註明：本系列課程專為全國計算機等級考試二級 Python 語言程式設計考試服務

目錄

考綱考點

知識導圖

1、函式的基本使用

函式的定義

函式的使用

2、函式的引數傳遞

可選引數傳遞

引數名稱傳遞

函式的返回值

3、變數的作用域

區域性變數

全域性變數

4、程式碼複用

5、例項解析：軟文的詩詞風

本章小結

考綱考點

• 函式的定義和使用
• 函式的引數傳遞: 可選引數傳遞、引數名稱傳遞、函式的返回值
• 變數的作用域: 區域性變數和全域性變數

知識導圖

1、函式的基本使用

函式的定義

• 函式是一段具有特定功能的、可重用的語句組，通過函式名來表示和呼叫。經過定義，一組語句等價於一個函式，在需要使用這組語句的地方，直接呼叫函式名稱即可。
• 因此，函式的使用包括兩部分：函式的定義和函式的使用。
• 函式是一種功能抽象。
• Python定義一個函式使用def保留字，語法形式如下：

def <函式名>(<引數列表>):

        <函式體>

return <返回值列表>

• 函式名可以是任何有效的Python識別符號
• 引數列表是呼叫該函式時傳遞給它的值，可以有零個、一個或多個，當傳遞多個引數時各引數由逗號分隔，當沒有引數時也要保留圓括號。
• 函式體是函式每次被呼叫時執行的程式碼，由一行或多行語句組成。

# 定義一個對整數n求階乘的函式
def fact(n):
    s = 1
    for i in range(1, n+1):
        s *= i
    return s

• 如果需要返回值，使用保留字return和返回值列表。函式可以沒有return語句，函式體結束後會將控制權返回給呼叫者。

函式的使用

• 定義後的函式不能直接執行，需要經過“呼叫”才能執行。呼叫函式的基本方法如下：

<函式名>(<實際賦值引數列表>)

#定義一個對整數n求階乘的函式
def fact(n):
    s = 1
    for i in range(1, n+1):
        s *= i
    return s
# 呼叫整數階乘的函式
print(fact(100))
 

• 具體來說，函式的使用一共分為四個步驟：

   1. 函式定義

使用def保留字將一段程式碼定義為函式，需要確定函式的名字、引數的名字、引數的個數，使用引數名稱作為形式引數（佔位符）編寫函式內部的功能程式碼。

   2. 函式呼叫

通過函式名呼叫函式功能，對函式的各個引數賦予實際值，實際值可以是實際資料，也可以是在呼叫函式前已經定義過的變數。

   3.函式執行

函式被呼叫後，使用實際引數（賦予形式引數的實際值）參與函式內部程式碼的執行，如果有結果則進行輸出。

   4.函式返回

函式執行結束後，根據return保留字的指示決定是否返回結果，如果返回結果，則結果將被放置到函式被呼叫的位置，函式使用完畢，程式繼續執行。

2、函式的引數傳遞

可選引數傳遞

• 函式的引數在定義時可以指定預設值，當函式被呼叫時，如果沒有傳入對應的引數值，則使用函式定義時的預設值替代，函式定義時的語法形式如下：

def <函式名>(<非可選引數列表>, <可選引數> = <預設值>):

        <函式體>

        return <返回值列表>

• 需要注意，可選引數一般都放置在非可選引數的後面，即定義函式時，先給出所有非可選引數，然後再分別列出每個可選引數及對應的預設值。

>>>def multiply(x, y = 10):
    print(x*y)
>>>multiply(99)
990
>>>multiply(99, 2)
198

引數名稱傳遞

• Python語言同時支援函式按照引數名稱方式傳遞引數，語法形式如下：

<函式名>(<引數名> = <實際值>)

>>>def multiply(x, y = 10):
    print(x*y)
>>>multiply(x = 99)
990
>>>multiply(y = 2, x = 99)
198

函式的返回值

• return語句用來結束函式並將程式返回到函式被呼叫的位置繼續執行。
• return語句可以出現在函式中的任何部分，同時可以將0個、1個或多個函式運算的結果返回給函式被呼叫處的變數。

>>>def multiply(x, y = 10):
    return x*y
>>>s = multiply(99, 2)
>>>print(s)
198

• 函式可以沒有return，此時函式並不返回值。當函式使用return返回多個值，可以使用一個變數或多個變數儲存結果。

>>>def multiply(x, y = 10):
        return x*y, x+y
>>>s = multiply(99, 2)
>>>print(s)
(198, 101)
>>>a,b = multiply(99, 2)
>>>print(a)
198
>>>print(b)
101

3、變數的作用域

• 根據程式中變數所在的位置和作用範圍，變數分為區域性變數和全域性變數。
• 區域性變數僅在函式內部，且作用域也在函式內部，全域性變數的作用域跨越多個函式。

區域性變數

• 區域性變數指在函式內部使用的變數，僅在函式內部有效，當函式退出時變數將不再存在。

>>>def multiply(x, y = 10):
        z = x*y # z是函式內部的區域性變數
        return z
>>>s = multiply(99, 2)
>>>print(s)
198
>>>print(z)
Traceback (most recent call last):
   File "<pyshell#11>", line 1, in <module>
      print(z)
NameError: name 'z' is not defined

• 變數z是函式multiple()內部使用的變數，當函式呼叫後，變數z將不存在。

全域性變數

• 全域性變數指在函式之外定義的變數，在程式執行全過程有效。全部變數在函式內部使用時，需要提前使用保留字global宣告，語法形式如下：

global <全域性變數>

>>>n = 2 #n是全域性變數
>>>def multiply(x, y = 10):
        global n
        return x*y*n # 使用全域性變數n
>>>s = multiply(99, 2)
>>>print(s)
396

• 上例中，變數n是全域性變數，在函式multiply()中使用時需要在函式內部使用global宣告，定義後即可使用。
• 如果未使用保留字global宣告，即使名稱相同，也不是全域性變數。

>>>n = 2 #n是全域性變數
>>>def multiply(x, y = 10):
        n = x*y
        return n # 此處的n不是全域性變數
>>>s = multiply(99, 2)
>>>print(s)
198
>>>print(n) #不改變外部全域性變數的值
2

4、程式碼複用

• 函式是程式的一種基本抽象方式，它將一系列程式碼組織起來通過命名供其他程式使用。
• 函式封裝的直接好處是程式碼複用，任何其他程式碼只要輸入引數即可呼叫函式，從而避免相同功能程式碼在被呼叫處重複編寫。程式碼複用產生了另一個好處，當更新函式功能時，所有被呼叫處的功能都被更新。
• 模組化設計指通過函式的封裝功能將程式劃分成主程式、子程式和子程式間關係的表達。模組化設計是使用函式設計程式的思考方法，以功能塊為基本單位，一般有兩個基本要求：

緊耦合：儘可能合理劃分功能塊，功能塊內部耦合緊密；

鬆耦合：模組間關係儘可能簡單，功能塊之間耦合度低。

• 耦合性指程式結構中各模組之間相互關聯的程度，它取決於各模組間介面的複雜程度和呼叫方式。
• 緊耦合指模組或系統間關係緊密，存在較多或複雜的相互呼叫。緊耦合的缺點在於更新一個模組可能導致其它模組變化，複用較困難。
• 鬆耦合一般基於訊息或協議實現，系統間互動簡單。
• 使用函式只是模組化設計的必要非充分條件，根據計算需求合理劃分函式十分重要。一般來說，完成特定功能或被經常複用的一組語句應該採用函式來封裝，並儘可能減少函式間引數和返回值的數量。

5、例項解析：軟文的詩詞風

• 軟文的詩詞風將原有文章根據標點符號重新切分成短句並居中排版，對小螢幕閱讀十分有利。使用程式將普通文章變成軟文的詩詞風十分有趣

txt = '''
人生得意須盡歡，莫使金樽空對月。
天生我材必有用，千金散盡還復來。
'''
linewidth = 30 # 預定的輸出寬度

def lineSplit(line):
    plist = [',', '!', '?', '，', '。', '！', '？']
    for p in plist:
        line = line.replace(p, '\n')
    return line.split('\n')

def linePrint(line):
    global linewidth
    print(line.center(linewidth, chr(12288)))

newlines = lineSplit(txt)
for newline in newlines:
    linePrint(newline)

• 原始文字使用變數txt儲存，程式執行效果如下。

>>>
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　人生得意須盡歡　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　莫使金樽空對月　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　天生我材必有用　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　千金散盡還復來　

原始文字使用變數txt儲存，程式執行效果如下。

txt = '''
三國演義 上卷
羅貫中

滾滾長江東逝水，浪花淘盡英雄。是非成敗轉頭空。青山依舊在，幾度夕陽紅。
白髮漁樵江渚上，慣看秋月春風。一壺濁酒喜相逢。古今多少事，都付笑談中。
--調寄《臨江仙》
第一回 宴桃園豪傑三結義 斬黃巾英雄首立功
話說天下大勢，分久必合，合久必分。週末七國分爭，併入於秦。及秦滅之後，
楚、漢分爭，又併入於漢。漢朝自高祖斬白蛇而起義，一統天下，後來光武中興，
傳至獻帝，遂分為三國。
'''

>>>
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　三國演義 上卷　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　羅貫中　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　滾滾長江東逝水　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　浪花淘盡英雄　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　是非成敗轉頭空　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　青山依舊在　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　幾度夕陽紅　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　白髮漁樵江渚上　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　慣看秋月春風　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　一壺濁酒喜相逢　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　古今多少事　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　都付笑談中　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　--調寄《臨江仙》　

　       第一回 宴桃園豪傑三結義 斬黃巾英雄首立功　　　　
　　　　　　　　　　　　話說天下大勢　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　分久必合　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　合久必分　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　週末七國分爭　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　併入於秦　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　及秦滅之後　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　楚、漢分爭　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　又併入於漢　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　漢朝自高祖斬白蛇而起義　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　一統天下　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　後來光武中興　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　傳至獻帝　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　遂分為三國　　　　

• 當每句長度超過變數linewdith後，顯示效果並不好。這需要修改函式linePrint()，當一個短句行數超過限制時，分行居中顯示。

def linePrint(line):
    global linewidth
    while len(line) > linewidth:
        print(line[0:linewidth])
        line = line[linewidth:]
    print(line.center(linewidth, chr(12288)))

本章小結

本章講解了函式的基本使用方法，包括函式的定義和呼叫。進一步具體講解了函式的引數傳遞方法和變數的作用域，包括可選引數傳遞、引數名稱傳遞和函式的返回值，初步介紹了函式的作用和程式碼複用。通過軟文的詩詞風例項幫助讀者理解函式的定義和使用。

古代的詩詞歌賦是填詞怡情，當代的詩詞歌賦則是風格怡情，快來造個自己風格吧？！