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函数的基本使用

引入

基于前一部分的学习，我们已经能开发一些功能简单的小程序了，但随着程序功能的增多，代码量随之增大，此时仍不加区分地把所有功能的实现代码放到一起，将会使得程序的组织结构不清晰，可读性变差，且程序中需要频繁使用同一功能时，只能重复编写该功能的实现代码，日积月累，程序将变得冗长，并且当某一功能需要修改时，又不得不找出所有定义及使用这段功能的地方修改之，管理维护的难度极大，好吧，装了半天逼，到底该如何解决提出的这些问题呢？

我们完全可以从现实生活中找到简化程序设计的方案：比如一个修理工会事先准备好螺丝刀、锤子等工具，这样在进行修理的过程中，需要用到拧螺丝的功能时就直接拿来螺丝刀使用，需要用到锤击物体的功能时就直接拿来锤子使用，而无需临时制造。这个例子的核心在于’事先准备好工具’，遇到应用场景时’拿来就用’，。

在程序中，具备某一功能的‘工具’指的就是函数，‘事先准备工具’的过程即函数的定义，‘拿来就用’即函数的调用。

一、什么是函数？

• 函数就相当于具备某一个功能的工具
• 函数就是用来盛放代码的容器
• 具备某一功能的工具===》函数
• 事先准备好工具的过程===》函数的定义
• 遇到应用场景，拿来就用==》函数的调用

二、为什么要用函数？

• 解决代码组织结构不清晰，可读性差
• 解决代码冗余
• 增加代码可维护性、可拓展性

三、如何用函数？

• 函数的使用必须遵循一个原则：先定义、后调用

四、理解函数先定义后调用所发生的事情

定义函数时发生的事情：

• 定义函数发生的事情：

  1. 申请内存空间保存函数体代码
  2. 将上述内存地址绑定给函数名，且函数名最好要使用动词。
  3. 定义函数不会执行函数体代码，但是会检测函数体语法

  def foo():    xxx    print("from foo") #python解释器并没有报错def foo():    xxx    print("from foo  #检出语法错误

调用函数发送的事情：

• 调用函数体发生的事情：

  1. 通过函数名找到函数的内存地址
  2. 然后加括号就是在出触发函数体代码的执行。（函数的内存地址加括号就可以出发内部代码的执行。）
  3. 调用阶段才会正真的执行函数体代码。

  执行代码时检测出变量没有定义，逻辑上出现错误def foo():    xxx    print("from foo") #函数调用时执行才会检测逻辑错误foo()

• 实例：

  1.#因为之前就定义了foo函数，等到foo函数被调用时，bar也被定义了，所以不会报语法错误。def foo(): #定义foo函数    print("from foo")    bar()def bar(): #定义bar函数    print("from bar")foo()  打印结果如下：# from foo# from bar2、因为bar函数没被定义，所以会报语法错误def foo():    print("from foo")    bar()foo()def bar():    print("from bar")

五、定义函数：定义函数的三种形式（无参函数、有参函数、空函数）

函数的使用必须遵循**’先定义，后调用’**的原则。函数的定义就相当于事先将函数体代码保存起来，然后将内存地址赋值给函数名，函数名就是对这段代码的引用，这和变量的定义是相似的。没有事先定义函数而直接调用，就相当于在引用一个不存在的’变量名’。

定义函数的语法：

#伪代码实例：def 函数名(参数1,参数2,...):    """文档描述"""    函数体    return 值

1. def: 定义函数的关键字；
2. 函数名：函数名指向函数内存地址，是对函数体代码的引用。函数的命名应该反映出函数的功能；
3. 括号：括号内定义参数，参数是可有可无的，且无需指定参数的类型；
4. 冒号：括号后要加冒号，然后在下一行开始缩进编写函数体的代码；
5. “”“文档描述”"": 描述函数功能，参数介绍等信息的文档，非必要，但是建议加上，从而增强函数的可读性；
6. 函数体：由语句和表达式组成；
7. return 值：定义函数的返回值，return是可有可无的。

参数是函数的调用者向函数体传值的媒介，若函数体代码逻辑依赖外部传来的参数时则需要定义为参函数。

无参函数：

定义：函数体代码逻辑不依赖外部传来的参数时定义成无参函数。

def func1(): #定义时无参数    # x  # 这里只是定义了变量名，但是没有绑定函数值，并不是语法的错误，定义时并不会报错。    # print('xxx'  # 这里print功能没有加有右括号，属于语法的错误，会报错：SyntaxError: invalid syntax。   	print('哈哈哈')    print('哈哈哈')    print('哈哈哈')func1() #调用时也无参数

有参函数：

定义：函数体代码逻辑依赖外部传来的参数时则需要定义为有参函数

def func2(x, y): #定义时有参数    print(x, y)func2(111,333) #调用时也必须有参数

空函数：

定义：函数体代码为pass：在程序的开始，往往事先想好程序都需要完成什么功能，然后把所有功能都列举出来用pass充当函数体代码的“占位符”，这使得程序的体系结构清晰，且可读性强。

定义空函数通常是有用的，因为在程序设计的开始，往往是先想好程序都需要完成什么功能，然后把所有功能都列举出来用pass充当函数体“占位符”，这将使得程序的体系结构立见，清晰且可读性强。例如要编写一个ftp程序，我们可能想到的功能有用户认证，下载，上传，浏览，切换目录等功能。

之后我们便可以统筹安排编程任务，有选择性的去实现上述功能来替换掉pass，从而提高开发效率。

def func3(x,y):    pass  #也可以也用...表示def func2():    ...def func1(x,y):    ...

三种定义方式的应用场景

1. 无参函数的应用场景

   • 需求：接受用户的输入，把用户输入的内容做一个格式化的打印

   def format_print():    username = input("username>>:").strip()    age = input("age>>:").strip()    gender = input("gender>>:").strip()    msg = f'名字：{username} 年龄：{age}  性别：{gender}'    print(msg)format_print()

2. 有参函数的应用场景

   • 需求：打印，2个数的加法计算

     def add(x, y):    print(x + y)add(1, 99)   # 100add(299, 1)  # 300

   • 需求：拿到，2个数的加法计算

     def add (x,y):    res=x+y    return resres=add(1,99)print(res)

3. 空函数的应用场景

   • 需求：构思程序的体系结构，用来理清程序的思路架构。

def auth_user():    """user authentication function"""    passdef download_file():    """download file function"""    passdef upload_file():    """upload file function"""    passdef ls():    """list contents function"""    passdef cd():    """change directory"""    pass

六、调用函数：调用函数三种形式（语句形式、表达式形式、函数调用返回值作为参数）

• 语句形式：只调用函数，不做任何其他操作

  示例一：len("hello") #单纯的一条语句，不做任何操作示例二：def add(x,y)	p=x+y    return padd(1,2)

• 表达式形式

  def add (x,y):    z=x+yadd(10,20)示例一：res=len("hello")+10print(res)示例二：def add(x,y):    r=x+y    return rres=add(1,2)+20 #返回值和10相加print(res) 示例三：def add(x,y):    z=x+y    print(z)add(1,3)+10 #此时返回值为None，不可以和数值相加

  • 赋值表达式形式

    def add(x,y):    z=x+y    return zm=add(22,33) #将调用函数的返回值赋值给nprint(m)

    • 数学表达式

      def add(x, y):    z = x + y    return zres = add(2, 3) * 10    #将调用函数的返回值乘以10的结果赋值给resprint(type(add(2,3)))  print(res)

• 函数的调用返回值当作参数传给另一个函数

  def add (x,y):    z=x+y    return zprint(add(add(1,2),20)) #将x,y参数赋值给z，然后再做z的参数，返回z的值并打印

七、函数的返回值：返回值的三种形式（返回None，返回值一个值，返回多个值）

什么时候用到返回值？

若需要将函数体代码执行的结果返回给调用者，则需要用到return。return后无值或者直接省略默认返回None。return返回值没有无类线限制，且可以将多个返回值放到一个元组中。

类比：函数的参数类似于工厂的原材料，返回值是产品

return：函数体代码执行到return，函数体代码就会立刻终止。并且会将return后的值当作本次运行的结果返回。

return是一个函数结束的标志,控制函数的返回值，函数内可以有多个return，但只执行一次函数就结束了，并把return后定义的值作为本次调用的结果返回。

1. 返回None：函数体内没有return、return、return None

   示例一：def func1():    passdef func2():    returndef func3():    return Noneprint(func1())  # Noneprint(func2())  # Noneprint(func3())  # None示例二：def func():    print(1111)				#没有return-》默认返回的是Noneres=func()print(res)

2. 返回一个值：return 值

   def func4():    return 10res = func4()print(res)  # 10

3. 返回多个值：用逗号隔开多个值，会被return返回成元组

def func5():    return 10,20,[1,2]print(func5())	# (10, 20, [1, 2])print(type(func5()))  #