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

  • 所謂 函數 ，就是把 具有獨立功能的代碼塊 組織為一個小模塊，在需要的時候 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
  • 函數的作用 ，在開發程序時，使用函數可以提高編寫的效率以及代碼的 重用

02. 函數基本使用

2.1 函數的定義

定義函數的格式如下： 

            
              def 函數名():

    函數封裝的代碼
    ……
  • def 是英文 define 的縮寫
  • 函數名稱 應該能夠表達 函數封裝代碼 的功能，方便后續的調用
  • 函數名稱 的命名應該 符合 標識符的命名規則
    • 可以由 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，通過 函數名() 即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
  • 2.在函數下方調用打招呼的代碼 
            
              name = "hello"

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

print(name)
# 只有在調用函數時，之前定義的函數才會被執行
# 函數執行完成之后，會重新回到之前的程序中，繼續執行后續的代碼
say_hello()

print(name)
  • 定義好函數之后，只表示這個函數封裝了一段代碼而已
  • 如果不主動調用函數，函數是不會主動執行的

思考

  • 能否將 函數調用 放在 函數定義 的上方？

    • 不能！
    • 因為在 使用函數名 調用函數之前，必須要保證 Python 已經知道函數的存在
    • 否則控制臺會提示 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 可以單步執行代碼，會把函數調用看作是一行代碼直接執行
  • F7 Step Into 可以單步執行代碼，如果是函數，會進入函數內部

2.5 函數的文檔注釋

  • 在開發中，如果希望給函數添加注釋，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 可以查看函數的說明信息
    注意：因為 函數體相對比較獨立 ，函數定義的上方應該和其他代碼（包括注釋）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. 函數能夠實現 兩個數字的求和 功能
    演練代碼如下： 
            
              def sum_2_num():

    num1 = 10
    num2 = 20
    result = num1 + num2

    print("%d + %d = %d" % (num1, num2, result))

sum_2_num()

思考一下存在什么問題 

            
              函數只能處理 **固定數值** 的相加

如何解決？

  • 如果能夠把需要計算的數字，在調用函數時，傳遞到函數內部就好了！

3.1 函數參數的使用

  • 在函數名的后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 參數的作用

  • 函數 ，把 具有獨立功能的代碼塊 組織為一個小模塊，在需要的時候 調用
  • 函數的參數 ，增加函數的 通用性 ，針對 相同的數據處理邏輯 ，能夠 適應更多的數據
    1. 在函數 內部，把參數當做 變量 使用，進行需要的數據處理
    2. 函數調用時，按照函數定義的 參數順序 ，把 希望在函數內部處理的數據，通過參數 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 作為變量使用
  • 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，會希望 一個函數執行結束后，告訴調用者一個結果 ，以便調用者針對具體的結果做后續的處理
  • 返回值 是函數 完成工作 后， 最后 給調用者的 一個結果
  • 在函數中使用 return 關鍵字可以返回結果
  • 調用函數一方，可以 使用變量 來 接收 函數的返回結果

    注意： return 表示返回，后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，并使用 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

  • 一個函數里面 又調用 了 另外一個函數 ，這就是 函數嵌套調用
  • 如果函數 test2 中，調用了另外一個函數 test1
    那么執行到調用 test1 函數時，會先把函數 test1 中的任務都執行完才會回到 test2 中調用函數 test1 的位置，繼續執行后續的代碼 
            
              def test1():

    print("*" * 50)
    print("test 1")
    print("*" * 50)

def test2():

    print("-" * 50)
    print("test 2")

    test1()

    print("-" * 50)

test2()

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 就好比是 工具包 ，要想使用這個工具包中的工具，就需要 導入 import 這個模塊
  • 每一個以擴展名 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 都是模塊能夠提供給外界直接使用的工具

6.1 使用模塊

  • 可以 在一個 Python 文件 中 定義 變量 或者 函數
  • 然后在 另外一個文件中 使用 import 導入這個模塊
  • 導入之后，就可以使用 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 可以讓 曾經編寫過的代碼 方便的被 復用！

6.2 模塊名也是一個標識符

  • 標示符可以由 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：如果在給 Python 文件起名時， 以數字開頭 是無法在 PyCharm 中通過導入這個模塊的

6.3 Pyc 文件（了解）

C 是 compiled 編譯過 的意思

操作步驟

  • 瀏覽程序目錄會發現一個 pycache 的目錄
  • 目錄下會有一個 file_name.cpython-XX.pyc 文件， cpython-XX 表示Python 解釋器的版本
  • 這個 pyc 文件是由 Python 解釋器將 模塊的源碼 轉換為 字節碼
    Python 這樣保存 字節碼 是作為一種啟動 速度的優化

字節碼

  • Python 在解釋源程序時是分成兩個步驟的
    首先處理源代碼， 編譯 生成一個二進制 字節碼
    再對 字節碼 進行處理，才會生成 CPU 能夠識別的 機器碼
  • 有了模塊的字節碼文件之后，下一次運行程序時，如果在 上次保存字節碼之后 沒有修改過源代碼，Python 將會加載 .pyc 文件并跳過編譯這個步驟
  • 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
    如果你又修改了源代碼，下次程序運行時，字節碼將自動重新創建

模塊是 Python 程序架構的一個核心概念