【Python】08 函数

前言：函数是带名字的代码块，用于完成具体的工作。调用函数执行重复性的任务，程序的编写、阅读、测试和修复都将更容易。可将函数存储在模块中，让主程序文件更有序。

8.1 定义函数：关键字def

def greet_user():
    """显示简单的问候语""" #文档字符串docstring，是一种注释，描述了函数是做什么的。由三引号括起，用来生成有关程序中函数的文档
    print('hello!')
    
greet_user()#函数调用

8.1.1 向函数传递信息

def greet_user(username):
    """显示简单的问候语""" #文档字符串docstring，是一种注释，描述了函数是做什么的。由三引号括起，用来生成有关程序中函数的文档
    print('hello，'+ username.title() + '!') 
    
greet_user('claudia')#函数调用

8.1.2 实参和形参

8.1.1的例子中，username是一个形参，claudia是一个实参。
实参是调用函数时传递给函数的信息。

8.2 传递实参

• 位置实参：要求实参的顺序和形参的顺序相同
• 关键字实参：每个实参都由变量名和值组成
• 还可以使用列表和字典

8.2.1 位置实参

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

describe_pet("hamster","harry")
describe_pet("cat","gary")

输出：
I have a hamster.
My hamster's name is Harry.

I have a cat.
My cat's name is Gary.

8.2.2 关键字实参

传递给函数的名称-值对。

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

describe_pet(animal_type = "hamster",pet_name = "harry")
describe_pet(pet_name ="gary",animal_type ="cat")

输出于8.2.1相同结果

8.2.3 默认值

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"): #无默认值的形参需要放到表的开头
    """显示宠物的信息"""
    print("\nI have a " + animal_type + ".")
    print("My " + animal_type + "'s name is " + pet_name.title() + ".")

describe_pet(pet_name = "gary")

输出：
I have a dog.
My dog's name is Gary.

8.2.4 等效的函数调用

可混合使用位置实参、关键字实参和默认值，使用最容易理解的调用方式即可。

8.3 返回值

使用return语句将值返回到调用函数的代码行。调用返回值的函数时，必须提供一个变量，用于存储返回的值。

8.3.1 返回简单值

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)

8.3.2 让实参编程可选的

def get_formatted_name(first_name, last_name,middle_name = ""): #给形参指定一个默认值（空字符串），并移到末尾
    """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("sarah","lee","Cooper")
print(musician)

8.3.3 返回字典

def build_person(first_name,last_name,age=""):
    """返回一个字典，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)

8.3.4 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 + '!')

输出：

输出5.png

8.4 传递列表

将列表传递给函数后，函数可以直接访问列表内容，提高处理效率。

def greet_users(names):
   """向列表中的每位用户发出简单问候"""
   for name in names:
       msg = "hello, " + name.title() + '!'
       print(msg)

usernames = ['sarah','claudia','jack']
greet_users(usernames)

8.4.1 在函数中修改列表

在函数中对列表所做的任何修改都是永久性的。

#创建一个列表，包含一些要打印的设计
unprinted_designs = ['iphone case','robot pendant','dodecahedron']
completed_models = []

#模拟打印每个设计，直到全部打印
#打印每个设计后，将其移到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('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)

def print_models(unprinted_models,completed_models):
    """
    模拟打印每个设计，直到全部打印
    打印后，移到completed_model中
    """
    while unprinted_designs:
        current_design = unprinted_designs.pop()
        
        #模拟打印模型过程
        print("printing model: " + current_design)
        completed_models.append(current_design)

def show_completed_models(completed_models):
    """显示打印好的模型"""
    print("\nthe following models have been printed:")
    for completed_model in completed_models:
        print(completed_model)
        
unprinted_designs = ['iphone case','robot pendant','dodecahedron']
completed_models = []

print_models(unprinted_designs,completed_models)
show_completed_models(completed_models)

8.4.2 禁止函数修改列表

向函数传递列表的副本而不是原件。function_name(list_name[:])
除非特殊需求，否则还是传递原始列表，避免花时间和创建副本。

print_models(unprinted_designs[:],completed_models)

8.5 传递任意数量的实参

使用*形参创建空元组（值不可变的列表），将所有值都装到这个元组中

def make_pizza(*toppings):
    """概述要制作的pizza"""
    print("\nmaking a pizza with the follwoing toppings:")
    for topping in toppings:
        print("-" + topping)

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

8.5.1 结合使用位置实参和任意数量实参

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都放在最后，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一个形参中

def make_pizza(size,*toppings):
    """概述要制作的pizza"""
    print("\nmaking a " + str(size) + "-inch pizza with the follwoing toppings:")
    for topping in toppings:
        print("-" + topping)

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

8.5.2 使用任意数量的关键字实参

def build_profile(first,last,**user_info): #形参的两个星号让python创建一个名为user_info的空字典，并将收到的值名称-值对都封装
    """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","einstein",location = "princeton",field = "physics")
print(user_profile)

8.6 将函数存储在模块中

函数可以将代码块与主程序分离。将函数存储在模块（独立文件，扩展名为.py）中，再将模块使用import语句导入主程序。

8.6.1 导入整个模块

module_nam.function_name()

import pizza

8.6.2. 导入特定的函数

导入特定函数无需再使用句点

• 特定函数 from module_name import function_name
• 任意数量函数 from module_name import function_0,function_1,function_2

8.6.3 使用as给函数指定别名

如函数名称与程序现有名称冲突，或者名称太长，可指定独一无二的别名
from module_name import function_name as fn

from pizza import make_pizza as mp
mp(16,"pepperoni")

8.6.4 使用as给模块指定别名

import module_name as mn

import pizza as p

8.6.5 导入模块中的所有函数

使用星号*可导入模块中的所有函数
from module_name import *

from pizza import *

Tips：最佳做法是要么只导入需要使用的函数，要么导入整个模块并用句点表示法，使代码更清晰，更易阅读和理解

8.7 函数编写指南

• 应给函数指定描述性名称
• 只在函数中使用小写字母和下划线
• 应包含简要阐述其功能的注释，且需紧跟函数定义后面，并采用文档字符串格式
• 给形参指定默认值时，等号两边不要有空格
• 函数调用关键字实参时，等号两边不要有空格
• 形参较多时，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，将形参列表和函数体区分开
• 如果程序或模块包含多个函数，可用两个空行将相邻函数隔开
• 所有import语句都应该放在文件开头（除非文件开头使用了注释来描述整个程序）