【Think Python】Python笔记（三）函数

• 在编程的语境下，函数是有命名的、执行计算的语句序列；
• 定义一个函数的时候，指定这个函数的名字和语句序列；之后可以通过函数名来调用函数；
• python是动态编程语言，因此没有重载这个概念。这是因为形参没有类型定义，同名函数一旦定义，后者会覆盖前着，也就是说：最后一次定义有效

3.1函数调用（function call）

函数通过传入实参（argument），返回一个返回值（return value）；

3.1.1进行 数据类型转换的内建函数

• int()函数：接受任意值，在可能的情况下转换为整型数；

int('32')   	# 将字符串转化为整型数字

int(3.2)		# 将浮点数转换为整型，只保留整数部分

• float()函数：将整型数和字符串转换为浮点数

float(32)
float("3.214")

• str()函数：将其传入的实参转化为字符串类型

str(32)
str(3.14)

3.2 数学函数

• python 中有一个数学模块（math），提供常用的数学函数；
• 模块（module）是指含有相关函数的文件；

• 使用模块之前，需要导入语句（import statement）导入该模块：import math；
  • 这条语句将会生成一个名为math的模块对象（module object）；
  • 这个模块对象包括了定义在模块内部的所有函数和变量；
  • 想要访问其中的函数，必须指定该模块的名字以及函数名，用.进行分隔【点标记法（dot notation）】:math.sin()

3.3 组合（composition）

• 讲解了变量，表达式，语句；但是只有将他们组合在一起才能使他们发挥更大的作用；
• 编程语言最有用的特征之一，是将小的构建材料（building blocks）组合（compose）

• 比如，函数的实参可以是任意类型的表达式，几乎任何可以放值的地方都可以放一个任意类型的表达式；一个例外是赋值语句的左侧，只能是变量

3.4 新建函数（Adding new functions）

一个函数定义（function definition），指定了函数的名称和函数被调用执行时的语句序列；

def print_name():
    print("my name is Lucy")

• def是一个关键字，表明这是一个函数定义；
• 函数名是print_name；函数的命名规则和变量的命名规则相同；
  • 字母、数字、下划线是合法的，但是第一个字符不能是数字；
  • 不能使用关键字作为函数名；
  • 避免变量名与函数名重名；
• 函数定义的第一行是函数头（header）；其余部分称之为函数体；
  • 函数头必须要以冒号:结尾；
  • 函数体必须缩进；

• python中字符串是在引号中，单引号'和双引号"的作用相同；
• 定义一个函数会创建一个函数对象（function object），类型是function;
• 一旦定义了函数，就可以在另一个函数的内部使用它；

3.5定义和使用（definitions and uses）

• 函数定义和正常的语句一样都会执行，但是它的作用是创建函数对象；
• 函数内部的语句在函数被调用之前，是不会被执行的；函数定义不会产生任何输出；
• 函数的调用必须位于函数定义之后，即：函数定义必须在其第一次被调用之前执行；

3.6执行流程（flow of execution）

• 执行流程总是从程序的第一条语句开始，自顶而下，每次执行一条语句；
• 函数定义不改变程序执行的流程，函数不调用，内部的语句不会执行；

3.7形参（parameters）和实参（argument）

• 函数的调用需要传入实参（argument）；实际上，在函数内部，实参的值赋值给了称为实参（parameters）的变量；

def print_twice( bruce):
    print(bruce)
    print(bruce)
print_twice('shanghai')

这里，定义函数的时候的变量str称之为形参；'shanghai’称之为实参；

3.8 形参（parameters）和实参（argument）都是局部的

• 当在函数中创建变量的时候，这个变量的作用域只是这个函数，也就是说，在这个函数外，这个变量是没有定义的，只存在于函数的内部
• 函数对象是一个可以赋值给变量的值，也可以作为实参进行传递【直接使用函数名作为函数的出入参数】：

def print_spam():
	print('spam')

def do_twice(f):
	f()
	f()

do_twice(print_spam)

def print_spam(s):
    print(s)

def do_twice(f, name):
    f(name)
    f(name)

do_twice(print_spam, 'love')

• print()函数默认自动换行，但是可以阻止这个行为：print('+', end = '')【可以自定义结尾的方式】

3.9 堆栈图（stack diagrams）

• 堆栈图可以帮助跟踪哪一个变量能到哪里使用；
• 堆栈图要说明每个变量的值；同时还要说明每个变量所属的函数；
• 每个函数用一个栈帧（frame）表示，一个栈帧是一个线框，函数名在旁边，形参以及函数内部的变量则在里面；

def print_twice(bruce):
    print(bruce)
    print(bruce)

def cat_twice(part1, part2):
    cat = part1 + part2
    print_twice(cat)

>>>  line1 = 'Bing tiddle '
>>>  line2 = 'tiddle bang.'

• 线框排成栈的形式，说明了哪个函数调用了哪个函数等信息，在此例中，print_twice被cat_twice调用， cat_twice又被__main__调用；
• 如果函数调用发生错误，Python将会打印出出错函数的名字以及调用它的函数的名字，以及调用后面这个函数的函数的名字，一直追溯到__main__；这种称之为回溯（traceback）；
• 回溯中的函数顺序，与堆栈图中的函数顺序一致；出错时正在运行的函数位于回溯信息的底部；

3.10有返回值函数（fruitful function）和无返回值函数（void function）

如果将一个无返回值的函数的结果赋值给一个变量，这个变量会得到None这个特殊值；

3.11为什么需要函数

• 创建一个新的函数可以让我们给一组语句命名，这可以让程序可读性更好，方便调试；
• 消除重复代码，精简程序；修改时候只需要一处改变即可；
• 将一个长的程序分解为多个函数，可以一次只调试一部分，然后将他们组合为一个整体；
• 函数可以重复使用；

3.12调试

3.13 别人对于“重载”的见解：

Python是动态类型语言，不能简单地说它支持或者不支持重载，我的思考结果是，重载仍然存在，只是以不同的方式呈现。原来我们理解的重载，都是在静态类型语言中，关心参数个数以及参数类型;在动态类型语言里的重载根本不需要关心参数类型，只需要关心参数个数。而在Python里，关心参数个数的重载是由默认参数和传递参数名称来实现的。这样，程序员就没有必要自己来写两个名称一样而参数不同的函数了！事实上，在同一个模块或者同一个类中，写两个名称相同的方法的时候（参数个数是否相同不重要），后面的那个方法会简单覆盖前面的方面;其次，在子类继承父类时，同名（不同参）的方法也会简单覆盖（子类覆盖父类）。但是，这不说明Python没有重载，它只是不需要程序员自己来实现重载（如果说程序员还需要做什么的话，那就仅仅是要定义默认参数和参数名称）。如果你需要重载的话，”默认参数+参数名传递“就能达到你想要的重载了！

有贴子会说，默认参数和重载是两回事，但是我觉得，C++里不允许同时定义默认参数和重载函数是有道理的，Java里干脆取消默认参数，只有重载方法也是有道理的，这个道理，就是”默认参数和基于参数个数的重载是一回事“。只是默认参数太不好控制了，特别是遇到中间一个参数是默认参数的情况，Python提供的解决办法是：参数名传递！好牛叉的思想，呵呵，从这些小细节开始喜欢Python。别具一格，又把问题解决的如此完美，这就是处处为程序员着想的Python！