第八章（二）

3、返回值

函数返回的值被称为返回值。在函数中，可使用return语句将值返回到调用函数的代码行。返回值可以将程序中大部分繁重的工作移到函数中去完成，从而简化程序。

（1）返回简单值

def get_formatted_name(first_name, last_name):
    full_name = first_name + ' ' + last_name
    return full_name.title()
musician = get_formatted_name('jimi', 'hendrix')
print(musician)
# 输出：
Jimi Hendrix

这个函数将接收到的姓名整洁地重新输出。

（2）让实参变成可选的

让实参变成可选的，可以让使用函数的人只有在必要时才提供额外的信息。可使用默认值来让实参变成可选的。

def get_formatted_name(first_name, last_name, middle_name=''):
    if middle_name:
        full_name = first_name + ' ' + middle_name + ' ' + last_name
    else:
        full_name = first_name + ' ' + last_name
    return full_name.title()
musician = get_formatted_name('jimi', 'hendrix')
print(musician)
musician = get_formatted_name('john', 'hooker', 'lee')
print(musician)
# 输出：
Jimi Hendrix
John Lee Hooker

在上面的函数中添加了一个中间名，若没有给定默认值，调用时只提供名和姓，Python会报错。而给它一个空字符串作为默认值就不会报错。给了默认值的参数必须移到没有默认值的参数后面。在调用函数的时候，有默认值的形参是否传递实参，完全在于调用的人是否需要。可选值让函数能够处理各种不同的情形的同时，确保函数调用尽可能简单。

（3）返回字典

函数可返回任何类型的值，包括列表和字典等较为复杂的的数据结构。

def build_person(first_name, last_name):
    person = {'first': first_name, 'last': last_name}
    return person
musician = build_person('jimi', 'hendrix')
print(musician)
# 输出：
{'first': 'jimi', 'last': 'hendrix'}

在这个函数中，你可以轻松的扩展这个函数，使其接收可选值。

def build_person(first_name, last_name, age=''):
    person = {'first': first_name, 'last': last_name}
    if age:
        person['age'] = age
    return person
musician = build_person('jimi', 'hendrix', age=27)
print(musician)
# 输出：
{'first': 'jimi', 'last': 'hendrix', 'age': 27}

在这里新增了一个可选的形参age。同理也可以进行其他信息的扩展。

（4）结合使用函数和while循环

def get_formatted_name(first_name, last_name):
    full_name = first_name + ' ' + last_name
    return full_name.title()
while True:
    print("\nPlease tell me your name:")
    print("(enter 'q' at any time to quit)")
    f_name = input("First name: ")
    if f_name == 'q':
        break
    l_name = input("Last name: ")
    if l_name == 'q':
        break
    formatted_name = get_formatted_name(f_name, l_name)
    print("\nHello, " + formatted_name + "!")
# 输出：
Please tell me your name:
(enter 'q' at any time to quit)
First name: eric
Last name: matthes

Hello, Eric Matthes!

Please tell me your name:
(enter 'q' at any time to quit)
First name: q

4、传递列表

将列表传递给函数后，函数就能直接访问其内容。用函数访问列表中的每个人：

def greet_users(names):
    for name in names:
        msg = "Hello, " + name.title() + "!"
        print(msg)
usernames = ['hannah', 'ty', 'margot']
greet_users(usernames)
# 输出：
Hello, Hannah!
Hello, Ty!
Hello, Margot!

（1）在函数中修改列表

将列表传递给函数后，函数就可对其进行修改。在函数中对这个列表所做的任何修改都是永久的。

def print_models(unprinted_designs, completed_models):
    while unprinted_designs:
        current_design = unprinted_designs.pop()
        print("Printing model: " + current_design)
        completed_models.append(current_design)

def show_completed_models(completed_models):
    print("\nThe following models have been printed:")
    for completed_model in completed_models:
        print(completed_model)

unprinted_designs = ['iphone case', 'robot pendant', 'dodecahedron']
completed_models = []
print_models(unprinted_designs, completed_models)
show_completed_models(completed_models)
# 输出：
Printing model: dodecahedron
Printing model: robot pendant
Printing model: iphone case

The following models have been printed:
dodecahedron
robot pendant
iphone case

这个例子演示了一种理念，即每个函数都应只负责一项具体的工作。编写函数时，如果你发现它执行的任务太多，可以尝试将它分到两个函数中，而且总是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。

（2）禁止函数修改列表

当你执行修改列表后，还需要使用未修改之前的列表时，可以将传递给函数的列表改为列表的副本而不是原件，这样函数所做的任何修改都只影响副本，而丝毫不影响原件。
用切片表示法[:]创建列表的副本。如：

print_models(unprinted_designs[:], completed_models)

虽然向函数传递列表的副本可保留原始列表的内容，但除非有充分的理由需要传递副本，否则还是应该将原始列表传递给函数，因为让函数使用现成列表可避免花时间和内存创建副本，从而提高效率，在处理大型列表时尤其如此。

5、传递任意数量的实参

Python允许函数从调用语句中收集任意数量的实参。

def make_pizza(*toppings):
    print(toppings)

make_pizza('pepperoni')
make_pizza('mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')
# 输出：
('pepperoni',)
('mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

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在这个元组中，即使只收到一个值也是封装在元组中。上述例子的第一条输出就是如此，只有一个元素的元组用小括号括起来，并在元素的后面添加一个逗号。

（1）结合使用位置实参和任意数量实参

如果要让函数接收不同类型的实参，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一个形参中。

def make_pizza(size, *toppings):
    print("\nMaking a " + str(size) +
            "-inch pizza with the following toppings:")
    for topping in toppings:
        print("- " + topping)

make_pizza(16, 'pepperoni')
make_pizza(12, 'mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')
# 输出：
Making a 16-inch pizza with the following toppings:
- pepperoni

Making a 12-inch pizza with the following toppings:
- mushrooms
- green peppers
- extra cheese

（2）使用任意数量的关键字实参

需要接收任意数量的实参，但预先不知道传递给函数的会是什么样的信息。这时候可将函数编写成能够接收任意数量的键-值对——调用语句提供了多少就接收多少。

def build_profile(first, last, **user_info):
    profile = {}
    profile['first_name'] = first
    profile['last_name'] = last
    for key, value in user_info.items():
        profile[key] = value
    return profile

user_profile = build_profile('albert', 'einstein',
                             location='princeton',
                             field='physics')
print(user_profile)
# 输出：
{'first_name': 'albert', 'last_name': 'einstein', 
'location': 'princeton', '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，并将收到的所有名称-值对都封装到这个字典中。
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。

6、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。通过给函数指定描述性名称，可让主程序容易理解得多。还可以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。
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。这可以在众多不同的程序中重用函数。将函数存储在独立文件中后，可与其他程序员共享这些文件而不是整个程序。

（1）导入整个模块

要让函数是可导入的，得先创建模块。模块是扩展名为.py的文件，包含要导入到程序中的代码。
将前面make_pizza函数放在一个名为pizza.py的文件中，然后再创建一个名为making_pizzas.py的文件，在文件的开头添加import pizza，然后在下面写入调用函数的语句运行即可。程序运行时，import会将pizza文件中的所有函数复制到程序中。
要调用被导入的模块中的函数，可指定导入的模块的名称pizza和函数名make_pizza()，并用句点分隔它们。如：

pizza.make_pizza(16, 'pepperoni')

只需编写一条import语句并在其中指定模块名，就可以在程序中使用该模块中的所有函数。

module_name.function_name()

（2）导入特定的函数

导入模块中的特定函数：

from module_name import function_name

通过用逗号分隔函数名，可根据需要从模块中导入任意数量的函数：

from module_name import function_0, function_1, function_2

使用这种方法导入函数后，调用函数时就不需要使用句点。因为已经在import语句中显示地导入了函数，所以调用时指定其名称即可。

（3）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——类似于给函数起一个外号。若要这么做，就要在导入它时就要做。
在import语句中使用关键字as将函数重命名为你想要的别名：

from pizza import make_pizza as mp

因为有了一个别名，所以调用函数时可以直接用别名来调用。

（4）使用as给模块指定别名

给模块指定别名，能使代码更简洁，而且不再关注模块名，而专注于描述性的函数名，对理解代码更好。

import module_name as mn

（5）代入模块中的所有函数

使用星号（*）运算符可让Python导入模块中的所有函数。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，使用并非自己编写的大型模块时，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函数。
最佳的做法是，要么只导入你需要使用的函数，要么导入整个模块并使用句点表示法。

from module_name import *

7、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。给模块命名时也应遵循上述约定。
每个函数都应包含简要地阐述其功能的注释，该注释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，等号两边不要有空格。对于函数调用中的关键字实参，也应遵循这种约定。
如果函数的形参很多，导致函数定义的长度超过了79字符，可在函数定义中输入左括号后按回车键，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。
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，这样将更容易知道前一个函数在什么地方结束，下一个函数在什么地方开始。
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。