为toppings的空元组,并将收到的所有值都封装到这个元组中。注意,Python将实参封装到一个元组中,即便函数只收到一个值:

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

现在将这条print()替换为一个循环,遍历配料列表并对顾客点的比萨进行描述:

>>> ​​​​​​​def make_pizza(*toppings):

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        """概述要制作的比萨"""

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        print("\nMaking a pizza with the following toppings:")

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        for topping in toppings:

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        ​​​​​​​        print(f" - { topping}")

>>> ​​​​​​​

>>> ​​​​​​​make_pizza('pepperoni')

>>> ​​​​​​​make_pizza('mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

不管收到的是一个值还是三个值,这个函数都能妥善地处理:
Making a pizza with the following toppings:
- pepperoni

Making a pizza with the following toppings:
- mushrooms
- green peppers
- extra cheese

8.5.1 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

例如,函数还需要一个表示比萨尺寸的实参,必须将该形参放在形参*toppings的前面:

>>> ​​​​​​​def make_pizza(size, *toppings):

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        """概述要制作的比萨"""

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        print(f"\nMaking a {size}-inch pizza with the following toppings:")

>>> ​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​        for topping in toppings:

>>> ​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​        ​​​​​​​        print("- " + topping)

>>> ​​​​​​​​​​​​​​

>>> ​​​​​​​​​​​​​​make_pizza(16, 'pepperoni')

>>> ​​​​​​​​​​​​​​make_pizza(12, 'mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

上述函数将收到的第一个值存储在形参size中,并将其他的所有值都存储在元组toppings中。在函数调用中,首先指定表示比萨尺寸的实参,然后根据需要指定任意数量的配料。

现在,打印每个披萨的尺寸和配料:
Making a 16-inch pizza with the following toppings:
- pepperoni

Making a 12-inch pizza with the following toppings:
- mushrooms
- green peppers
- extra cheese

8.5.2 使用任意数量的关键字实参

如果预先不知道传递给函数的会是什么信息,可将函数编写成能够接受任意数量的键值对——调用语句提供了多少就接受多少。函数build_profile()接受名和姓,同时接受任意数量的关键字实参

>>> ​​​​​​​​​​​​​​def build_profile(first, last, **user_info):

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        """创建一个字典,包含我们知道的有关用户的一切"""

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        user_info['first_name'] = first

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        user_info['last_name'] = last

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        return user_info

>>> ​​​​​​​​​​​​​​user_profile = build_profile('albert', 'einstein', ​​​​​​​​​​​​​​location='princeton', field='physics')

>>> ​​​​​​​​​​​​​​print(user_profile)

函数build_profile()的定义要求提供名和姓,同时允许用户根据需要提供任意数量的名称值对。形参**user_info中的两个星号让Python创建一个名为user_info的空字典,并将收到的所有名称值对都封装到这个字典中。这个函数可以像访问其他字典那样访问user_info中的名称值对。

在build_profile()的函数体内,将名和姓加入到字典user_info中,因为我们总是会从用户那里收到这两项信息,这两项信息没有放到这个字典中。

打印如下:
{ 'location': 'princeton', 'field': 'physics', 'first_name': 'albert', 'last_name': 'einstein'}

在这里,返回的字典包含用户的名和姓,还有求学的地方和所学专业。调用这个函数时,不管额外提供了多少个键值对,它都能正确地处理。

注意:形参名**kwargs用于收集任意数量的关键字实参。

8.6 将函数存储在模块中

函数的优点之一是,可将代码块与主程序分离。除了给函数指定描述性名称,还可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。

通过将函数存储在独立的文件中,可隐藏程序代码的细节,将重点放在程序的高层逻辑上。将函数存储在独立文件中后,可与其他程序员共享这些文件而不是整个程序。知道如何导入函数还能使用其他程序员编写的函数库。导入模块的方法有多种,下面简要介绍每种方式。

8.6.1 导入整个模块

要让函数是可导入的,得先创建模块。模块是扩展名为.py的文件,包含要导入到程序中的代码。下面来创建一个包含函数make_pizza()的模块。为此,我们将文件pizza.py中除函数make_pizza()之外的其他代码都删除:

pizza.py

>>> ​​​​​​​def make_pizza(size, *toppings):

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        """概述要制作的比萨"""

>>> ​​​​​​​​​​​​​​        print(f"\nMaking a {size}-inch pizza with the following toppings:")

>>> ​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​        for topping in toppings:

>>> ​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​        ​​​​​​​        print("- " + topping)

接下来,在pizza.py所在的目录中创建另一个文件making_pizzas.py,在这个文件导入刚创建的模块,再调用make_pizza()函数:

making_pizzas.py

>>> import pizza

>>> pizza.make_pizza(16, 'pepperoni')

>>> pizza.make_pizza(12, 'mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

Python读取这个文件时,代码行import pizza会打开文件pizza.py,并将其中的所有函数都幕后复制到这个程序中。于是在making_pizzas.py中,可使用pizza.py中定义的所有函数。

要调用被导入的模块中的函数,可指定导入的模块的名称pizza和函数名make_pizza(),并用句点分隔它们。这些代码的输出与没有导入模块的原始程序相同:
Making a 16-inch pizza with the following toppings:
- pepperoni

Making a 12-inch pizza with the following toppings:
- mushrooms
- green peppers
- extra cheese

以上是一种导入方法:只需编写一条import语句,你使用这种import语句导入了名为module_name.py的整个模块,可使用下面的语法来使用其中任何一个函数:

module_name.function_name()

8.6.2 导入特定的函数

还可以导入模块中的特定函数,这种导入方法的语法如下:

from module_name import function_name

通过用逗号分隔函数名,可根据需要从模块中导入任意数量的函数:

from module_name import function_0, function_1, function_2

对于前面的making_pizzas.py示例,如果只想导入要使用的函数,代码如下:

>>> from pizza import make_pizza

>>> make_pizza(16, 'pepperoni')

>>> make_pizza(12, 'mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

使用这种语法,调用函数时就无需使用句点,因为在import语句中显式地导入了函数make_pizza()。

8.6.3 使用 as 给函数指定别名

如果要导入的函数的名称可能与程序中现有的名称冲突,或者函数的名称太长,可指定简短而独一无二的别名——函数的另一个名称,类似于外号。

关键字as将函数重命名为你提供的别名:

>>> from pizza import make_pizza as mp  #import语句将函数make_pizza()重命名为mp()

>>> mp(16, 'pepperoni')  #使用mp()调用make_pizza()函数

>>> mp(12, 'mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

起别名可避免与这个程序可能包含的函数make_pizza()混淆。

指定别名的通用语法如下:

from module_name import function_name as fn

8.6.4 使用 as 给模块指定别名

还可以给模块指定别名。通过给模块指定简短的别名(如给模块pizza指定别名p),让你能够更轻松地调用模块中的函数。

>>> import pizza as p

>>> p.make_pizza(16, 'pepperoni')

>>> p.make_pizza(12, 'mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

上述import语句给模块pizza指定了别名p,但该模块中所有函数的名称都没变。调用函数make_pizza()时,使用代码p.make_pizza()而不是pizza.make_pizza(),这样代码更简洁,还让你不再关注模块名,只专注于描述性的函数名。这些函数名明确地指出了函数的功能,对理解代码而言,它们比模块名更重要。

给模块指定别名的通用语法如下:
import module_name as mn

8.6.5 导入模块中的所有函数

星号(*)运算符可让Python导入模块中的所有函数:

>>> from pizza import *

>>> make_pizza(16, 'pepperoni')

>>> make_pizza(12, 'mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

import语句中的星号让Python将模块pizza中的每个函数都复制到这个程序文件中,这样导入了每个函数,就可通过名称来调用每个函数,而无需使用句点表示法。然而,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。因为如果模块中有函数的名称与当前的项目中使用的名称相同,可能导致意想不到的结果:Python可能遇到多个名称相同的函数或变量,进而覆盖函数,而不是分别导入所有的函数。

最佳的做法是,要么只导入你需要使用的函数,要么导入整个模块并使用句点表示法。这让代码更清晰、更容易阅读和理解。这种导入方法的语法:

from module_name import *

8.7 函数编写指南

编写函数时,需要牢记几个细节

①给函数和模块指定描述性名称,且只在其中使用小写字母和下划线。

②每个函数都应包含简要地阐述其功能的注释,该注释应紧跟在函数定义后面,并采用文档字符串格式。这样可以方便其他程序员阅读并使用它:他们完全可以相信代码如描述的那样运行;只要知道函数的名称、需要的实参以及返回值的类型,就能在自己的程序中使用它。

③给形参指定默认值时,等号两边不要有空格:
def function_name(parameter_0, parameter_1='default value')

④函数调用中的关键字实参也不要有空格:
function_name(value_0, parameter_1='value')

⑤PEP 8建议代码行的长度不要超过79字符,这样在适中的编辑器窗口能看到整行代码。如果形参很多,导致函数定义的长度超过了79字符,可在函数定义中输入左括号后按回车键,并在下一行按两次Tab键,将形参列表和只缩进一层的函数体区分开来。

⑥大多数编辑器都会自动对齐后续参数列表行,使其缩进程度与你给第一个参数列表行指定的缩进程度相同:
def function_name(
                parameter_0, parameter_1, parameter_2,

                parameter_3, parameter_4, parameter_5):
        function body...

⑦如果程序或模块包含多个函数,可使用两个空行相邻的函数分开,这样将更容易知道前一个函数在什么地方结束,下一个函数从什么地方开始。所有import语句都应放在文件开头,唯一例外的情形是,在文件开头使用了注释来描述整个程序。

8.8 小结

在本章中,你学习了:

  1. 如何编写函数、传递实参,让函数能够访问完成其工作所需的信息
  2. 如何使用位置实参和关键字实参以及如何接受任意数量的实参
  3. 显示输出的函数和返回值的函数
  4. 如何将函数同列表、字典、if语句和while循环结合起来使用
  5. 如何将函数存储在被称为模块的独立文件中,让程序文件更简单、更易于理解
  6. 函数编写指南

程序员的目标之一是,编写简单的代码来完成任务,而函数有助于你实现这样的目标。函数让你编写代码一次后,想重用它们多少次就重用多少次。使用函数让程序更容易阅读,而良好的函数名概述了程序各个部分的作用;函数让代码更容易测试和调试。

在第9章,你将学习编写。类将函数和数据整洁地封装起来,让你能够灵活而高效地使用它们。

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