'Python基礎函數基礎'

Python PyCharm IT技術資源共享 2019-08-17

目標

函數的快速體驗
函數的基本使用
函數的參數
函數的返回值
函數的嵌套調用
在模塊中定義函數

01. 函數的快速體驗

1.1 快速體驗

所謂函數，就是把具有獨立功能的代碼塊組織為一個小模塊，在需要的時候調用
函數的使用包含兩個步驟：

定義函數 —— 封裝獨立的功能
調用函數 —— 享受封裝的成果

函數的作用，在開發程序時，使用函數可以提高編寫的效率以及代碼的重用

演練步驟

新建 04_函數項目
複製之前完成的乘法表文件
修改文件，增加函數定義 multiple_table():
新建另外一個文件，使用 import 導入並且調用函數

02. 函數基本使用

2.1 函數的定義

定義函數的格式如下：

def 函數名():
 函數封裝的代碼
 ……

def 是英文 define 的縮寫
函數名稱應該能夠表達函數封裝代碼的功能，方便後續的調用
函數名稱的命名應該符合標識符的命名規則

可以由字母、下劃線和數字組成
不能以數字開頭
不能與關鍵字重名

2.2 函數調用

調用函數很簡單的，通過函數名() 即可完成對函數的調用

2.3 第一個函數演練

需求

編寫一個打招呼 say_hello 的函數，封裝三行打招呼的代碼
在函數下方調用打招呼的代碼

name = "小明"
# 解釋器知道這裡定義了一個函數
def say_hello():
 print("hello 1")
 print("hello 2")
 print("hello 3")
print(name)
# 只有在調用函數時，之前定義的函數才會被執行
# 函數執行完成之後，會重新回到之前的程序中，繼續執行後續的代碼
say_hello()
print(name)

用單步執行 F8 和 F7 觀察以下代碼的執行過程

定義好函數之後，只表示這個函數封裝了一段代碼而已
如果不主動調用函數，函數是不會主動執行的

思考

能否將函數調用放在函數定義的上方？
不能！
因為在使用函數名調用函數之前，必須要保證 Python 已經知道函數的存在
否則控制檯會提示 NameError: name ‘say_hello’ is not defined (名稱錯誤：say_hello 這個名字沒有被定義)

2.4 PyCharm 的調試工具

F8 Step Over 可以單步執行代碼，會把函數調用看作是一行代碼直接執行
F7 Step Into 可以單步執行代碼，如果是函數，會進入函數內部

2.5 函數的文檔註釋

在開發中，如果希望給函數添加註釋，應該在定義函數的下方，使用連續的三對引號
在連續的三對引號之間編寫對函數的說明文字
在函數調用位置，使用快捷鍵 CTRL + Q 可以查看函數的說明信息

注意：因為函數體相對比較獨立，函數定義的上方，應該和其他代碼（包括註釋）保留兩個空行

03. 函數的參數

演練需求

開發一個 sum_2_num 的函數
函數能夠實現兩個數字的求和功能

演練代碼如下：

def sum_2_num():
 num1 = 10
 num2 = 20
 result = num1 + num2
 print("%d + %d = %d" % (num1, num2, result))
sum_2_num()

思考一下存在什麼問題

函數只能處理固定數值的相加

如何解決？

如果能夠把需要計算的數字，在調用函數時，傳遞到函數內部就好了！

3.1 函數參數的使用

在函數名的後面的小括號內部填寫參數
多個參數之間使用 , 分隔

def sum_2_num(num1, num2):

result = num1 + num2

print("%d + %d = %d" % (num1, num2, result))

sum_2_num(50, 20)

3.2 參數的作用

函數，把具有獨立功能的代碼塊組織為一個小模塊，在需要的時候調用
函數的參數，增加函數的通用性，針對相同的數據處理邏輯，能夠適應更多的數據

在函數內部，把參數當做變量使用，進行需要的數據處理
函數調用時，按照函數定義的參數順序，把希望在函數內部處理的數據，通過參數傳遞

3.3 形參和實參

形參：定義函數時，小括號中的參數，是用來接收參數用的，在函數內部作為變量使用
實參：調用函數時，小括號中的參數，是用來把數據傳遞到函數內部用的

04. 函數的返回值

在程序開發中，有時候，會希望一個函數執行結束後，告訴調用者一個結果，以便調用者針對具體的結果做後續的處理
返回值是函數完成工作後，最後給調用者的一個結果
在函數中使用 return 關鍵字可以返回結果
調用函數一方，可以使用變量來接收函數的返回結果

注意：return 表示返回，後續的代碼都不會被執行

def sum_2_num(num1, num2):

"""對兩個數字的求和"""

return num1 + num2

# 調用函數，並使用 result 變量接收計算結果

result = sum_2_num(10, 20)

print("計算結果是 %d" % result)

05. 函數的嵌套調用

一個函數裡面又調用了另外一個函數，這就是函數嵌套調用
如果函數 test2 中，調用了另外一個函數 test1
那麼執行到調用 test1 函數時，會先把函數 test1 中的任務都執行完
才會回到 test2 中調用函數 test1 的位置，繼續執行後續的代碼

def test1():
 print("*" * 50)
 print("test 1")
 print("*" * 50)
def test2():
 print("-" * 50)
 print("test 2")
 
 test1()
 
 print("-" * 50)
test2()

函數嵌套的演練 —— 打印分隔線

體會一下工作中需求是多變的

需求 1

定義一個 print_line 函數能夠打印 * 組成的一條分隔線

def print_line(char):

print("*" * 50)

需求 2

定義一個函數能夠打印由任意字符組成的分隔線

def print_line(char):
 print(char * 50)

需求 3

定義一個函數能夠打印任意重複次數的分隔線

def print_line(char, times):
 print(char * times)

需求 4

加粗樣式

定義一個函數能夠打印 5 行的分隔線，分隔線要求符合需求 3

提示：工作中針對需求的變化，應該冷靜思考，不要輕易修改之前已經完成的，能夠正常執行的函數！

def print_line(char, times):

print(char * times)

def print_lines(char, times):

row = 0

while row < 5:

print_line(char, times)

row += 1

06. 使用模塊中的函數

模塊是 Python 程序架構的一個核心概念

模塊就好比是工具包，要想使用這個工具包中的工具，就需要導入 import 這個模塊
每一個以擴展名 py 結尾的 Python 源代碼文件都是一個模塊
在模塊中定義的全局變量、函數都是模塊能夠提供給外界直接使用的工具

6.1 第一個模塊體驗

步驟

新建 hm_10_分隔線模塊.py
複製 hm_09_打印多條分隔線.py 中的內容，最後一行 print 代碼除外
增加一個字符串變量

name = "程序員"

新建 hm_10_體驗模塊.py 文件，並且編寫以下代碼：

import hm_10_分隔線模塊
hm_10_分隔線模塊.print_line("-", 80)
print(hm_10_分隔線模塊.name)

體驗小結

可以在一個 Python 文件中定義變量或者函數
然後在另外一個文件中使用 import 導入這個模塊
導入之後，就可以使用模塊名.變量 / 模塊名.函數的方式，使用這個模塊中定義的變量或者函數

模塊可以讓曾經編寫過的代碼方便的被複用！

6.2 模塊名也是一個標識符

標示符可以由字母、下劃線和數字組成
不能以數字開頭
不能與關鍵字重名

注意：如果在給 Python 文件起名時，以數字開頭是無法在 PyCharm 中通過導入這個模塊的

6.3 Pyc 文件（瞭解）

C 是 compiled 編譯過的意思

操作步驟

瀏覽程序目錄會發現一個 pycache 的目錄
目錄下會有一個 hm_10_分隔線模塊.cpython-35.pyc 文件，cpython-35 表示 Python 解釋器的版本
這個 pyc 文件是由 Python 解釋器將模塊的源碼轉換為字節碼

Python 這樣保存字節碼是作為一種啟動速度的優化

字節碼

Python 在解釋源程序時是分成兩個步驟的

首先處理源代碼，編譯生成一個二進制字節碼
再對字節碼進行處理，才會生成 CPU 能夠識別的機器碼

有了模塊的字節碼文件之後，下一次運行程序時，如果在上次保存字節碼之後沒有修改過源代碼，Python 將會加載 .pyc 文件並跳過編譯這個步驟
當 Python 重編譯時，它會自動檢查源文件和字節碼文件的時間戳
如果你又修改了源代碼，下次程序運行時，字節碼將自動重新創建

提示：有關模塊以及模塊的其他導入方式，後續課程還會逐漸展開！