python筆記：#012#函數

函數基礎

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 具備獨立功能的代碼塊 組織爲一個小模塊，在須要的時候 調用
• 函數的使用包含兩個步驟：
  1. 定義函數 —— 封裝 獨立的功能
  2. 調用函數 —— 享受 封裝 的成果
• 函數的做用，在開發程序時，使用函數能夠提升編寫的效率以及代碼的 重用

演練步驟

1. 新建 04_函數 項目
2. 複製以前完成的 乘法表 文件
3. 修改文件，增長函數定義 multiple_table():
4. 新建另一個文件，使用 import 導入而且調用函數

02. 函數基本使用

2.1 函數的定義

定義函數的格式以下：

def 函數名():

    函數封裝的代碼
    ……

1. def 是英文 define 的縮寫
2. 函數名稱 應該可以表達 函數封裝代碼 的功能，方便後續的調用
3. 函數名稱 的命名應該 符合 標識符的命名規則
   • 能夠由 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，經過 函數名() 便可完成對函數的調用

2.3 第一個函數演練

需求

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

name = "小明"


# 解釋器知道這裏定義了一個函數
def say_hello():
    print("hello 1")
    print("hello 2")
    print("hello 3")

print(name)
# 只有在調用函數時，以前定義的函數纔會被執行
# 函數執行完成以後，會從新回到以前的程序中，繼續執行後續的代碼
say_hello()

print(name)

用 單步執行 F8 和 F7 觀察如下代碼的執行過程

• 定義好函數以後，只表示這個函數封裝了一段代碼而已
• 若是不主動調用函數，函數是不會主動執行的

思考

• 可否將 函數調用 放在 函數定義 的上方？

  • 不能！
  • 由於在 使用函數名 調用函數以前，必需要保證 Python 已經知道函數的存在
  • 不然控制檯會提示 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 能夠單步執行代碼，會把函數調用看做是一行代碼直接執行
• F7 Step Into 能夠單步執行代碼，若是是函數，會進入函數內部

2.5 函數的文檔註釋

• 在開發中，若是但願給函數添加註釋，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 能夠查看函數的說明信息

注意：由於 函數體相對比較獨立，函數定義的上方，應該和其餘代碼（包括註釋）保留 兩個空行

03. 函數的參數

演練需求

1. 開發一個 sum_2_num 的函數
2. 函數可以實現 兩個數字的求和 功能

演練代碼以下：

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？

• 若是可以把須要計算的數字，在調用函數時，傳遞到函數內部就行了！

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 參數的做用

• 函數，把 具備獨立功能的代碼塊 組織爲一個小模塊，在須要的時候 調用
• 函數的參數，增長函數的 通用性，針對 相同的數據處理邏輯，可以 適應更多的數據
  1. 在函數 內部，把參數當作 變量 使用，進行須要的數據處理
  2. 函數調用時，按照函數定義的參數順序，把 但願在函數內部處理的數據，經過參數 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 做爲變量使用
• 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，會但願 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作後續的處理
• 返回值 是函數 完成工做後，最後 給調用者的 一個結果
• 在函數中使用 return 關鍵字能夠返回結果
• 調用函數一方，能夠 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

• 一個函數裏面 又調用 了 另一個函數，這就是 函數嵌套調用
• 若是函數 test2 中，調用了另一個函數 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
  • 纔會回到 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

體會一下工做中 需求是多變 的

需求 1

• 定義一個 print_line 函數可以打印 * 組成的 一條分隔線

def print_line(char):

    print("*" * 50)

需求 2

• 定義一個函數可以打印 由任意字符組成 的分隔線

def print_line(char):

    print(char * 50)

需求 3

• 定義一個函數可以打印 任意重複次數 的分隔線

def print_line(char, times):

    print(char * times)

需求 4

• 定義一個函數可以打印 5 行 的分隔線，分隔線要求符合需求 3

提示：工做中針對需求的變化，應該冷靜思考，不要輕易修改以前已經完成的，可以正常執行的函數！

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 就比如是 工具包，要想使用這個工具包中的工具，就須要 導入 import 這個模塊
• 每個以擴展名 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 都是模塊可以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
  • 增長一個字符串變量

name = "黑馬程序員"

• 新建 hm_10_體驗模塊.py 文件，而且編寫如下代碼：

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

• 能夠 在一個 Python 文件 中 定義 變量 或者 函數
• 而後在 另一個文件中 使用 import 導入這個模塊
• 導入以後，就可使用 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

• 標示符能夠由 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：若是在給 Python 文件起名時，以數字開頭 是沒法在 PyCharm 中經過導入這個模塊的

6.3 Pyc 文件（瞭解）

C 是 compiled 編譯過 的意思

操做步驟

1. 瀏覽程序目錄會發現一個 __pycache__ 的目錄
2. 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
3. 這個 pyc 文件是由 Python 解釋器將 模塊的源碼 轉換爲 字節碼
   • Python 這樣保存 字節碼 是做爲一種啓動 速度的優化

字節碼

• Python 在解釋源程序時是分紅兩個步驟的
  1. 首先處理源代碼，編譯 生成一個二進制 字節碼
  2. 再對 字節碼 進行處理，纔會生成 CPU 可以識別的 機器碼
• 有了模塊的字節碼文件以後，下一次運行程序時，若是在 上次保存字節碼以後 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
• 若是你又修改了源代碼，下次程序運行時，字節碼將自動從新建立

提示：有關模塊以及模塊的其餘導入方式，後續課程還會逐漸展開！

模塊是 Python 程序架構的一個核心概念