【毕设记录日记】Python基础内容笔记整理6：函数

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使用函数可以让你的程序更容易扩展和维护，与必须修改多个地方相比，使用函数修改的效率更高。

1 定义函数

（1）指定函数名、完成任务所需信息（不需要输入时括号内为空）、以冒号结尾。

（2）函数体：紧跟在函数定义行后面的缩进行。

（3）注释：文档字符串，描述了函数是做什么的，用三引号括起 """注释"""

2 传递信息

2.1 形参与实参

2.1.1 基础知识

（1）在函数定义def function_name()的括号内添加形参，通过添加形参可以让函数接受输入给它的任何值。

（2）形参是一个变量，用于函数完成其工作所需的一项信息。

（3）实参是一个值，调用函数时传递给函数的信息。

（4）在调用函数时，将要让函数使用的信息放在括号内。

（5）调用函数时，将实参的值传递给了函数，这个值被存储在形参这个变量中。

2.1.2 传递实参

（1）调用函数时，必须将函数调用中的每个实参度关联到函数定义中的一个形参。

（2）方法概述

传递实参的四种方法简述
方法	使用要求
位置实参	要求实参的顺序与形参的顺序相同
关键字实参	每个实参都由变量名和值组成
列表
字典

（3）位置实参：基于实参的顺序将实参和形参相关联。在函数中，可根据需要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。

（4）关键字实参：关键字实参是传递给函数的名称-值对，直接在实参中将名称和值关联起来了。

关键字实参无需考虑函数调用中的实参顺序，还清楚地指出了函数调用中各个值的用途。

关键字实参的顺序无关紧要，但是要准确指定函数定义中的形参名称。

（5）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，程序将使用指定实参值；否则将使用形参的默认值。

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。（在使用位置实参时这点非常重要）

（6）实参错误：提供的实参多于或少于函数完成其工作所需的信息时，将出现实参不怕匹配错误。

Traceback(most recent call last):File "*.py",line ,in<*>function_name()
TypeError:function_name() missing * required positional arguments:'*' and '*'

2.1.3 传递任意数量的实参

（1）Python允许函数从调用语句中收集任意数量的实参。

（2）使用空元组：*formal_parameter创建一个空元组，并将收到的所有值都封装在该元组中，即便只收到一个值也如此。

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。

（3）使用空字典：**formal_parameter创建一个空字典，接受任意数量的关键字实参，将收到的所有名称-值对都封装到这个字典中。

在这个函数中，可以像访问其他字典那样访问所返回字典的名称-值对。

（4）编写函数时，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。

（5）使用方法概述：

传递任意数量的实参
表示方法	创建内容	使用要求
*formal_parameter	空元组	已知输入类型，未知输入具体数目
**formal_parameter	空字典	未知输入类型，未知输入具体数目

2.2 传递列表

（1）将列表传递给函数后，函数可以直接访问其内容。

（2）在函数中对这个列表所做的任何修改都是永久性的，可以高效大量处理数据。

（3）每个函数都应只负责一项具体的工作。

（4）可以在一个函数中调用另一个函数，这有助于将复杂的任务划分成一系列的步骤。

（4）假如在调用函数处理完原列表后还要使用该列表，可以使用切片表示法[:]创建列表的副本，而丝毫不影响原件。

但使用切片表示法时需要花时间和内存创建副本，降低效率，处理大型列表时更甚，如果没有必须的理由，还是应当将原始列表传递给函数。

function_name(list_name[:])

3 返回值

（1）函数并非总是直接显示输出，它也可以处理一些数据，并返回一个或一组值。函数返回的值被称为返回值。

（2）在函数中，可使用return语句将值返回到调用函数的代码行。

（3）调用返回值的函数时，需要提供一个变量，用于存储返回的值。

（4）可选实参：将实参变为可选值，使用函数的人就只需在必要时才提供额外的信息，可使用默认值来让实参编程可选的，例如：给实参指定一个默认值——空字符串，可以搭配if语句在提供该实参和不提供该实参时输出不同内容。

可选实参要放在末尾定义。

（5）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。

（6）返回字典：函数接受值，并将这些值封装到字典中。

（7）结合while循环：函数可以结合任意一种Python结构使用。

4 将函数存储在模块中

4.1 使用模块的好处

（1）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。

（2）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，可以在众多不同的程序中重用函数，还可以使用其他程序员编写的函数库。

4.1 模块的定义与使用

（1）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。

（2）应用模块：

应用模块
应用方法	引用方法	调用函数
导入整个模块	import module_name	module_name.function_name()
导入特定函数	from module_name import function_name	function_name()
给函数指定别名	from module_name import function_name as fn	fn()
给模块指定别名	import module_name as mn	mn.function_name()
导入模块中所有函数	from module_name import *	function_name()

5 函数编写指南

（1）给函数、模块命名时需要指定描述性名称，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注释（描述其功能），该注释应紧跟在函数定义后面，并采用文档字符串格式。

（3）给形参指定默认值时，等号两边不要有空格。

（4）使用关键字形参时，等号两边不要有空格。

（5）有多个形参时，可在函数定义中输入左括号后换行，并在下一行按两次Tab键，从而将形参列表和只缩进一层的函数体区分开来。

形参：2次Tab，8字符缩进

函数体：1次Tab，4字符缩进

def function_name(parameter_0,parameter_1,parameter_2,parameter_3,parameter_4,parameter_5):function body…

（6）若程序或模块中包含多个函数，可使用两个空行将相邻的函数分开，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。

（7）所有import语句都应放在文件开头（当开头添加了对整个程序的注释是import语句在注释之后）。

6 课后题

题目在注释里，因为后面有一些是模块调用的代码，所以会分三个代码part。

#ex8-1 display_message
#编写名为display_message()的函数，打印一个句子，指出在本章学习了什么
#调用这个函数，确认显示的信息正确无误
print("ex8-1")def display_message():"""显示在本章学习了什么"""print("function")display_message()
print("\n")#ex8-2 favorite_book
#编写名为favorite_book()的函数，其中包含一个名为title的形参
#该函数打印一条消息，如：One of my favorite books is Alice in Wonderland.
#调用这个函数，并将一本书的名称作为实参传递给它
print("ex8-2")def favorite_book(title):print("One of my favorite books is "+title.title())favorite_book('alice in wonderland')
print("\n")#ex8-3 make_shirt()
#编写名为make_shirt()的函数，接受一个尺码以及要印到T恤上的字样
#这个函数应打印一个句子，概要地说明T恤的尺码和字样
#使用位置实参调用这个函数来制作一件T恤，再使用关键字实参来调用这个函数
print("ex8-3")def make_shirt(size,character):print("Hello,you ordered a T-shirt with size "+size.upper()+" and the word "+character.title()+".")make_shirt('xs','champion')print("\n")#ex8-4 make_shirt_2()
#在ex8-3的基础上修改函数make_shirt()，使其在默认情况下制作一件印有字样"I love Python"的大号T恤
#调用这个函数来制作如下T恤
#一件印有默认字样的大号T恤、一件印有默认字样的中号T恤、一件印有其他字样的T恤（尺码无关紧要）
print("ex8-4")def make_shirt_2(size,character='I love Python'):print("Hello,you ordered a T-shirt with size "+size.upper()+" and the word "+character.title()+".")make_shirt_2('l')
make_shirt_2(size='m')
make_shirt_2('s','I love C')
make_shirt_2(size='xs',character='I love C')print("\n")#ex8-5 describe_city()
#编写名为describe_city()的函数，接受一座城市的名字以及该城市所属的国家
#该函数应打印一个简单的句子，如Reykjavik is in Iceland.
#给用于存储国家的形参指定默认值
#为三座不同的城市调用这个函数，且其中至少有一座城市不属于默认国家
print("ex8-5")def describe_city(city_name,country='Iceland'):print(city_name+" is in "+country+".")describe_city('Reykjavik')
describe_city(city_name='Akareyi')
describe_city('New York','America')
describe_city(city_name='Shanghai',country='China')print("\n")#ex8-6 city_country()
#编写名为city_country()的函数，接受城市名称及其所属的国家
#函数返回一个格式如下的字符串："Santiago,Chile"
#至少使用三个城市-国家对调用这个函数，并打印他返回的值
print("ex8-6")def city_country(city_name,country_name):city_country_dictionary={'city':city_name,'country':country_name,}return city_country_dictionarywhile True:print("\nPlease enter a city name and its country:")print("(enter 'q' at any time to quit)")city_name_in=input("Please enter the city name: ")if city_name_in=='q':breakcountry_name_in=input("Please enter the country name: ")if country_name_in=='q':breakfunction_in=city_country(city_name_in,country_name_in)print(function_in['city'].title()+","+function_in['country'].title())print("\n")#ex8-7 make_album()
#创建一个描述音乐专辑的字典
#该函数应接受歌手名和专辑名，并返回一个包含这两项信息的字典
#使用这个函数创建三个表示不同专辑的字典，并打印每个返回的值，以核实字典正确地存储了专辑的信息
#ex8-8 user_album
#基于ex8-7,编写一个while循环，让用户输入一个专辑的歌手和名称
#获取信息后调用函数make_album()，并将创建的字典打印出来
#在while循环中，务必提供退出途径
print("ex8-7 ex8-8")def make_album(singer_name,album_name):album_info={'singer':singer_name,'album':album_name}return album_infowhile True:print("Pls enter the singer name and one of his/her album's name: ")print("(enter 'q' at any time to quit)")singer_name_in=input("Pls enter the singer name: ")if singer_name_in=='q':breakalbum_name_in=input("Pls enter the album name: ")if album_name_in=='q':breaksinger_album=make_album(singer_name_in,album_name_in)print("Album "+singer_album['album'].title()+" is an album of singer "+singer_album['singer'].title()+"\n")print("\n")#ex8-8 show_magicians()
#创建一个包含魔术师名字的列表，并将其传递给一个名为show_magicians()的函数
#函数打印列表中每个魔术师的名字
print("ex8-8")def show_magicians(magicians):for magician in magicians:print(magician.title())magicians_name=['ann','anna','jenny']
show_magicians(magicians_name)print("\n")#ex8-9 make_great()
#编写make_great()的函数，对魔术师列表进行修改，在每个魔术师的名字中都加入字样"the Great"
#调用函数show_magicians()，确认魔术师列表确实改变了
print("ex8-9")magicians_name_2=[]def make_great(magicians):"""这个函数没办法符合预期运行，我没想明白为什么。。。"""for magician in magicians:magician='the Great'+magicianreturn magiciansdef show_magicians(magicians):for magician in magicians:print(magician.title())magicians_name_2=make_great(magicians_name)
show_magicians(magicians_name_2)print("\n")#ex8-10 make_great_2()
#基于ex8-9，在调用函数make_great()时，向它传递魔术师列表的副本
#由于不想修改原始列表，返回修改后的列表，并将其存储到另一个列表中
#分别使用两个列表来调用show_magicians(),确认一个列表包含的是原来的魔术师的名字， 而另一个列表包含的是添加了字样"the Great"的魔术师名字
print("ex8-10")def make_great_2(magicians,empty):while magicians:msg="the Great "+magicians.pop()empty.append(msg)def show_magicians_2(empty):for empty_element in empty:print(empty_element)empty_list=[]make_great_2(magicians_name[:],empty_list)
show_magicians_2(empty_list)print("\n")#ex8-12 make_sandwich()
#编写一个函数，接受顾客要在三明治中添加的一系列食材
#函数只有一个形参（收集函数调用中提供的所有食材），并打印一条消息概述顾客所点的三明治
#调用该函数3次，每次都提供不同数量的实参
print("ex8-12")def make_sandwich(*foodstuffs):print("\nThe following will be added to your sandwich: ")for foodstuff in foodstuffs:print("- "+foodstuff.title())make_sandwich('mayonnaise')
make_sandwich('mayonnaise','pickled cucumber')
make_sandwich('mayonnaise','pickled cucumber','tuna')print("\n")#ex8-13 user_profile_2
#基于user_profile.py，调用build_profile()来创建有关自己的简介
#调用该函数时，指定姓、名，以及三个描述自己的键值对
print("ex8-13")def user_profile_2(first,last,**my_info):profile={}profile['first_name']=firstprofile['last_name']=lastfor key,value in my_info.items():profile[key]=valuereturn profilemy_profile=user_profile_2('yiyao','wang',age=22,gender='female',education='bachelor degree')print(my_profile)print("\n")#ex8-14 make_car
#编写一个函数，将一辆汽车的信息存储在一个字典中
#这个函数总是接受制造商和型号，还接受任意数量的关键字实参
#这样调用这个函数：提供必不可少的信息，以及两个名称-值对，如颜色和选装配件
#这个函数必须能够满足如下调用：
#car=make_car('subaru','outback',color='blue',two_package=True)
#打印返回的字典，确认正确地处理了所有的信息
print("ex8-14")def make_car(manufacturer,model,**car_info):"""存储车辆信息"""car_profile={}car_profile['manufacturer']=manufacturercar_profile['model']=modelfor key,value in car_info.items():car_profile[key]=valuereturn car_profilecar_profile=make_car('subaru','outback',color='blue',two_package='True')
print(car_profile)print("\n")#8-15 print_models & printing_functions
#将示例print_models.py中的函数放在另一个printing_function.py的文件中
#在print_models.py的开头编写一条import语句，并修改这个文件以使用导入的函数
print("ex8-15")from ex08_functions import print_models,show_completed_modelsunprinted_designs=['iphone case','robot pendant','dodecahedron']
completed_models=[]print_models(unprinted_designs[:],completed_models)
show_completed_models(completed_models)
show_completed_models(unprinted_designs)print("\n")#ex8-16 import
#选择自己编写的且只包含一个函数的程序，并将这个函数放在另一个文件中
#在主程序文件中，使用下述各种方法导入这个函数
#这题用的本章节示例person
print("ex8-16")import personmusician=person.build_person('jimi','herdrix',age=27)
print(musician)print("----------------------------------------------------------")from person import build_personmusician=build_person('jimi','herdrix',age=27)
print(musician)print("----------------------------------------------------------")from person import build_person as bpmusician=build_person('jimi','herdrix',age=27)
print(musician)print("----------------------------------------------------------")import person as pmusician=p.build_person('jimi','herdrix',age=27)
print(musician)print("----------------------------------------------------------")from person import *musician=build_person('jimi','herdrix',age=27)
print(musician)print("----------------------------------------------------------")

#ex8-15 printing_functions
#ex8-5的函数集合
def print_models(unprinted_designs,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，都将其移动到列表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("Printing model: "+current_design)completed_models.append(current_design)#打印函数
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)

def build_person(first_name,last_name,age=''):"""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']=agereturn person

参考书籍：Python编程从入门到实践（书籍） - 知乎