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Python函数(函数定义、函数调用)用法详解

Python 中函数的应用非常广泛,前面章节中我们已经接触过多个函数,比如 input() 、print()、range()、len() 函数等等,这些都是 Python 的内置函数,可以直接使用。

除了可以直接使用的内置函数外,Python 还支持自定义函数,即将一段有规律的、可重复使用的代码定义成函数,从而达到一次编写、多次调用的目的。

举个例子,前面学习了 len() 函数,通过它我们可以直接获得一个字符串的长度。我们不妨设想一下,如果没有 len() 函数,要想获取一个字符串的长度,该如何实现呢?请看下面的代码:
n=0
for c in "http://c.biancheng.net/python/":
   n = n + 1
print(n)
程序执行结果为:

30

要知道,获取一个字符串长度是常用的功能,一个程序中就可能用到很多次,如果每次都写这样一段重复的代码,不但费时费力、容易出错,而且交给别人时也很麻烦。

所以 Python 提供了一个功能,即允许我们将常用的代码以固定的格式封装(包装)成一个独立的模块,只要知道这个模块的名字就可以重复使用它,这个模块就叫做函数(Function)

比如,在程序中定义了一段代码,这段代码用于实现一个特定的功能。问题来了,如果下次需要实现同样的功能,难道要把前面定义的代码复制一次?如果这样做实在太傻了,这意味着每次当程序需要实现该功能时,都要将前面定义的代码复制一次。正确的做法是,将实现特定功能的代码定义成一个函数,每次当程序需要实现该功能时,只要执行(调用)该函数即可。

其实,函数的本质就是一段有特定功能、可以重复使用的代码,这段代码已经被提前编写好了,并且为其起一个“好听”的名字。在后续编写程序过程中,如果需要同样的功能,直接通过起好的名字就可以调用这段代码。

下面演示了如何将我们自己实现的 len() 函数封装成一个函数:
#自定义 len() 函数
def my_len(str):
    length = 0
    for c in str:
       length = length + 1
    return length
#调用自定义的 my_len() 函数
length = my_len("http://c.biancheng.net/python/")
print(length)

#再次调用 my_len() 函数
length = my_len("http://c.biancheng.net/shell/")
print(length)
程序执行结果为:

30
29


如果读者接触过其他编程语言中的函数,以上对于函数的描述,肯定不会陌生。但需要注意的一点是,和其他编程语言中函数相同的是,Python 函数支持接收多个( ≥0 )参数,不同之处在于,Python 函数还支持返回多个( ≥0 )值。

比如,上面程序中,我们自己封装的 my_len(str) 函数,在定义此函数时,我们为其设置了 1 个 str 参数,同时该函数经过内部处理,会返回给我们 1 个 length 值。

通过分析 my_len() 函数这个实例不难看出,函数的使用大致分为 2 步,分别是定义函数和调用函数。接下来一一为读者进行详细的讲解。

Python函数的定义

定义函数,也就是创建一个函数,可以理解为创建一个具有某些用途的工具。定义函数需要用 def 关键字实现,具体的语法格式如下:

def 函数名(参数列表):
    //实现特定功能的多行代码
    [return [返回值]]

其中,用 [] 括起来的为可选择部分,即可以使用,也可以省略。

此格式中,各部分参数的含义如下:
  • 函数名:其实就是一个符合 Python 语法的标识符,但不建议读者使用 a、b、c 这类简单的标识符作为函数名,函数名最好能够体现出该函数的功能(如上面的 my_len,即表示我们自定义的 len() 函数)。
  • 形参列表:设置该函数可以接收多少个参数,多个参数之间用逗号( , )分隔。
  • [return [返回值] ]:整体作为函数的可选参参数,用于设置该函数的返回值。也就是说,一个函数,可以用返回值,也可以没有返回值,是否需要根据实际情况而定。

注意,在创建函数时,即使函数不需要参数,也必须保留一对空的“()”,否则 Python 解释器将提示“invaild syntax”错误。另外,如果想定义一个没有任何功能的空函数,可以使用 pass 语句作为占位符。

例如,下面定义了 2 个函数:
#定义个空函数,没有实际意义
def pass_dis():
    pass
#定义一个比较字符串大小的函数
def str_max(str1,str2):
    str = str1 if str1 > str2 else str2
    return str

虽然 Python 语言允许定义个空函数,但空函数本身并没有实际意义。


另外值得一提的是,函数中的 return 语句可以直接返回一个表达式的值,例如修改上面的 str_max() 函数:
def str_max(str1,str2):
    return str1 if str1 > str2 else str2
该函数的功能,和上面的 str_max() 函数是完全一样的,只是省略了创建 str 变量,因此函数代码更加简洁。

Python函数的调用

调用函数也就是执行函数。如果把创建的函数理解为一个具有某种用途的工具,那么调用函数就相当于使用该工具。

函数调用的基本语法格式如下所示:

[返回值] = 函数名([形参值])

其中,函数名即指的是要调用的函数的名称;形参值指的是当初创建函数时要求传入的各个形参的值。如果该函数有返回值,我们可以通过一个变量来接收该值,当然也可以不接受。

需要注意的是,创建函数有多少个形参,那么调用时就需要传入多少个值,且顺序必须和创建函数时一致。即便该函数没有参数,函数名后的小括号也不能省略。

例如,我们可以调用上面创建的 pass_dis() 和 str_max() 函数:
pass_dis()
strmax = str_max("http://c.biancheng.net/python","http://c.biancheng.net/shell");
print(strmax)
首先,对于调用空函数来说,由于函数本身并不包含任何有价值的执行代码,也没有返回值,应该调用空函数不会有任何效果。

其次,对于上面程序中调用 str_max() 函数,由于当初定义该函数为其设置了 2 个参数,因此这里在调用该参数,就必须传入 2 个参数。同时,由于该函数内部还使用了 return 语句,因此我们可以使用 strmax 变量来接收该函数的返回值。

因此,程序执行结果为:

http://c.biancheng.net/shell

为函数提供说明文档

前面章节讲过,通过调用 Python 的 help() 内置函数或者 __doc__ 属性,我们可以查看某个函数的使用说明文档。事实上,无论是 Python 提供给我们的函数,还是自定义的函数,其说明文档都需要设计该函数的程序员自己编写。

其实,函数的说明文档,本质就是一段字符串,只不过作为说明文档,字符串的放置位置是有讲究的,函数的说明文档通常位于函数内部、所有代码的最前面。

以上面程序中的 str_max() 函数为例,下面演示了如何为其设置说明文档:
#定义一个比较字符串大小的函数
def str_max(str1,str2):
    '''
    比较 2 个字符串的大小
    '''
    str = str1 if str1 > str2 else str2
    return str
help(str_max)
#print(str_max.__doc__)
程序执行结果为:

Help on function str_max in module __main__:

str_max(str1, str2)
    比较 2 个字符串的大小

上面程序中,还可以使用 __doc__ 属性来获取 str_max() 函数的说明文档,即使用最后一行的输出语句,其输出结果为:

 
    比较 2 个字符串的大小
   

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