python筆記：#012#函式

阿新 • • 發佈：2022-05-04

函式基礎

目標

函式的快速體驗
函式的基本使用
函式的引數
函式的返回值
函式的巢狀呼叫
在模組中定義函式

01. 函式的快速體驗

1.1 快速體驗

所謂函式，就是把 具有獨立功能的程式碼塊 組織為一個小模組，在需要的時候呼叫
函式的使用包含兩個步驟：
1. 定義函式 —— 封裝獨立的功能
2. 呼叫函式 —— 享受封裝的成果
函式的作用，在開發程式時，使用函式可以提高編寫的效率以及程式碼的重用

演練步驟

新建 04_函式 專案
複製之前完成的 乘法表 檔案
修改檔案，增加函式定義 multiple_table():
新建另外一個檔案，使用 import 匯入並且呼叫函式

02. 函式基本使用

2.1 函式的定義

定義函式的格式如下：

def 函式名():

    函式封裝的程式碼
    ……

def 是英文 define 的縮寫
函式名稱 應該能夠表達 函式封裝程式碼 的功能，方便後續的呼叫
函式名稱 的命名應該符合 識別符號的命名規則
- 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 函式呼叫

呼叫函式很簡單的，通過 函式名() 即可完成對函式的呼叫

2.3 第一個函式演練

需求

1. 編寫一個打招呼 say_hello 的函式，封裝三行打招呼的程式碼
1. 在函式下方呼叫打招呼的程式碼

name = "小明"


# 直譯器知道這裡定義了一個函式
def say_hello():
    print("hello 1")
    print("hello 2")
    print("hello 3")

print(name)
# 只有在呼叫函式時，之前定義的函式才會被執行
# 函式執行完成之後，會重新回到之前的程式中，繼續執行後續的程式碼
say_hello()

print(name)

用 單步執行 F8 和 F7 觀察以下程式碼的執行過程

定義好函式之後，只表示這個函式封裝了一段程式碼而已
如果不主動呼叫函式，函式是不會主動執行的

思考

能否將 函式呼叫 放在 函式定義 的上方？
- 不能！
- 因為在 使用函式名 呼叫函式之前，必須要保證 Python 已經知道函式的存在
- 否則控制檯會提示 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 的除錯工具

F8 Step Over 可以單步執行程式碼，會把函式呼叫看作是一行程式碼直接執行
F7 Step Into

可以單步執行程式碼，如果是函式，會進入函式內部

2.5 函式的文件註釋

在開發中，如果希望給函式添加註釋，應該在 定義函式 的下方，使用 連續的三對引號
在 連續的三對引號 之間編寫對函式的說明文字
在 函式呼叫 位置，使用快捷鍵 CTRL + Q 可以檢視函式的說明資訊

注意：因為 函式體相對比較獨立，函式定義的上方，應該和其他程式碼（包括註釋）保留 兩個空行

03. 函式的引數

演練需求

開發一個 sum_2_num 的函式
函式能夠實現 兩個數字的求和 功能

演練程式碼如下：

def sum_2_num():

    num1 = 10
    num2 = 20
    result = num1 + num2

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

sum_2_num()

思考一下存在什麼問題

函式只能處理 固定數值 的相加

如何解決？

如果能夠把需要計算的數字，在呼叫函式時，傳遞到函式內部就好了！

3.1 函式引數的使用

在函式名的後面的小括號內部填寫引數
多個引數之間使用 , 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 引數的作用

函式，把 具有獨立功能的程式碼塊 組織為一個小模組，在需要的時候呼叫
函式的引數，增加函式的 通用性，針對 相同的資料處理邏輯，能夠 適應更多的資料
1. 在函式內部，把引數當做變數使用，進行需要的資料處理
2. 函式呼叫時，按照函式定義的引數順序，把 希望在函式內部處理的資料，通過引數 傳遞

3.3 形參和實參

形參：定義函式時，小括號中的引數，是用來接收引數用的，在函式內部 作為變數使用
實參：呼叫函式時，小括號中的引數，是用來把資料傳遞到 函式內部 用的

04. 函式的返回值

在程式開發中，有時候，會希望 一個函式執行結束後，告訴呼叫者一個結果，以便呼叫者針對具體的結果做後續的處理
返回值 是函式 完成工作後，最後給呼叫者的 一個結果
在函式中使用 return 關鍵字可以返回結果
呼叫函式一方，可以 使用變數 來接收函式的返回結果

注意：return 表示返回，後續的程式碼都不會被執行

def sum_2_num(num1, num2):
    """對兩個數字的求和"""

    return num1 + num2

# 呼叫函式，並使用 result 變數接收計算結果
result = sum_2_num(10, 20)

print("計算結果是 %d" % result)

05. 函式的巢狀呼叫

一個函式裡面 又呼叫 了 另外一個函式，這就是 函式巢狀呼叫
如果函式 test2 中，呼叫了另外一個函式 test1
- 那麼執行到呼叫 test1 函式時，會先把函式 test1 中的任務都執行完
- 才會回到 test2 中呼叫函式 test1 的位置，繼續執行後續的程式碼

def test1():

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


def test2():

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

    test1()

    print("-" * 50)

test2()

函式巢狀的演練 —— 列印分隔線

體會一下工作中 需求是多變 的

需求 1

定義一個 print_line 函式能夠列印 * 組成的 一條分隔線

def print_line(char):

    print("*" * 50)

需求 2

定義一個函式能夠列印 由任意字元組成 的分隔線

def print_line(char):

    print(char * 50)

需求 3

定義一個函式能夠列印 任意重複次數 的分隔線

def print_line(char, times):

    print(char * times)

需求 4

定義一個函式能夠列印 5 行 的分隔線，分隔線要求符合需求 3

提示：工作中針對需求的變化，應該冷靜思考，不要輕易修改之前已經完成的，能夠正常執行的函式！

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. 使用模組中的函式

模組是 Python 程式架構的一個核心概念

模組就好比是 工具包，要想使用這個工具包中的工具，就需要 匯入 import 這個模組
每一個以副檔名 py 結尾的 Python 原始碼檔案都是一個模組
在模組中定義的 全域性變數 、函式都是模組能夠提供給外界直接使用的工具

6.1 第一個模組體驗

步驟

新建 hm_10_分隔線模組.py
- 複製 hm_09_列印多條分隔線.py 中的內容，最後一行 print 程式碼除外
- 增加一個字串變數

name = "黑馬程式設計師"

新建 hm_10_體驗模組.py 檔案，並且編寫以下程式碼：

import hm_10_分隔線模組

hm_10_分隔線模組.print_line("-", 80)
print(hm_10_分隔線模組.name)

體驗小結

可以 在一個 Python 檔案 中 定義變數或者函式
然後在 另外一個檔案中 使用 import 匯入這個模組
匯入之後，就可以使用 模組名.變數 / 模組名.函式 的方式，使用這個模組中定義的變數或者函式

模組可以讓 曾經編寫過的程式碼 方便的被複用！

6.2 模組名也是一個識別符號

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 檔案起名時，以數字開頭 是無法在 PyCharm 中通過匯入這個模組的

6.3 Pyc 檔案（瞭解）

C 是 compiled 編譯過 的意思

操作步驟

瀏覽程式目錄會發現一個 __pycache__ 的目錄
目錄下會有一個 hm_10_分隔線模組.cpython-35.pyc 檔案，cpython-35 表示 Python 直譯器的版本
這個 pyc 檔案是由 Python 直譯器將 模組的原始碼 轉換為 位元組碼
- Python 這樣儲存 位元組碼 是作為一種啟動 速度的優化

位元組碼

Python 在解釋源程式時是分成兩個步驟的
1. 首先處理原始碼，編譯生成一個二進位制 位元組碼
2. 再對 位元組碼 進行處理，才會生成 CPU 能夠識別的 機器碼
有了模組的位元組碼檔案之後，下一次執行程式時，如果在 上次儲存位元組碼之後 沒有修改過原始碼，Python 將會載入 .pyc 檔案並跳過編譯這個步驟
當 Python 重編譯時，它會自動檢查原始檔和位元組碼檔案的時間戳
如果你又修改了原始碼，下次程式執行時，位元組碼將自動重新建立