Python函数和代码复用

文章目录

  • 知识点
  • 知识导图
    • 1、函数的基本使用
      • 1.1 函数的定义
      • 1.2 函数的使用
    • 2、函数的参数传递
      • 2.1 可选参数传递
      • 2.2 参数名称传递
      • 2.3 函数的返回值
    • 3、变量的作用域
      • 3.1 局部变量
      • 3.2 全局变量
    • 4、代码复用
    • 5、实例解析:软文的诗词风
  • 小结

知识点

  • 函数的定义和使用
  • 函数的参数传递: 可选参数传递、参数名称传递、函数的返回值
  • 变量的作用域: 局部变量和全局变量

知识导图

Python函数和代码复用_第1张图片

1、函数的基本使用

1.1 函数的定义

  • 函数是一段具有特定功能的、可重用的语句组,通过函数名来表示和调用。经过定义,一组语句等价于一个函数,在需要使用这组语句的地方,直接调用函数名称即可。
  • 因此,函数的使用包括两部分:函数的定义和函数的使用。
  • 函数是一种功能抽象。
  • Python定义一个函数使用def保留字,语法形式如下:

def <函数名>(<参数列表>):

​ <函数体>

​ return <返回值列表>

  • 函数名可以是任何有效的Python标识符
  • 参数列表是调用该函数时传递给它的值,可以有零个、一个或多个,当传递多个参数时各参数由逗号分隔,当没有参数时也要保留圆括号。
  • 函数体是函数每次被调用时执行的代码,由一行或多行语句组成。
# 定义一个对整数n求阶乘的函数
def fact(n):
    s = 1
    for i in range(1, n+1):
        s *= i
    return s
n = int(input("输入一个整数:"))
print(fact(n))
  • 如果需要返回值,使用保留字return和返回值列表。函数可以没有return语句,函数体结束后会将控制权返回给调用者。

1.2 函数的使用

  • 定义后的函数不能直接运行,需要经过“调用”才能运行。调用函数的基本方法如下:

<函数名>(<实际赋值参数列表>)

#定义一个对整数n求阶乘的函数
def fact(n):
    s = 1
    for i in range(1, n+1):
        s *= i
    return s
# 调用整数阶乘的函数
print(fact(20))
  • 具体来说,函数的使用一共分为四个步骤:

    \1. 函数定义

使用def保留字将一段代码定义为函数,需要确定函数的名字、参数的名字、参数的个数,使用参数名称作为形式参数(占位符)编写函数内部的功能代码。

\2. 函数调用

通过函数名调用函数功能,对函数的各个参数赋予实际值,实际值可以是实际数据,也可以是在调用函数前已经定义过的变量。

3.函数执行

函数被调用后,使用实际参数(赋予形式参数的实际值)参与函数内部代码的运行,如果有结果则进行输出。

4.函数返回

函数执行结束后,根据return保留字的指示决定是否返回结果,如果返回结果,则结果将被放置到函数被调用的位置,函数使用完毕,程序继续运行。

2、函数的参数传递

2.1 可选参数传递

  • 函数的参数在定义时可以指定默认值,当函数被调用时,如果没有传入对应的参数值,则使用函数定义时的默认值替代,函数定义时的语法形式如下:

def <函数名>(<非可选参数列表>, <可选参数> = <默认值>):

​ <函数体>

​ return <返回值列表>

  • 需要注意,可选参数一般都放置在非可选参数的后面,即定义函数时,先给出所有非可选参数,然后再分别列出每个可选参数及对应的默认值。
def multiply(x, y = 10):
    print(x*y)
multiply(99)
# 990
multiply(99, 2)
# 198

2.2 参数名称传递

  • Python语言同时支持函数按照参数名称方式传递参数,语法形式如下:

<函数名>(<参数名> = <实际值>)

def multiply(x, y = 10):
    print(x*y)
multiply(x = 99)
# 990
multiply(y = 2, x = 99)
# 198

2.3 函数的返回值

  • return语句用来结束函数并将程序返回到函数被调用的位置继续执行。
  • return语句可以出现在函数中的任何部分,同时可以将0个、1个或多个函数运算的结果返回给函数被调用处的变量。
def multiply(x, y = 10):
    return x*y
s = multiply(99, 2)
print(s)
# 198
  • 函数可以没有return,此时函数并不返回值。当函数使用return返回多个值,可以使用一个变量或多个变量保存结果。
def multiply(x, y = 10):
        return x*y, x+y
s = multiply(99, 2)
print(s)
# (198, 101)
a,b = multiply(99, 2)
print(a)
# 198
print(b)
# 101

3、变量的作用域

  • 根据程序中变量所在的位置和作用范围,变量分为局部变量和全局变量。
  • 局部变量仅在函数内部,且作用域也在函数内部,全局变量的作用域跨越多个函数。

3.1 局部变量

  • 局部变量指在函数内部使用的变量,仅在函数内部有效,当函数退出时变量将不再存在。
def multiply(x, y = 10):
        z = x*y # z是函数内部的局部变量
        return z
s = multiply(99, 2)
print(s)
# 198
print(z)
'''
Traceback (most recent call last):
   File "", line 1, in 
      print(z)
NameError: name 'z' is not defined'''
  • 变量z是函数multiple()内部使用的变量,当函数调用后,变量z将不存在。

3.2 全局变量

  • 全局变量指在函数之外定义的变量,在程序执行全过程有效。全部变量在函数内部使用时,需要提前使用保留字global声明,语法形式如下:

global <全局变量>

n = 2 #n是全局变量
def multiply(x, y = 10):
        global n
        return x*y*n # 使用全局变量n
s = multiply(99, 2)
print(s)
# 396
  • 上例中,变量n是全局变量,在函数multiply()中使用时需要在函数内部使用global声明,定义后即可使用。
  • 如果未使用保留字global声明,即使名称相同,也不是全局变量。
n = 2 #n是全局变量
def multiply(x, y = 10):
        n = x*y
        return n # 此处的n不是全局变量
s = multiply(99, 2)
print(s)
# 198
print(n) #不改变外部全局变量的值
# 2

4、代码复用

  • 函数是程序的一种基本抽象方式,它将一系列代码组织起来通过命名供其他程序使用。
  • 函数封装的直接好处是代码复用,任何其他代码只要输入参数即可调用函数,从而避免相同功能代码在被调用处重复编写。代码复用产生了另一个好处,当更新函数功能时,所有被调用处的功能都被更新。
  • 模块化设计指通过函数的封装功能将程序划分成主程序、子程序和子程序间关系的表达。模块化设计是使用函数设计程序的思考方法,以功能块为基本单位,一般有两个基本要求:

紧耦合:尽可能合理划分功能块,功能块内部耦合紧密;

松耦合:模块间关系尽可能简单,功能块之间耦合度低。

  • 耦合性指程序结构中各模块之间相互关联的程度,它取决于各模块间接口的复杂程度和调用方式。
  • 紧耦合指模块或系统间关系紧密,存在较多或复杂的相互调用。紧耦合的缺点在于更新一个模块可能导致其它模块变化,复用较困难。
  • 松耦合一般基于消息或协议实现,系统间交互简单。
  • 使用函数只是模块化设计的必要非充分条件,根据计算需求合理划分函数十分重要。一般来说,完成特定功能或被经常复用的一组语句应该采用函数来封装,并尽可能减少函数间参数和返回值的数量。

5、实例解析:软文的诗词风

  • 软文的诗词风将原有文章根据标点符号重新切分成短句并居中排版,对小屏幕阅读十分有利。使用程序将普通文章变成软文的诗词风十分有趣
txt = '''
人生得意须尽欢,莫使金樽空对月。
天生我材必有用,千金散尽还复来。
'''
linewidth = 30 # 预定的输出宽度

def lineSplit(line):
    plist = [',', '!', '?', ',', '。', '!', '?']
    for p in plist:
        line = line.replace(p, '\n')
    return line.split('\n')

def linePrint(line):
    global linewidth
    print(line.center(linewidth, chr(12288)))

newlines = lineSplit(txt)
for newline in newlines:
    linePrint(newline)
  • 原始文本使用变量txt保存,程序运行效果如下。
>>>
                              
           人生得意须尽欢            
           莫使金樽空对月            
                              
           天生我材必有用            
           千金散尽还复来 

原始文本使用变量txt保存,程序运行效果如下。

txt = '''
三国演义 上卷
罗贯中

滚滚长江东逝水,浪花淘尽英雄。是非成败转头空。青山依旧在,几度夕阳红。
白发渔樵江渚上,惯看秋月春风。一壶浊酒喜相逢。古今多少事,都付笑谈中。
--调寄《临江仙》
第一回 宴桃园豪杰三结义 斩黄巾英雄首立功
话说天下大势,分久必合,合久必分。周末七国分争,并入于秦。及秦灭之后,
楚、汉分争,又并入于汉。汉朝自高祖斩白蛇而起义,一统天下,后来光武中兴,
传至献帝,遂分为三国。
'''
linewidth = 30 # 预定的输出宽度

def lineSplit(line):
    plist = [',', '!', '?', ',', '。', '!', '?']
    for p in plist:
        line = line.replace(p, '\n')
    return line.split('\n')

def linePrint(line):
    global linewidth
    print(line.center(linewidth, chr(12288)))

newlines = lineSplit(txt)
for newline in newlines:
    linePrint(newline)
>>>
                              
           三国演义 上卷            
             罗贯中              
                              
           滚滚长江东逝水            
            浪花淘尽英雄            
           是非成败转头空            
            青山依旧在             
            几度夕阳红             
                              
           白发渔樵江渚上            
            惯看秋月春风            
           一壶浊酒喜相逢            
            古今多少事             
            都付笑谈中             
                              
          --调寄《临江仙》 

        第一回 宴桃园豪杰三结义 斩黄巾英雄首立功    
            话说天下大势            
             分久必合             
             合久必分             
            周末七国分争            
             并入于秦             
            及秦灭之后             
            楚、汉分争             
            又并入于汉             
         汉朝自高祖斩白蛇而起义          
             一统天下             
            后来光武中兴            
             传至献帝             
            遂分为三国    
  • 当每句长度超过变量linewdith后,显示效果并不好。这需要修改函数linePrint(),当一个短句行数超过限制时,分行居中显示。
txt = '''
三国演义 上卷
罗贯中

滚滚长江东逝水,浪花淘尽英雄。是非成败转头空。青山依旧在,几度夕阳红。
白发渔樵江渚上,惯看秋月春风。一壶浊酒喜相逢。古今多少事,都付笑谈中。
--调寄《临江仙》
第一回 宴桃园豪杰三结义 斩黄巾英雄首立功
话说天下大势,分久必合,合久必分。周末七国分争,并入于秦。及秦灭之后,
楚、汉分争,又并入于汉。汉朝自高祖斩白蛇而起义,一统天下,后来光武中兴,
传至献帝,遂分为三国。
'''
def linePrint(line):
    global linewidth
    while len(line) > linewidth:
        print(line[0:linewidth])
        line = line[linewidth:]
    print(line.center(linewidth, chr(12288)))
    
linewidth = 30 # 预定的输出宽度

def lineSplit(line):
    plist = [',', '!', '?', ',', '。', '!', '?']
    for p in plist:
        line = line.replace(p, '\n')
    return line.split('\n')


newlines = lineSplit(txt)
for newline in newlines:
    linePrint(newline)   

小结

讲解了函数的基本使用方法,包括函数的定义和调用。进一步具体讲解了函数的参数传递方法和变量的作用域,包括可选参数传递、参数名称传递和函数的返回值,初步介绍了函数的作用和代码复用。通过软文的诗词风实例帮助读者理解函数的定义和使用。

古代的诗词歌赋是填词怡情,当代的诗词歌赋则是风格怡情,快来造个自己风格吧?!

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