Python 基础语法——函数

函数

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。因此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。

def describe(animal_type,pet_name):
  '''显示宠物的信息‘’‘
  print('I have a'+anmial_type + '.' + 'Its name is'+ pet_name)

describe('dog','harry')

位置实参的顺序很重要
使用位置实参来调用函数时,如果实参的顺序不正确,结果可能出乎意料:
比如再上面的例子中,我们先指定名字,再指定动物类型describe('harry','dog')由于实参'harry'在前,这个值将存储到形参animal_type中;同理,'hamster'将存储到形参pet_name中。结果时我们得到了一个名字为dogharry

describe('harry','dog')
>>I have a harry. Its name is dog

关键字实参

关键字实参是传递给函数名称-值对。

直接在实参中将名称和值关联起来,因此向函数传递实参时不会混淆(不会的得到名为dog的harry这样的结果)。关键字实参让你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得用途。

下面两个函数调用是等效得:

describe(animal_type = 'dog',pet_name = 'harry')
describe(pet_name = 'harry',animal_type = 'dog')

关键字实参得顺序无关紧要,因为Python知道各个值该存储到哪个形参中。
注:使用关键字实参时,务必准确地指定函数定义中地形参名

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将使用指定地实参值;否则,将使用形参的默认值。因此,给形参指定默认值后,可在函数调用中省略相应的实参。使用默认值可简化函数调用,还可清楚地指出函数地典型用法。

例如,如果你发现调用describe()时,描述的大都是小狗,就可将形参animal_type的默认值设置为‘dog'。这样,调用describe()来描述小狗时,就可不提供这种信息:

def describe(pet_name,animal_type = 'dog'):
  '''显示宠物的信息‘’‘
  print('I have a'+anmial_type + '.' + 'Its name is'+ pet_name)

这样调用这个函数时,如果没有给animal_type指定值,Python将把这个形参设置为’dog‘:

describe(pet_name = 'willie')
>>I have a dog. Its name is willie

请注意,在这个函数的定义中,修改了形参的排列顺序。由于给animal_type指定了默认值,无需通过实参来指定动物类型,因此在函数调用中只包含一个实参——宠物的名字。然而,python依然将这个实参视为位置实参,因此如果函数调用中只包含宠物的名字,这个实参将关联到函数定义中的第一个形参。这就是需要将pet_name放在形参列表开头的原因所在。

现在,使用这个函数的最简单的方式是,在函数调用中只提供小狗的名字:

describe('willie')

这个函数调用的输出与前一个示例相同。只提供了一个实参——'willie',这个实参将关联到函数定义中的第一个形参——pet_name。由于没有给animal_type提供实参,因此Python使用其默认值'dog'。

注意: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,再列出有默认值的形参。这让Python依然能够正确地解读位置实参。

让实参变成可选的

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。可使用默认值来让实参变成可选的。

例如,假如

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()

只要同时提供名,中间名和姓,这个函数就能正确地运行。它根据这三部分创建一个字符串,在适当地地方加上空格,并将结果转换为首字母大写格式

然而,并非所有地人都有中间名,但如果你调用这个函数时只提供了名和姓,它将不能正确地运行。为让中间名变成可选地,可给实参middle_name指定一个默认值——空字符串,并在用户没有提供中间名时不使用这个实参。为让get_formatted_name()在没有提供中间名时依然可行,可给实参middle_name指定一个默认值——空字符串,并将其移到形参列表地末尾:

def get_formatted_name(first_name,last_name,middle_name=''):
  """返回整洁的姓名"""
  if middle_name:
    full_name = first_name + ' ' + middle_name + last_name
  else:
    full_name = first_name + ' ' + last_name
  return full_name.title()

在这个示例中,姓名是根据三个可能提供地部分创建的。由于人都有名和姓,因此在函数定义中首先列出了这两个形参。中间名是可选的,因此在函数定义中最后列出该形参,并将默认值设置为空字符串。

传递任意数量的实参

有时候,你预先不知道函数需要接受多少个实参,好在Python允许函数从调用语句中收集任意数量的实参。

例如,来看看一个制作比萨的函数,它需要接受很多配料,但你无法预先确定顾客要多少种配料。下面的函数只有一个形参*toppings,但不管调用语句提供了多少实参,这个形参都将它们统统收入囊中:

def make_pizza(*toppings):
  """打印顾客点的所有配料"""
  print(toppings)

make_pizza('pepperoni')
make_pizza('mushrooms','green peppers','extra cheese')

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

不管收到的是一个值还是三个值,这个函数都能妥善地处理:

def make_pizza(*toppings):
  """概述要制作地披萨"""
  print("\nMaking  a pizza with the following toppings:")
  for topping in toppings:
    print("-"+topping)

make_pizza('pepperoni')
make_pizza('mushrooms','green peppers','extra cheese')
>>making a pizza with the following toppings:
- pepperoni
making a pizza with the following topings:
- mushrooms
- green pepers
- extra cheese

结合使用位置实参和任意数量实参

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。

例如,如果前面的函数还需要一个表示比萨尺寸的实参,必须将该形参放在形参*toppings的前面:

def make_pizza(size,*toppings):
  """概述要制作的披萨"""
  print("\nMaking a "  + str(size)+"-ich pizze with the following toppings:")
  for toppings in toppings:
    print("- " + topping)
making_pizza(16,'pepperoni')
making_pizza(12,'mushrooms','green peppers','extra cheese')

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,可将函数编写成能够接受任意数量的键-值——调用语句提供了多少就接受多少。

示例:创建用户简介

只知道将要收到关于用户的信息,但不确定会是什么样的信息。在下面的示例中,函数build_profile()接受名和姓,同时还接受任意数量的关键字实参

#user_profile.py

def build_profile(first,last,**user_info)
  """创建一个字典,其中包含我们知道的有关用户的一切"""
  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)

函数build_profile()的定义要求提供名和姓,同时允许用户根据需要提供任意数量的名称-值对。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。在这个函数中,可以像访问其他字典那样访问user_info中的名称-值对


将函数存储在模块中

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。这还能让你在众多不同的程序中重用函数。将函数存储在独立文件后,可与其他程序员共享这些文件而不是整个函数。知道如何导入函数还能让你使用其他程序员编写的函数库

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得文件,包含要导入得程序中的代码。下面来创建一个包含函数make_pizza()的模块。

pizza.py

def make_pizza(size,*toppings):
  """概述要制作的披萨"""
  print("\nMaking a "  + str(size)+"-ich pizze with the following toppings:")
  for toppings in toppings:
    print("- " + topping)

接下来,我们只需要在新文件中通过import pizza即可调用这个文件里面的函数:

import pizza

pizza.make_pizza(16,'pepperoni')

Python 读这个文件时,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。

导入特定的函数

from modle_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 modle_name import function_nam_e_1,function_name_2

使用as给函数指定别名

from pizza import make_pizza as mp

使用as给模块指定别名

impost pizza as p

导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:

from pizza import *

making_pizza(16,'pepperoni')
making_pizza(12,'mushrooms','green peppers','extra cheese')

import语句中的星号让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。让代码更清晰,更容易阅读和理解。

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地注释,该注释应该紧跟在函数定义后面。
其他程序员只要知道函数的名称,需要的实参以及返回值的类型就能在自己的程序中使用它。

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