本文例項講述了Python基礎之函式原理與應用。分享給大家供大家參考，具體如下：

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

1. 新建 04_函式 專案
2. 複製之前完成的 乘法表 檔案
3. 修改檔案，增加函式定義 multiple_table():
4. 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
  ……

1. def 是英文 define 的縮寫
2. 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
3. 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

1. 開發一個 sum_2_num 的函式
2. 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,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
加粗樣式

• 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 = "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

1. 瀏覽程式目錄會發現一個 pycache 的目錄
2. 目錄下會有一個 hm_10_分隔線模組.cpython-35.pyc 檔案，cpython-35 表示 Python 直譯器的版本
3. 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

提示：有關模組以及模組的其他匯入方式，後續課程還會逐漸展開！

模組是 Python 程式架構的一個核心概念

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希望本文所述對大家Python程式設計有所幫助。