Python编程：函数

函数是带名字的代码块，用于完成具体的工作。要执行函数定义的特定任务，可调用该函数。需要在程序中多次执行同一项任务时，你无需反复编写完成该任务的代码，而只需调用执行该任务的函数，让 Python 运行其中的代码。函数可以极大地简化代码编写与让代码结构清晰化。

定义和调用函数

>>>def greeting():
>>>  """简单问候"""
>>>  print("Hello!")

关键字 def 来告诉 Python 你要定义一个函数，后面紧跟函数名。在括号内指出函数为完成其
任务需要什么样的信息。紧跟在 def greet_user(): 后面的所有缩进行构成了函数体。三引号（""" “”"）内的文本是被称为**文档字符串（ docstring ）**的注释，描述了函数是做什么的，Python 使用它们来生成有关程序中函数的文档。

>>>greeting()
Hello!

要调用函数，可依次指定函数名以及用括号括起的必要信息。

向函数传递信息

如果我们在打招呼时，需要用户的名字用作抬头。为此，可在函数定义 def greet_user() 的括号内添加 username。

>>>def greeting(username):
>>>  """简单问候用户"""
>>>  print("Hello,"+username.title()+"!")
greeting("jessi")
Hello,Jessi!

在函数greet_user() 的定义中，变量 username 是一个形参 —— 函数完成其工作所需的一项信息。在代码 greet_user(‘jesse’) 中，值 ‘jesse’ 是一个实参——调用函数时传递给函数的信息。将实参传递给函数并存储在形参中。

传递实参：位置实参

你调用函数时， Python 必须将函数调用中的每个实参都关联到函数定义中的一个形参。

最简单的关联方式是基于实参的顺序，这种关联方式被称为位置实参。此时调用函数时实参的位置十分重要，需要与形参对应，不然会引发逻辑错误。

>>>def describe_pet(animal_type, pet_name):
>>>""" 显示宠物的信息 """
>>>print("My " + animal_type + "'s name is " + pet_name.title() + ".")>>>describe_pet('hamster', 'harry')
My hamster's name is Harry.

传递实参：关键字实参

关键字实参是传递给函数值时，直接在实参中将名称和值关联起来。此时实参的位置不再重要，形参所对应的值已经明示了。

describe_pet(animal_type='hamster', pet_name='harry')

传递实参：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， Python 将使用指定的实参值，否则，将使用形参的默认值。默认值必须放在形参最后。

>>>def describe_pet(pet_name, animal_type='dog'):-snip-
>>>describe_pet(pet_name='willie')

你提供的实参多于或少于函数完成其工作所需的信息时，将出现实参不匹配错误。

传递列表

将列表传递给函数可以提升列表处理的效率。比如将用户姓名列表 username 传递给 greeting() 函数可以生成批量打招呼的输出。

def greeting(usernames):
"""给用户打招呼"""for name in usernames:print("Hello, " + name.title() + "!")

禁止函数修改列表

有了传递列表的功能我们就可以批量修改列表中的数据。有时候，我们需要获取列表中的数据而保持原始列表不变，此时就要使用切片表示法禁止修改列表。此时函数处理的是列表的副本，而原始列表不变。

function_name(list_name[:])

传递任意数量实参

当顾客要点一个pizza，我们不知道ta要点多少种配料，就可以写成如下形式：

>>>def make_pizza(*toppings):
>>>    -snip-

形参名 *toppings 中的星号让 Python 创建一个名为 toppings 的空元组，并将收到的所有值都封装到这个元组中。

结合使用位置实参和任意数量实参

如果顾客要点一个pizza并且告知它的尺寸和配料：

>>>def make_pizza(size, *toppings):
>>>    -snip

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样的信息。在这种情况下，可使用字典接收输入的实参。

>>>def build_profile(**user_info):"""创建字典存储用户信息"""profile{}for key,value in user_info.items():profile[key]=valuereturn profile
>>>user_profile=build_profile(local='London',field='physics')
>>>print(user_profile)
{'local':'London','field':'physics'}

形参 **user_info 中的两个星号让 Python 创建一个名为 user_info 的空字典，并将收到的所有键值对都封装到这个字典中。

返回值

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

可使用return返回调用函数的代码行。返回值让你能够将程序的大部分繁重工作移到函数中去完成，从而简化主程序。

返回简单值

可将输出完整姓名提出来作为一个函数模块，此时主程序只有两行：

>>>def get_formatted_name(first_name, middle_name, last_name):
>>>""" 返回整洁的姓名 """
>>>    full_name = first_name + ' ' + middle_name + ' ' + last_name
>>>    return full_name.title()>>>musician = get_formatted_name('john', 'lee', 'hooker')
>>>print(musician)
John Lee Hooker

让实参可选

有时候，需要让实参变成可选的，这样使用函数的人就只需在必要时才提供额外的信息。

例如，有些人的名字有中间名，有些人没有，我们就可以给实参 middle_name 指定一个默认值 —— 空字符串，
并将其移到形参列表的末尾：

>>>def get_formatted_name(first_name, last_name, middle_name=''):"""返回整洁姓名"""
>>>      if middle_name:
>>>    full_name = first_name + ' ' + middle_name + ' ' + last_name
>>>   else:
>>>        full_name = first_name + ' ' + last_name
>>>   return full_name

返回字典

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。

>>>def build_person(first_name,last_name):"""返回包含人物信息的字典"""
>>>   person={'first':first_name,'last':last_name}
>>>   return person

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。我们可以更进一步将函数存储在模块中，在主程序中导入模块。

导入整个模块

模块是扩展名为 .py 的文件，包含要导入到程序中的代码。

import pizza

代码行 import pizza 让 Python 打开文件 pizza.py ，并将其中的所有函数都复制到这个程序中。调用模块中的函数用句点法：

module_name.function_name()

导入特定函数

如果你不需要模块中的所有函数，只需要其中某个特定函数：

from module_name import function_name
from module_name import function_name  #导入模块中某几个函数

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，或者函数的名称太长，可指定简短而独一无二的别名 —— 函数的另一个名称，类似于外号。

from pizza import make_pizza as mp  #将函数make_pizza()重新命名为mp()

使用as给模块指定别名

你还可以给模块指定别名。这样不仅能使代码更简洁，还可以让你不再关注模块名，而专注于描述性的函数名。这些函数名明确地指出了函数的功能，对理解代码而言，它们比模块名更重要。

import module_name as mn

导入模块中的所有函数

from module_name import *

import 语句中的 * 让 Python 将模块 pizza 中的每个函数都复制到这个程序文件中。由于导入了每个函数，可通过名称来调用每个函数，而无需使用句点表示法。

然而，最好不要采用这种导入方法：如果模块中有函数的名称与你的项目中使用的名称相同，可能导致意想不到的结果： Python 可能遇到多个名称相同的函数或变量，进而覆盖函数，而不是分别导入所有的函数。

函数编写指南

应给函数指定描述性名称，且只在其中使用小写字母和下划线
每个函数都应包含简要地阐述其功能的注释，该注释应紧跟在函数定义后面，并采用文档字符串格式
给形参指定默认值时与使用关键字实参时，等号两边不要有空格
如果程序或模块包含多个函数，可使用两个空行将相邻的函数分开
所有的 import 语句都应放在文件开头，唯一例外的情形是，在文件开头使用了注释来描述整个程序