第8章 函数
- 函数是带名字的代码块,用于完成具体的工作。
- 学习定义函数,向函数传递信息。
- 学习如何编写主要任务是显示信息的函数,还有用于处理数据并返回一个或一组值得函数。
- 学习如何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。
8.1 定义函数
- 使用def关键字来告诉python你要定义一个函数。
- def 函数名(参数):基本的函数构造语法。
- 使用三引号编辑文档字符串的注释,描述函数做了什么,python用它生成有关程序中的函数文档。
#使用def定义函数 def greet_user(): #使用''' ''' 概述函数作用 '''显示简单问候语函数''' print('你好!世界。') #调用函数 greet_user()
输出结果为:
你好!世界。
8.1.1 向函数传递信息
- 我们在上面的代码中稍加修改,在括号内添加一个参数变量。
#在之前的代码基础上我们加上一个形参username def greet_user(username): '''简单显示打招呼函数''' print('你好,'+username.title()+'!') #获取用户输入的信息,并且调用函数显示输出。 username = input('请输入您的英文名: ') greet_user(username)
输出的结果为:
请输入您的英文名: robert
你好,Robert!
8.1.2 实参和形参
- 前面定义greet_user时,要求给变量username一个值,在定义中username是一个形参。函数完成其工作需要的一个信息。
- 用户输入的信息rober我们存储在第6行username中,并且把这个信息传到函数中,这个robert就是实参。
8.2 传递实参
- 鉴于函数定义中包括多个形参,因此函数调用中也可能包含多个实参。
- 使用位置参数,这要求实参的顺序与形参的顺序相同。
- 使用关键字参数,这要求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 位置参数
- 当调用函数时,你必须将函数调用中的每个实参都关联函数定义中的每个形参,为此最简单的关联方式是基于实参的顺序,这种关联方式称为位置实参。
def info(name,age): '''定义一个简单的显示名字加年龄的函数''' age = str(age) print('你的名字叫'+name+',你今年'+age+'岁。') #根据位置传递实参 info('饶庆龙',26)
输出的结果为:
你的名字叫饶庆龙,你今年26岁。
1. 调用函数多次
- 你可以根据需求调用函数任意次数。
- 调用函数是一种极为高效的编程方法,事先我们可以先进行定义函数,然后在我们需要的时候调用。
- python中将按顺序将函数调用中的实参关联函数定义中的形参。
2. 位置实参的顺序很重
- 使用位置实参的时候我们一定要注意参数的顺序关联,否则将会闹出笑话。
def info(name,age): '''定义一个简单的显示名字加年龄的函数''' print('你的名字叫'+str(name)+',你今年'+age+'岁。') #根据位置传递实参 info(26,'饶庆龙')
输出结果为:
你的名字叫26,你今年饶庆龙岁。
8.2.2 关键字实参
- 关键字实参是传递给函数的名称-值对。你直接在实参中将名称和值关联起来。
- 关键字实参让您无需考虑函数调用中的实参顺序,还清楚的支出值得用途。
- 使用关键字实参务必准确地指定函数定义中的形参名。
def info(name,age): '''定义一个简单的显示名字加年龄的函数''' age = str(age) print('你的名字叫'+name+',你今年'+age+'岁。') #使用关键字传递实参 info(age = 26,name='饶庆龙')
输出的结果为:
你的名字叫饶庆龙,你今年26岁。
8.2.3 默认值
- 编写函数时,可以将每个形参指定默认值。
- 在调用函数中给形参提供实参时,python将使用指定的实参值。否则将使用形参的默认值!
- 给形参指定默认值后,可在函数中调用中省略相应的实参,使用默认值可简化的函数调用,还可清楚的指定函数的典型用法。
- 使用默认值的时候,在形参列表中必须现列出没有默认值的形参,再列出有默认值得实参,这让python依然能够正确的解读位置实参。
- 当有多个指定默认值形参时,我们要么按位置顺序传递,要么使用关键字实参,注意顺序!!!
#没有默认值的形参必须在有默认值的形参前面。 def info(name,age = 26,sex = 'man'): '''定义一个简单的显示名字加年龄的函数''' age = str(age) print('你的名字叫'+name+',你今年'+age+'岁,你的性别是'+sex) #使用关键字传递实参 info(name='饶庆龙')
输出结果为:
你的名字叫饶庆龙,你今年26岁,你的性别是man
8.2.4 等效的函数调用
- 鉴于可以混合使用位置实参,关键字实参和默认值,通常有多种等效的函数调用方式。
#没有默认值的形参必须在有默认值的形参前面。 def info(name,age = 26,sex = 'man'): '''定义一个简单的显示名字加年龄的函数''' age = str(age) print('你的名字叫'+name+',你今年'+age+'岁,你的性别是'+sex) #使用关键字传递实参 info(name='饶庆龙') info('饶庆龙') info('令狐冲',34) info('任盈盈',sex='lady',age=36)
输出结果为:
你的名字叫饶庆龙,你今年26岁,你的性别是man
你的名字叫饶庆龙,你今年26岁,你的性别是man
你的名字叫令狐冲,你今年34岁,你的性别是man
你的名字叫任盈盈,你今年36岁,你的性别是lady
8.2.5 避免实参错误
- 实参顺序需要留意。
- 实参与形参需要匹配(实参不能多于或少于形参)
练习:
#8-3 T恤 def make_shirt(size,words): print('你T恤的尺码是:'+size+'码,\n你想印的字是:'+words) size = input('请输入您T恤的尺码:') words = input('请输入你要印在T恤上的话:') make_shirt(size,words)
输出的结果为:
请输入您T恤的尺码:32
请输入你要印在T恤上的话:人生苦短,我选python!
你T恤的尺码是:32码,
你想印的字是:人生苦短,我选python!
#8-4 大号T恤 def make_shirt(size = '36',words = 'I love python!'): print('你T恤的尺码是:'+size+'码,\n你想印的字是:'+words) #输出默认值36码的带有 I love python!的T恤 make_shirt() #输出码子28 字样默认的 make_shirt('28') #输出默认尺码,字样为 T T make_shirt(words='T T')
输出的结果为:
你T恤的尺码是:36码,
你想印的字是:I love python!
你T恤的尺码是:28码,
你想印的字是:I love python!
你T恤的尺码是:36码,
你想印的字是:T T
8.3 返回值
- 函数并非总是直接显示输出,相反我们可以用它处理一些数据,并返回一个或一组值。函数返回的值被称为返回值!
- 在函数中使用return语句将值返回到调用函数的代码行,返回值能让你的大部分法中工作移到函数中去完成。
8.3.1 返回简单的值
#定义一个加法函数 设置两个形参 x,y,返回x+y的结果 def add(x,y): return x+y #传递实参 x=2 y=3 调用函数 将返回值存储在变量z中并且打印出来 z = add(2,3) print(z)
输出的结果为:
5
8.3.2 让实参变成可选的
- 将形参默认值设置为空字符串
- 使用if语句,如果没有指定实参,那么判断空字符串则为False,以此来控制程序。
#定义函数,将中间名称形参设置默认值为空字符串 def get_full_name(firstname,lastname,middlename=''): #如果没有指定参数的传入,那么if语句将不会通过条件测试,直接执行else下的代码 if middlename: full_name = firstname+' '+middlename+' '+lastname else: full_name = firstname+' '+lastname return full_name.title() my_name= get_full_name('rao','long') print(my_name) my_name = get_full_name('rao','long','qing') print(my_name)
输出的结果为:
Rao Long
Rao Qing Long
8.3.3 返回字典
- 函数可返回任何类型的值,包括字典和列表等比较复杂的数据结构。
#定义一个函数,形参设置为三个 一个接受名字 一个接受年龄 还有一个可选参数 接受性别 def build_person(name,age,sex=''): #创建一个字典接受两个没有默认值的参数 person = {'name':name,'age':age} #如果可选参数不为空时,往字典添加键-值对 if sex: person['sex'] = sex #返回字典 return person my_person = build_person('raolong',26) print(my_person) my_person = build_person('raolong',27,sex='man') print(my_person)
输出结果为:
{'name': 'raolong', 'age': 26} {'name': 'raolong', 'age': 27, 'sex': 'man'}
8.3.4 结合使用函数和while循环
- 可将函数与前面几章所学到的的任何python结构结合起来使用。
- 下面用代码来展示与while循环的搭配使用。
#定义函数,将中间名称形参设置默认值为空字符串 def get_full_name(firstname,lastname,middlename=''): #如果没有指定参数的传入,那么if语句将不会通过条件测试,直接执行else下的代码 if middlename: full_name = firstname+' '+middlename+' '+lastname else: full_name = firstname+' '+lastname return full_name #创建while循环,和标志变量 active = True while active: print('您可以输入您的姓名,\n将姓氏和名字分开输入。') print('您也可以在输入时,随时输入q停止。') f_name = input('请输入您的姓氏:') if f_name == 'q': break l_name = input('请输入您的名字:') if l_name == 'q': break my_name = get_full_name(f_name,l_name) print('您好啊!'+my_name)
输出结果为:
您可以输入您的姓名,
将姓氏和名字分开输入。
您也可以在输入时,随时输入q停止。
请输入您的姓氏:饶
请输入您的名字:庆龙
您好啊!饶 庆龙
您可以输入您的姓名,
将姓氏和名字分开输入。
您也可以在输入时,随时输入q停止。
请输入您的姓氏:q
练习:
#8-6 城市名 def city_country(city,country): return (city.title()+','+country.title()) a = city_country('hongkong','china') b = city_country('berin','german') c = city_country('tokoyo','japan') print(a,b,c)
输出结果为:
Hongkong,China Berin,German Tokoyo,Japan
#8-7 专辑 def make_album(singer,album,song_numbers=''): albums = {} if song_numbers: albums['song_numbers'] = song_numbers else: pass albums['singer'] = singer albums['album'] = album return albums zhou_jielun = make_album('周杰伦','说好不哭') print(zhou_jielun) zhou_jielun = make_album('周杰伦','说好不哭',13) print(zhou_jielun)
输出结果为:
{'singer': '周杰伦', 'album': '说好不哭'} {'song_numbers': 13, 'singer': '周杰伦', 'album': '说好不哭'}
#8-8 用户的专辑 def make_album(singer,album,song_numbers=''): albums = {} if song_numbers: albums['歌曲数量'] = song_numbers else: pass albums['歌手'] = singer albums['专辑'] = album return albums while True: print('填写喜爱歌手以及相关信息,\n如果不想继续输入,\n输入q可以随时退出。\n') singer = input('请输入歌手名称: ') if singer == 'q' : break album = input('请输入歌手专辑名称: ') if album == 'q': break song_numbers = input('请输入专辑歌曲数目:(选填)') if song_numbers == 'q': break dic1 = make_album(singer,album,song_numbers) print(dic1) print('------分割线------\n')
输出的结果为:
填写喜爱歌手以及相关信息, 如果不想继续输入, 输入q可以随时退出。 请输入歌手名称: 周杰伦 请输入歌手专辑名称: 不要再哭 请输入专辑歌曲数目:(选填) {'歌手': '周杰伦', '专辑': '不要再哭'} ------分割线------ 填写喜爱歌手以及相关信息, 如果不想继续输入, 输入q可以随时退出。 请输入歌手名称: 林俊杰 请输入歌手专辑名称: 江南 请输入专辑歌曲数目:(选填)36 {'歌曲数量': '36', '歌手': '林俊杰', '专辑': '江南'} ------分割线------ 填写喜爱歌手以及相关信息, 如果不想继续输入, 输入q可以随时退出。 请输入歌手名称: q
8.4 传递列表
- 你经常会发现,向函数传递列表很有用,这种列表包含的可能是名字、数字或更复杂的对象(如字典)。
- 将列表传递给函数后,函数就能直接访问其内容。
def names_greet(names): '''向名称列表每个名字问好,并且打印出来''' for name in names: print('Hello,'+name.title()+'!') user_names = ['raolong','zhangyuli','yucong'] names_greet(user_names)
输出结果为:
Hello,Raolong!
Hello,Zhangyuli!
Hello,Yucong!
8.4.1 在函数中修改列表
- 将列表传递给函数之后,函数就可以对其进行修改。
- 在函数中对这个列表做任何修改都是永久性的,这让你能高效的处理大量的数据。
- 每个函数都应该只负责一项具体工作的完成。
- 下面欣赏两段输出结果一致的代码,分别为未使用函数和使用函数的。
unprintde_design = ['iphone case','robot pendant','dodecahedron'] completed_design = [] while unprintde_design: current = unprintde_design.pop() print('正在制作设计: '+current) completed_design.append(current) print('\n已制作完成设计列表:') for design in completed_design: print('\t'+design)
def show_do(unprintde_design,completed_design): while unprintde_design: current = unprintde_design.pop() print('正在制作设计: ' + current) completed_design.append(current) def show_result(completed_design) : print('\n已制作完成设计列表:') for design in completed_design: print('\t' + design) unprintde_design = ['iphone case','robot pendant','dodecahedron'] completed_design = [] show_do(unprintde_design,completed_design) show_result(completed_design)
输出结果为:
正在制作设计: dodecahedron
正在制作设计: robot pendant
正在制作设计: iphone case
已制作完成设计列表:
dodecahedron
robot pendant
iphone case
- 相比没有使用函数的版本,这个程序更容易维护和拓展。
8.4.2 禁止函数修改列表
- 有时候我们需要禁止函数修改列表,因为修改是永久性的,而我们需要保留原始列表。
- 这个时候我们可以用切片表示法 [ : ]创建列表的副本,传递给函数。
- 除非有充分的理由需要传递副本,否则我们还是应该将原始列表传给函数,避免浪费时间和内存,提高编程的效率。
def show_do(unprintde_design,completed_design): while unprintde_design: current = unprintde_design.pop() print('正在制作设计: ' + current) completed_design.append(current) def show_result(completed_design) : print('\n已制作完成设计列表:') for design in completed_design: print('\t' + design) unprintde_design = ['iphone case','robot pendant','dodecahedron'] completed_design = [] show_do(unprintde_design[:],completed_design) show_result(completed_design) print(unprintde_design)
输出的结果为:
正在制作设计: dodecahedron 正在制作设计: robot pendant 正在制作设计: iphone case 已制作完成设计列表: dodecahedron robot pendant iphone case ['iphone case', 'robot pendant', 'dodecahedron']
- 可以看到我们打印了原始列表,因为传递的是副本,原始列表并没有被函数所修改。
练习:
#8-9 魔术师 def show_magicians(magicians): for magician in magicians: print(magician.title()) magicians = ['robert','ronaldo','felix','messi'] show_magicians(magicians)
输出结果为:
Robert
Ronaldo
Felix
Messi
#8-10 方法1 magicians = ['robert','ronaldo','felix','messi'] new_magicians = [] def show_great(magicians,new_magicians): for magician in magicians: magician = 'The great '+magician new_magicians.append(magician) def show_magicians(magicians): for magician in magicians: print(magician.title()) show_great(magicians,new_magicians) show_magicians(new_magicians)
#8-10 方法2 magicians = ['robert','ronaldo','felix','messi'] def show_great(magicians): n = 0 while n < len(magicians): magicians[n] = 'The great '+magicians[n] n += 1 def show_magicians(magicians): for magician in magicians: print(magician.title()) show_great(magicians) show_magicians(magicians)
输出结果为:
The Great Robert
The Great Ronaldo
The Great Felix
The Great Messi
#8-11 不变的魔术师 使用列表副本 保留原始列表 magicians = ['robert','ronaldo','felix','messi'] new_magicians = [] def show_great(magicians,new_magicians): for magician in magicians: magician = 'The great '+magician new_magicians.append(magician) def show_magicians(magicians): for magician in magicians: print(magician.title()) show_great(magicians[:],new_magicians) show_magicians(new_magicians) print(magicians)
输出的结果为:
The Great Robert The Great Ronaldo The Great Felix The Great Messi ['robert', 'ronaldo', 'felix', 'messi']
8.5 传递任意数量的实参
- 有时候你不知道函数需要接受多少个实参,好在python中允许函数从调用语句中手机任意数量的实参。
- 带有*号的形参名让python创建一个空元组,并将接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也是如此。
def make_pizza(*toppings): '''打印顾客点的所有配料''' print(toppings) make_pizza('peperoni') make_pizza('mushrooms','green papers','extar chesse')
输出结果为:
('peperoni',) ('mushrooms', 'green papers', 'extar chesse')
def make_pizza(*toppings): '''打印顾客点的所有配料''' print('\nmaking a pizza with the following toppings:') for topping in toppings: print('-'+topping) make_pizza('mushrooms','green papers','extar chesse')
输出的结果为:
making a pizza with the following toppings: -mushrooms -green papers -extar chesse
8.5.1 结合使用位置实参和关键字实参
- 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,再将余下的实参全部收集到最后一个形参当中去。
def make_pizza(size,*toppings): '''打印顾客点的所有配料''' print('\nmaking a '+str(size)+'-inch pizza with the following toppings:') for topping in toppings: print('-'+topping) #使用位置实参 make_pizza(16,'mushrooms','green papers','extar chesse')
输出结果为:
making a 16-inch pizza with the following toppings: -mushrooms -green papers -extar chesse
8.5.2 使用任意数量的关键字实参
- 有时候需要接受任意数量的实参,但预先不知道传递给函数的会是什么信息。
- 可将函数编译成能够接受任意数量的键-值对-调用语句提供多少接受多少。
- 带**两个星号的形参名,让python创建一个空字典,并将收到所有的名称-值封装到这个字典中去。
- 编写函数时,你可以以各种方式混合使用位置实参、关键字实参和任意数量的实参。
- 知道这些实参类型大有裨益,因为阅读别人的代码时我们会经常见到他们。
#定义一个函数用于创建球员,接受球员的信息转换为字典 def build_person(name,age,**info): NBA_person = {} NBA_person['name'] = name NBA_person['age'] = str(age) for key,vluae in info.items(): NBA_person[key] = vluae return NBA_person #定义一个函数用于打印字典中的球员信息 def print_info(my_player): for key, vlaue in my_player.items(): print(key.title() + ':' + vlaue.title()) #调用函数,将球员信息传参给函数 my_player = build_person('yaoming',35,country = 'china',height = '2.36') #调用函数,打印球员信息 print_info(my_player)
输出结果为:
Name:Yaoming Age:35 Country:China Height:2.36
练习:
#8-12 三明治 def customer_orders(*toppings): print('Customers ordered the following toppings : ') for topping in toppings: print('-' + topping) print('------分割线------\n') customer_orders('mushrooms', 'green papers', 'extar chesse') customer_orders('peperoni','green papers') customer_orders('green papers')
输出结果为:
Customers ordered the following toppings : -mushrooms -green papers -extar chesse ------分割线------ Customers ordered the following toppings : -peperoni -green papers ------分割线------ Customers ordered the following toppings : -green papers ------分割线------
#8-12 用户简介 def build_person(name,age,**info): my_person = {} my_person['姓名'] = name my_person['年龄'] = str(age) for key,vluae in info.items(): my_person[key] = vluae return my_person def show_info(my_person): print('您的信息如下:') for key,vluae in my_person.items(): print(key+':'+vluae) my_info = build_person('饶庆龙',21,身高 = '1.75米',体重 = '60kg',爱好 = 'python') show_info(my_info)
输出结果为:
您的信息如下: 姓名:饶庆龙 年龄:21 身高:1.75米 体重:60kg 爱好:python
#8-14 汽车 def make_car(model,Manufacturer,**info): car = {} car['model'] = model car['Manufacturer'] = Manufacturer for key,vlaue in info.items(): car[key] = vlaue return car car = make_car('subaru','outback',color = 'red',tow_package = True) print(car)
输出的结果为:
{'model': 'subaru', 'Manufacturer': 'outback', 'color': 'red', 'tow_package': True}
8.6 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与主程序分离。通过给函数指定描述性名称可以让主程序容易理解的很多。
- 我们还可以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。
- 还能让你在众多的不同的程序中重用函数,将函数存储在独立的文件后,可与其他程序员共享这些文件而不是整个程序。
8.6.1 导入整个模块
- 要让函数是可以导入的,首先得创建模块,模块是扩展名为.py的文件,包含要导入到程序中的代码。
- 只需要编写一条import语句并在其中指定模块名,就可在程序中使用模块中的所有函数。 然后用 . 调用模块中的函数
def make_pizza(size,*toppoings): print('\nmaking a '+str(size)+'-inch pizza with the following toppings:') for toppoing in toppoings: print ('-'+toppoing)
import pizza pizza.make_pizza(6,'s','h')
输出结果为:
making a 6-inch pizza with the following toppings: -s -h
8.6.2 导入特定的函数
- 你还可以导入模块中的特定函数,from 模块名 import 函数名
- 通过逗号分隔函数名,可根据需要从模块中导入任意数量的函数 from 模块名 import 函数1,函数2,函数3
- 使用这种方法时,无需导入整个模块用 . 调用函数
from pizza import make_pizza make_pizza(6,'s','h')
输出的结果为:
making a 6-inch pizza with the following toppings: -s -h
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,或者函数名太长,可指定简单而独一无二的别名——外号。
- from 模块名 import 函数名 as 别名
- 再度调用函数时输入别名即可
from pizza import make_pizza as mp mp(6,'s','h')
输出的结果为:
making a 6-inch pizza with the following toppings: -s -h
8.6.4 使用as给模块指定别名
- 你还可以给模块指定别名,这样可以使用简单的别名,让你能够更轻松的调用模块中的函数。
- 函数名称一般具有描述性,所以建议尽量不要重命名,重命名时可以优先考虑模块而非函数。
- import 模块名 as 别名 别名.函数调用函数
import pizza as p p.make_pizza(6,'s','h')
输出的结果为:
making a 6-inch pizza with the following toppings: -s -h
8.6.5 导入模块中的所有函数
- 使用星号 * 运算符可以让python导入模块中的所有函数。
- import语句中的星号让python将模块中的所有函数复制到这个程序文件中。
- 由于导入了每个函数,可通过名称来调用函数,无需使用句点表示法。
- from 模块名 import * 这种方法不推荐 在函数较少或者相对熟悉的模块时 可以尝试使用
from pizza import * make_pizza(6,'s','h')
输出的结果为:
making a 6-inch pizza with the following toppings: -s -h
8.7 函数编写指南
- 应该给函数指定描述性名称,且只在其中使用小写字母以及下划线。可以帮助你和别人明白代码究竟要做什么!
- 每个函数都应包含带有简单阐述其功能的注释,该注释应该在函数定义后面。并且采用文档字符串格式,方便阅读!
- 如果程序或者模块有多个函数,使用两个空行将其隔开、
- 所有import语句都应放在文件开头。