Python函数定义、参数传递与模块导入详解

Python编程：函数

函数本质上是具备名称的代码片段，旨在执行特定任务。当需要重复执行某项任务时，无需反复编写相同代码，只需调用该函数即可让Python执行其中的指令。使用函数能显著简化代码编写过程，并使代码结构更加清晰易读。

定义和调用函数

>>>def greeting():
>>>  """简单问候"""
>>>  print("Hello!")

使用关键字def通知Python需要定义一个函数，随后紧跟函数名称。括号内列出函数完成任务所需的信息。def greet_user(): 之后的所有缩进代码构成函数体。三引号（""" “”"）包裹的文本称为文档字符串（docstring），用于描述函数功能，Python利用其生成函数文档。

>>>greeting()
Hello!

调用函数时，需依次指定函数名及括号内的必要信息。

向函数传递信息

若打招呼时需包含用户名字，可在函数定义 def greet_user() 的括号内添加 username 参数。

>>>def greeting(username):
>>>  """简单问候用户"""
>>>  print("Hello,"+username.title()+"!")
greeting("jessi")
Hello,Jessi!

在函数 greet_user() 定义中，变量 username 是形参，即函数完成工作所需的信息。在代码 greet_user(‘jesse’) 中，值 ‘jesse’ 是实参，即调用函数时传递给函数的具体信息。实参被传递给函数并存储在形参中。

传递实参：位置实参

调用函数时，Python必须将每个实参关联到函数定义中的一个形参。

最简单的关联方式基于实参顺序，称为位置实参。此时调用函数时实参的位置至关重要，必须与形参顺序对应，否则会导致逻辑错误。

>>>def describe_pet(animal_type, pet_name):
>>>""" 显示宠物的信息 """
>>>print("My " + animal_type + "'s name is " + pet_name.title() + ".")

>>>describe_pet('hamster', 'harry')
My hamster's name is Harry.

传递实参：关键字实参

关键字实参是在传递值时，直接在实参中将名称和值关联起来。此时实参的位置不再重要，因为形参对应的值已明确指定。

describe_pet(animal_type='hamster', pet_name='harry')

传递实参：默认值

编写函数时，可为每个形参指定默认值。调用函数时若提供了实参，Python将使用指定的实参值；否则，使用形参的默认值。默认值必须置于形参列表末尾。

>>>def describe_pet(pet_name, animal_type='dog'):
   -snip-
>>>describe_pet(pet_name='willie')

若提供的实参数量多于或少于函数完成工作所需的信息，将出现实参不匹配错误。

传递列表

将列表传递给函数可提升列表处理效率。例如，将用户姓名列表 usernames 传递给 greeting() 函数，可生成批量打招呼的输出。

def greeting(usernames):
"""给用户打招呼"""
	for name in usernames:
    print("Hello, " + name.title() + "!")

禁止函数修改列表

利用传递列表的功能可批量修改列表数据。若需获取列表数据而保持原始列表不变，可使用切片表示法禁止修改列表。此时函数处理的是列表副本，原始列表保持不变。

function_name(list_name[:]) 

传递任意数量实参

当顾客点披萨时，若不确定配料种类数量，可采用如下形式：

>>>def make_pizza(*toppings):
>>>    -snip-

形参名 *toppings 中的星号让Python创建一个名为 toppings 的空元组，并将所有收到的值封装到该元组中。

结合使用位置实参和任意数量实参

若顾客点披萨并告知尺寸及配料：

>>>def make_pizza(size, *toppings):
>>> 	-snip

使用任意数量的关键字实参

有时需接受任意数量实参，但预先不知传递的具体信息。此时可使用字典接收输入的实参。

>>>def build_profile(**user_info):
	"""创建字典存储用户信息"""
    profile{}
    for key,value in user_info.items():
      profile[key]=value
    return profile
>>>user_profile=build_profile(local='London',field='physics')
>>>print(user_profile)
{'local':'London','field':'physics'}

形参 **user_info 中的两个星号让Python创建一个名为 user_info 的空字典，并将所有收到的键值对封装到该字典中。

返回值

函数并非总是直接显示输出，相反，它可处理数据并返回一个或一组值。函数返回的值称为返回值。

可使用return语句返回调用函数的代码行。返回值允许将程序的大部分繁重工作移至函数中完成，从而简化主程序。

返回简单值

可将输出完整姓名提取为函数模块，此时主程序仅需两行：

>>>def get_formatted_name(first_name, middle_name, last_name):
>>>""" 返回整洁的姓名 """
>>>	full_name = first_name + ' ' + middle_name + ' ' + last_name
>>>	return full_name.title()

>>>musician = get_formatted_name('john', 'lee', 'hooker')
>>>print(musician)
John Lee Hooker

让实参可选

有时需让实参变为可选，以便使用者仅在必要时提供额外信息。

例如，部分人拥有中间名，部分人无，可给实参 middle_name 指定默认值——空字符串，并将其移至形参列表末尾：

>>>def get_formatted_name(first_name, last_name, middle_name=''):
    """返回整洁姓名"""
>>>	  if middle_name:
>>> 	full_name = first_name + ' ' + middle_name + ' ' + last_name
>>>   else:
>>>		full_name = first_name + ' ' + last_name
>>>   return full_name

返回字典

函数可返回任何类型的值，包括列表和字典等较复杂的数据结构。

>>>def build_person(first_name,last_name):
  """返回包含人物信息的字典"""
>>>   person={'first':first_name,'last':last_name}
>>>   return person

将函数存储在模块中

函数的优点之一是将代码块与主程序分离。可进一步将函数存储在模块中，在主程序中导入该模块。

导入整个模块

模块是扩展名为 .py 的文件，包含需导入到程序中的代码。

import pizza

代码行 import pizza 让Python打开文件 pizza.py，并将其中的所有函数复制到此程序中。调用模块中的函数使用句点法：

module_name.function_name()

导入特定函数

若无需模块中的所有函数，仅需其中某个特定函数：

from module_name import function_name
from module_name import function_name  #导入模块中某几个函数

使用as给函数指定别名

若导入的函数名称可能与程序中现有名称冲突，或函数名过长，可指定简短且独特的别名——函数的另一个名称，类似外号。

from pizza import make_pizza as mp  #将函数make_pizza()重新命名为mp()

使用as给模块指定别名

还可给模块指定别名。这不仅能简化代码，还能让人不再关注模块名，而专注于描述性的函数名。这些函数名明确指出了函数功能，对理解代码而言，它们比模块名更重要。

import module_name as mn

导入模块中的所有函数

from module_name import * 

import 语句中的 * 让Python将模块 pizza 中的每个函数都复制到此程序文件中。由于导入了每个函数，可通过名称调用每个函数，而无需使用句点表示法。

然而，不建议采用这种导入方法：若模块中函数名称与项目中使用的名称相同，可能导致意外结果：Python可能遇到多个同名函数或变量，进而覆盖函数，而非分别导入所有函数。

函数编写指南

1.应给函数指定描述性名称，且仅使用小写字母和下划线

2.每个函数都应包含简要阐述其功能的注释，该注释紧跟在函数定义后面，并采用文档字符串格式

3.给形参指定默认值与使用关键字实参时，等号两边不要有空格

4.若程序或模块包含多个函数，可使用两个空行将相邻函数分开

5.所有 import 语句应放在文件开头，唯一例外情形是，在文件开头使用了注释来描述整个程序

总结

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