本章和下章是本书上半部分最基础也是篇幅最长的内容。越是基础的东西就越难,就像看厨师手艺是看蛋炒饭一样。让我们一起好好努力吧!

第8章:函数

8.1 定义函数

下面是一个打印问候语的简单函数,名为user():
>>> def user():
...     """显示简单的问候语"""
...     print("hello!")
... 
>>> user()
hello!

本例演示了最简单的函数结构。def处的代码行使用关键字def来告诉Python,你要定义一个函数。这是函数定义,向Python指出了函数名,还可能在圆括号内指出函数为完成任务需要什么样的信息。在这里,函数名为user(),它不需要任何信息就能完成工作,因此括号是空的(即便如此,括号也必不可少)。最后,定义以冒号结尾:

紧跟在函数def user():后面的所有缩进行构成了函数体。""""""处的文本是称为文档字符串的注释,描述了函数是做什么的。文档字符串用三引号括起,Python使用他们来生成有关程序中函数的文档。

代码行print("hello!")是函数体内唯一一行代码,因此user只做一项工作:打印hello!。

要使用这个函数,可调用它。函数调用让Python执行函数的代码。要调用函数,可依次指定函数名以及用圆括号括起的必要信息。由于这个函数不需要任何信息,调用它时只需要输入user()即可。和预期一样,它打印hello!:
hello!
8.1.1 向函数传递信息
只需稍作修改,就可让函数user()不仅向用户显示hello!,还将用户的名字作为抬头。为此,可在函数定义def user()的括号内添加username。通过在这里添加username,可让函数接受你给username指定的任何值。现在,这个函数要求你调用它时给username指定一个值。调用user()时,可将一个名字传递给它,如下所示:
>>> def user(username):
...     """显示简单的问候语"""
...     print(f"Hello,{username.title()}!")
... 
>>> user('jesse')

代码user('jesse')调用函数user(),并向它提供执行函数调用print()所需的信息。这个函数接受你传递给它的名字,并向这个人发出问候:
Hello,Jesse!

同样,user('sarah')调用函数user()并向它传递'sarah',从而打印hello,sarah!可根据需要调用函数user()任意次,调用时无论传入什么名字,都将生成相应的输出。

这个部分比较难理解,自己上手一下会比较好懂。按照我们以往的顺序,应该是进入代码后,碰到打印print就直接打出来了。但是在这里我们发现并不会按照顺序打印,而是在我们传递名字后再打印。我理解的意思是,上面的def函数部分其实更像是一个“待启动的程序”,而不是直接执行程序。里面虽然有代码,但是并不会直接执行。需要对函数进行操作后,例如输入user()后,执行这个函数块。

所以逻辑是当输入函数user(‘jesse’)后,里面的代码行开始启动,自然也就把jesse放到下面的打印中了。

8.1.2 实参和形参
前面定义函数user()时,要求给变量username指定一个值。调用这个函数并提供这种信息时,它将打印相应的问候语。

在函数suer()的定义中,变量username是一个形参,即函数完成工作所需的信息。在代码user('Jesse')中,值'jesse'是一个实参,即调用函数时传递给函数的信息。调用函数时,将要让函数使用的信息放在圆括号内。在user('jesse')中,将实参'jesse'传递给函数user(),这个值被赋给了形参username。

注意:大家有时候会形参、实参部分,因此如果你看到有人将函数定义中的变量称之为实参或将函数调用中的变量称之为形参,不要大惊小怪。
(胭惜雨:简单来说,形参就是变量,实参就是值。担心记不住没关系,下面的内容会反复强调的。)
8.2 传递实参
函数定义中可能包含多个形参,因此函数调用中也可能包含多个实参。向函数传递实参的方式很多:可使用位置实参,这要求实参的顺序与形参的顺序相同;也可使用关键字实参,其中每个实参都由变量名和值组成;还可使用列表和字典。

8.2.1 位置实参
调用函数时,Python必须将函数调用的每个实参都关联到函数定义中的一个形参。为此,最简单的关联方式是基于实参的顺序。这种关联方式称为位置实参。

为明白其中的工作原理,来看一个函数。这个函数指出女明星叫什么名字,是哪里人,跟自己什么关系,如下所示:
def girl(name,nationality):
    print(f"{name}是{nationality}.")
    print(f"{name}是我女朋友。")
girl("全孝盛","Korean")

这个函数的定义表明,它需要一个名字和国籍。调用girl()时,需要按顺序提供一个名字和国籍。例如,在刚才的函数调用中,实参'全孝盛'被赋给形参'name',而实参'Korean'被赋给形参'nationality'。在函数体内,使用了这两个形参来显示女友的信息。

输出描述了一个名为全孝盛的女朋友:
全孝盛是korean.
全孝盛是我女朋友。

1.多次调用函数
可以根据需要调用函数任意次。要再描述一个女友,只需要再次调用girl()即可。
def girl(name,nationality):
    print(f"{name}是{nationality}.")
    print(f"{name}是我女朋友。")
girl("全孝盛","korean")
girl("刘亦菲","Chinese")

第二次调用girl()函数时,向它传递了实参'刘亦菲'和'Chinese'。与第一次调用时一样:
全孝盛是korean.
全孝盛是我女朋友。
刘亦菲是Chinese.
刘亦菲是我女朋友。

多次调用函数是一种效率极高的工作方式。只需在函数中编写一次描述女友的代码,然后每当需要描述新女友时,都调用该函数并向它提供新女友的信息。即便描述女友的代码增加到了10行,依然只需要使用一行调用函数的代码,就可以描述一个新女友。

在函数中,可根据需要使用任意数量的位置参数,Python将按顺序将函数调用中的实参关联到函数定义中相应的形参。

2.位置实参的顺序很重要
使用位置实参来调用函数时,如果实参的顺序不正确,结果可能会出乎意料:
def girl(name,nationality):
    print(f"{name}是{nationality}.")
    print(f"{name}是我女朋友。")
girl("Chinese","刘亦菲")

结果:
Chinese是刘亦菲.
Chinese是我女朋友。

如果你得到的结果像上面一样可笑,请确认函数调用中的实参的顺序与函数定义中形参的顺序一致。
8.2.2 关键字实参
关键字实参是传递给函数的名称值对。因为直接在实参中将名称和值关联起来,所以向函数传递实参时不会混淆。关键字实参让你无需考虑函数调用中的实参顺序,还清楚地指出了函数调用中的各个值的用途。
def girl(name,nationality):
    print(f"{name}是{nationality}.")
    print(f"{name}是我女朋友。")
girl(name = "刘亦菲" , nationality = "Chinese")

函数girl()还和之前一样,但调用这个函数时,想Python明确地指出了各个实参对应的形参。看到这个函数调用时,Python知道应该将实参'刘亦菲','Chinese'分别赋给形参'name','nationality'。输出正确无误,指出我有一个名为刘亦菲的中国人女朋友。

关键字实参的顺序无关紧要,因为Python知道各个值该赋给哪个形象。下面的两个函数调用是等效的:
girl("刘亦菲","Chinese")
girl(name = "刘亦菲" , nationality = "Chinese")

注意:使用关键字实参时,务必准确指出函数定义中的形参名。
8.2.3 默认值
编写函数时,可给每个形参指定默认值。在调用函数中给形参提供了一个实参时,Python将使用指定的实参值;否则,将使用形参的默认值。因此,给形参指定默认值后,可在函数调用中省略相应的实参。使用默认值可简化函数调用,还可清楚地指出函数的典型用法。

例如,如果你发现调用girl()时,描述的是韩国女友,就可以将形参nationality的默认值设置为“korean”。这样调用girl()来描述女朋友时,就可不提供这种信息:
def girl(name,nationality = "Korean"):
    print(f"{name}是{nationality}.")
    print(f"{name}是我女朋友。")
girl(name = "朴孝敏" )

这里修改了函数girl()的定义,在其中给形参nationality指定了默认值"Korean"。这样,调用函数时,如果没有给nationality指定值,Python就将把这个形参设置为“Korean”:
朴孝敏是Korean.
朴孝敏是我女朋友。

请注意,虽然函数调用中只包含了一个实参——女友名字。然而Python依然将这个实参视为位置实参,因此如果函数调用中只包含女友的名字,这个实参将关联到函数定义的第一个形参。这就需要将name放在形参列表开头的原因。

现在,使用这个函数的最简单方式是在函数调用中只提供女友的名字:
girl("朴孝敏" )

这个函数调用的输出与前一个示例相同。只提供了一个实参'朴孝敏',这个实参将关联到函数定义中的第一个形参name。由于没有给nationality提供实参,Python将使用默认值'Korean'。

如果要描述的女友不是韩国人,可使用类似于下面的函数调用:
girl(name = "刘亦菲" , nationality = "Chinese" )

由于显式地给nationality提供了实参,Python将忽略这个形参的默认值。

注意:使用默认值时,必须先给形参列表中列出没有默认值的形参,再列出有默认值的实参。这让Python依然能够正确地解读位置实参。
8.2.4 等效的函数调用
鉴于可混合使用位置实参、关键字实参和默认值,通常有多种等效的函数调用方式。请看下面对函数girl()的定义,其中给一个形参提供了默认值:
def girl(name,nationality = "Korean"):

基于这种定义,在任何情况下都必须给name提供实参。指定该实参时刻采用位置方式,也可以采用关键字方式。如果要描述的不是韩国人,还必须在函数调用中给nationality提供实参。同样,指定该实参时可以采用位置方式,也可采用关键字方式。

下面对这个函数的所有调用都可行:
#名为刘亦菲的女朋友
girl("刘亦菲")
girl(name = "刘亦菲")

#名为朴孝敏的韩国人女朋友
girl("朴孝敏","Korean")
girl(name = "朴孝敏" , nationality = "Korean")
girl(nationality = "Korean" , name = "朴孝敏"  )

这些函数调用的输出与前面的示例相同。

注意:使用哪种调用方式无关紧要,只要函数调用能生成你期望的输出就行。使用对你来说最容易理解的调用方式即可。
8.2.5 避免实参错误
等你开始使用函数后,如果遇到实参不匹配错误,不要大惊小怪。你提供的实参多于或少于函数完成工作所需的信息时,将出现实参不匹配错误。例如,如果调用函数girl()时没有指定任何实参,结果将如何呢?
def girl(name,nationality = "Korean"):
    print(f"{name}是{nationality}.")
    print(f"{name}是我女朋友。")
girl()

Python发现该函数调用缺少必要的信息,traceback指出了这一点:
TypeError: girl() missing 1 required positional argument: 'name'

在此处,traceback指出了问题出在什么地方,让我们能够回过头去找出函数调用的错误。同时,还指出了导致问题的函数调用。最后,traceback指出了该函数调用少了一个实参,并指出了相应形参的名称。如果这个函数存储在一个独立的文件中,我们也许无须打开这个文件并查看函数的代码,就能重新正确地编写函数调用。

Python读取函数的代码并指出需要为哪些形参提供实参,这提供了极大的帮助。这也是应该给变量和函数指定描述性名称的另一个原因:如果这样做了,那么无论对于你,还是可能使用你编写的代码的其他任何人来说,Python提供的错误消息都将更帮助。

如果提供的实参太多,将出现类似的traceback,帮助你确保函数调用和函数定义匹配。
8.3 返回值
函数并非总是直接显示输出,它还可以处理一些数据,并返回一个或一组值。函数返回的值称为返回值。在函数中,可使用return语句将值返回到调用函数的代码行。返回值让你能够将程序的大部分繁重工作移到函数中取完成,从而简化主程序.

8.3.1 返回简单值
下面来看一个函数,它接受名和姓并返回整洁的姓名:
def name(first,last):
    full = f"{first} {last}"
    return full.title()
new_name = name("liu","yifei")
print(new_name)

函数girl()的定义通过形参接受姓和命。它将姓和名合而为一,在中间增加空格,并将结果赋给变量full。然后将full的值转化为首字母大写格式,并将结果返回到函数调用行。

调用返回值的函数时,需要提供一个变量,以便将返回的值赋给它。在这里的将返回值赋给了变量new_name。输出为整洁的姓名:
Liu Yifei

原本只需编写一下的代码就可输出整洁的姓名,相比于此,前面做的工作好像太多了:
print("Liu Yifei")

但在需要分别存储大量名和姓的大型程序中,想name()这样的函数非常有用。可以分别存储名和姓,每当需要显示姓名时都调用这个函数。
8.3.2 让实参变成可选的
有时候,需要让实参变成可选的,这样使用函数的人就能只在必要时提供额外的信息。可使用默认值来让实参变成可选的。

例如,假设要扩展函数girl(),使其记录年龄。为此,可将其修改成类似于下面这样:
def girl(name,age,nationality):
    full = f"我女朋友叫{name},今年{age}岁,是{nationality}"
    return full.title()
shuchu = girl("jun Hyo-Seong","32","korean")
print(shuchu)

只要同时提供名字、年龄、国籍,这个函数就能正确运行。它根据这三部分创建一个字符串,在是当的地方加上空格,并将结果转换为首字母大写格式:
我女朋友叫Jun Hyo-Seong,今年32岁,是Korean

并非所有人都愿意告诉别人自己的年龄,但如果调用这个函数时只提供了名字和国籍,它将不能正确运行。为了让年龄变成可选的,可将参数age指定一个空的默认值,并在用户没有提供年龄时不使用这个形参。为让girl()在没有提供年龄时依然可行,可将形参age的默认值设置为空字符串,并将其移到形参列表的末位:
def girl(name,nationality,age = ""):
    full = f"我女朋友叫{name},{age},是{nationality}"
    return full.title()
quanxiaosheng = girl("jun Hyo-Seong","32岁","korean")
pdef girl(name,nationality,age = ""):
    if age:
        full = f"我女朋友叫{name},今年{age}岁,是{nationality}。"
    else:
        full = f"我女朋友叫{name},是{nationality}"
    return full.title()

quanxiaosheng = girl("jun Hyo-Seong","korean","32")
print(quanxiaosheng)

piaozhiyan = girl("park Ji Yeon","korean")
print(piaozhiyan)
在本例中,函数是根据三个可能提供的部分创建的。因为年龄是可选性,因此在函数定义中最后列出该形参,并将其默认值设置为空字符串。

在函数体中,检查是否提供年龄。Python将非空字符串解读为true,因此如果函数调用中提供了年龄,if age 将为true。再根据判断结果,分别进入不同代码行,再将其首字母大写格式。并返回函数调用行。在函数调用航,将返回的值赋给变量quanxiaosheng和piaozhiyan,然后这个变量的值被打印出来。

调用这个函数时,如果只想指定姓名和国籍,调用起来将非常简单。如果还要指定年龄,就必须确保它是最后一个实参,这样Python才能正确地将位置实参关联到形参。

这个修改后的版本不仅适用于愿意提供年龄的女孩子,还适用于不愿意提供年龄的女孩子:
我女朋友叫Jun Hyo-Seong,今年32岁,是Korean。
我女朋友叫Park Ji Yeon,是Korean

可选值让函数能够处理各种不同的情形,同时确保函数调用尽可能简单。

这里一定要注意,如果你的代码中不需要返回值,就不需要将通过变量来赋值。用最简单的方式就好。否则就会报错。

8.3.3 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。例如,下面的函数接受女友的相关信息,并返回一个表示人的字典:
def girl(name,age):
    wife = {'new_name':name,'new_age':age}
    return wife
mywife = girl('全孝盛','32岁')
print(mywife)

函数giel()接受姓名和年龄,并将这些值放到字典中。存储name时,使用的键为new_name,而存储age的时候,使用的键为new_age。在return处返回表示人的整个字典。最后打印整个返回的值,此时原来的两项文本信息存储在一个字典中:
{'new_name': '全孝盛', 'new_age': '32岁'}

这个函数接受简单的文本信息,并将其放在一个更合适的数据结构中,让你不仅能打印这些信息,还能以其他方式处理它们。当前,字符串'全孝盛'和'32岁'被标记为姓名和年龄。你可以轻松地扩展这个函数,使其接受可选值,如国籍或其他任何要存储的信息。例如,下面的修改能让你存储国籍:
def girl(name,age,nationality = None):
    wife = {'new_name':name,'new_age':age}
    if nationality:
        wife['nationality'] = nationality.title()
    return wife
mywife = girl('全孝盛','32岁',nationality = 'Korea')
print(mywife)

在函数定义中,新增了一个可选形参nationality,并将其默认值设置为特殊值None(表示变量没有值)。可将None视为占位值。在条件测试中,None相当于False。如果函数调用中包含形参age的值,这个值将被存储到字典中。在任何情况下,这个参数都会存储姓名和年龄,但可进行修改,使其同时存储有关人的其他信息。
8.3.4 结合使用函数和while循环
可将函数同本书前面介绍的任何Python结构结合起来使用。例如,下面将结合使用函数和while循环,以更正式的方式问候用户。下面尝试使用姓和名跟用户打招呼:
def name(first,last):
    full = f"{first}{last}"
    return full
while True:
    print("\n请输入您的名字:")
    f_name = input("您的姓:")
    l_name = input("您的名:")

    new_name = name(f_name,l_name)
    print(f"\n欢迎{new_name}加入后宫团!")

在本例中,使用过的是name()的简单版本。while循环让用户输入姓名:一次提示用户输入姓和名。

但这个while循环存在一个问题:没有定义退出条件。请用户提供一系列输入时,盖在上面地方提供退出途径呢?要让用户能够尽可能容易地退出,因此每次提示用户输入时,都应提供退出途径。每次提示用户输入时,都是用break语句提供退出循环的简单途径:
def name(first,last):
    full = f"{first}{last}"
    return full
while True:
    print("\n请输入您的名字:")
    print("(输入'q'退出本程序)")
    f_name = input("您的姓:")
    if f_name == "q":
        break
    l_name = input("您的名:")
    if l_name == "q":
        break

    new_name = name(f_name,l_name)
    print(f"\n欢迎{new_name}加入后宫团!")

我们添加了一条消息告诉用户如何退出,然后在每次提示用户输入时,都检查他输入的是否是退出值。如果是,就退出循环。现在,这个程序将不断地问候,直到用户输入的姓或名为"q":
请输入您的名字:
(输入'q'退出本程序)
您的姓:全
您的名:孝盛

恭喜加入全孝盛加入后宫团!

请输入您的名字:
(输入'q'退出本程序)
您的姓:q

进程已结束,退出代码0
8.4 传递列表
你经常会发现,向函数传递列表很有用,其中包含的可能是名字、数或更复杂的对象(如字典)。将列表传递给函数后,函数就能直接访问其内容。下面使用函数来提高处理列表的效率。

假设有一个用户列表后,我们要问候其中的每位用户。下面的示例将包括名字的列表传递给一个叫users()的函数,这个函数问候列表中的每个人:
def user(names):
    """向列表中的每位用户发出简单的问候。"""
    for name in names:
        msg = f"您好呀~{name}!"
        print(msg)
usernames = ['全孝盛','刘亦菲','新垣结衣']
user(usernames)

我们将user()定义为一个接受一个名字列表,并将其复制给形参names。这个函数遍历收到的列表,并对其中的每位用户打印一条问候语。usernames处定义了一个用户列表,然后调用user()并将该列表传递给它:
您好呀~全孝盛!
您好呀~刘亦菲!
您好呀~新垣结衣!

输出完全符合预期。每位用户都看到了一条个性化的问候语。每当需要问候一组用户时,都可调用这个函数。
8.4.1 在函数中修改列表
将列表传递给函数后,函数就可对其进行修改。在函数中对这个列表所做的任何修改都是永久性的,这让你能够高效地处理大量数据。

来看一家为用户提交的设计制作3D打印模型的公司。需要打印的设计存储在一个列表中,打印后将移到另外一个列表中。下面是在不适用函数的情况下模拟这个过程的代码:
xuqiu = []
wanshi = []
while True:
    sheji = input("输入设计:(输入'q'结束提交)")
    if sheji == "q":
        break
    else:
        xuqiu.append(sheji)
print(f"您本次输入的设计模型为{xuqiu}")

while len(xuqiu) != 0:
    zuowanle = xuqiu.pop()
    wanshi.append(zuowanle)
print(f"已打印模型为{wanshi}")

(胭惜雨:本代码由本人自由编写,原理与书中一致)
这个程序首先创建两个空列表,其中一个为待输入的设计列表,以及另外一个空列表用来存放已打印完的设计。

只要xuqiu中海油设计,第二个while循环就模拟打印过程:从该列表末位删除一个设计,将其赋给变量zuowanle,然后将该设计加入列表wanshi中。循环结束后,显示已打印的所有设计:
输入设计:(输入'q'结束提交)充气娃娃
输入设计:(输入'q'结束提交)摩天大楼
输入设计:(输入'q'结束提交)十里春风不如葱油饼
输入设计:(输入'q'结束提交)q
您本次输入的设计模型为['充气娃娃', '摩天大楼', '十里春风不如葱油饼']
已打印模型为['十里春风不如葱油饼', '摩天大楼', '充气娃娃']

为重新组织这些代码,可编写两个函数,每个都做一件具体的工作。大部分代码与原来相同,只是效率更高。第一个函数负责处理打印设计的工作的,第二个概述了打印了那些设计:
①def print_models(unprinted_designs,completed_models):
    """
    模拟打印每个设计,直到没有未打印的设计为止。
    打印每个设计后,都将其移到列表completed_models中
    """
    while unprinted_designs:
        current_design = unprinted_designs.pop()
        print(f"当前正在打印的模型:{current_design}")
        completed_models.append(current_design)

②def show_completed_models(completed_models):
    """显示打印好的所有模型"""
    print("\n已经打印好的模型有:")
    for  competed_model in completed_models:
        print(competed_model)

unprinted_designs = ['phone case','robot pendant','dodecahedron']
completed_models= []

print_models(unprinted_designs,completed_models)
show_completed_models(completed_models)

①处定义了函数print_models(),它包含两个形参:一个需要打印的设计列表和一个打印好的模型列表。给定这两个列表,该函数模型打印每个设计的过程:将设计逐个从未打印的设计列表中取出,并加入打印好的模型列表中。②处定义了函数show_completed_models(),它包含一个星灿明:打印好的模型列表。给定这个列表,函数show_completed_models()显示打印出来的每个模型的名称。

这个程序的输出与未使用函数的版本相同,但组织更为有序。完成大部分工作的代码都移到了两个函数中,让主程序更容易理解。只要看看主程序,就会发现这个程序的功能清晰得多:
unprinted_designs = ['phone case','robot pendant','dodecahedron']
completed_models= []

print_models(unprinted_designs,completed_models)
show_completed_models(completed_models)

我们创建了一个未打印的设计列表,还创建了一个空列表,用于存储打印好的模型。接下来由于已经定义了两个函数,只需调用它们并传入正确的实参即可。我们调用print_models()并向它传递两个列表。像预期一样,print_models()模拟打印设计的过程。接下来,调用show_completed_models(),并将打印好的模型列表传递给它,让其能够指出打印了哪些模型。描述性的函数名让别人阅读这些代码时也能明白,尽管没有任何注释。

相比于没有使用函数的版本,这个程序更容易扩展和维护。如果以后需要打印其他设计,只需再次调用print_models()即可。如果发现需要对打印代码进行修改,只需修改这些代码一次,就能影响所有调用该函数的地方。与必须分别修改程序的多个地方相比,这种修改的效率更高。

该程序还演示了这样一种理念:每个函数都应只负责一项具体的工作。第一个函数打印两个设计,第二个显示打印好的模型。这优于使用一个函数来完成这两项工作。编写函数时,如果发现它执行的人物太多,请尝试将这些代码划分到两个函数中。别忘了,总是可以在一个函数的调用另一个函数,这有助于将复杂的人物划分成一系列步骤。

这块代码比较复杂,我特地用了原文代码。比较绕的部分就是将两个列表放到了代码的最后,同时把列表内的元素作为实参传递给形参。等于是用了列表、循环、函数三个部分的知识。

如果不是太理解的话,建议自己手打一遍。个人经验来看,看十分钟都不如自己手打一遍来的效果好。

8.4.2 禁止函数修改列表
有时候,需要禁止函数修改列表。例如,假设像前一个示例那样,你有一个未打印的设计列表,并编写了一个函数将这些设计移到打印好的模型列表中。你可能会做这样的决定:即便打印好了所有设计,也要保留原来的未打印的设计列表,以供备案。但由于你将所有的设计都移出了unprinted_designs,这个列表变成了空的,原来的列表没有了。为解决这个问题,可想函数传递列表的副本而非元件。这样,函数所做的任何修改都只影响副本,而原件丝毫不受影响。

要将列表的副本传递个函数,可以像下面这样做:
function_name(list_name[:])

切片表示法[:]创建列表的副本。在printing_models中,如果不想清空未打印的设计列表,可像下面这样调用print_models():
print_models(unprinted_designs[:],completed_models)

这样函数print_models()依然能够完成工作,因为它获得了所有未打印的设计的名称,但使用的是列表unprinted_designs的副本,而不是列表unprinted_designs本身。像以前一样,列表completed_models也将包含打印好的模型的名称,但函数所做的修改不会影响到列表unprinted_designs。

虽然向函数传递列表的副本可保留原始列表的内容,但除非有冲分的理由,否则还是应该将原始列表传递给函数。这是因为让函数使用线程的列表可避免花时间和内存创建副本,从而提高效率,在处理大型列表时尤其如此。
8.5 传递任意数量的实参
有时候,预先不知道函数需要接受多少个实参,好在Python允许函数从调用语句中收集任意数量的实参。

例如,来看一个女朋友的函数,它可以接受很多女朋友,但无法预先知道渣男到底有多少个女朋友。下面的函数只有一个形参girl,但不管调用语句提供了多少个实参,这个形参会将它们统统收入囊中:
def mygirlfriend(*girl):
    """打印所有女朋友名字"""
    print(girl)
mygirlfriend('刘亦菲','新垣结衣','全孝盛')
mygirlfriend('朴孝敏')

形参名*girl中的型号让Python创建了一个名为girl的空元组,并将收到的所有值都封装到这个元组中。函数体内的函数调用print()通过生成输出,证明Python能够处理使用一个值来调用函数的情形,也能处理使用三个值来调用函数的情形。它以类似的方式处理不同的调用。注意,Python将实参封装到一个元组中,即便函数只收到一个值:
('刘亦菲', '新垣结衣', '全孝盛')
('朴孝敏',)

现在,可以将函数调用print()替换为一个循环,遍历女友列表并进行描述:
def mygirlfriend(*girl):
    """描述新交往的女朋友名字"""
    print("今年新交往的女朋友有:")
    for g in girl:
        print(g)
mygirlfriend('刘亦菲','新垣结衣','全孝盛')
mygirlfriend('朴孝敏')

不管收到一个值还是三个值,这个函数都能妥善处理:
今年新交往的女朋友有:
刘亦菲
新垣结衣
全孝盛
今年新交往的女朋友有:
朴孝敏

不管函数收到的实参是多少个,这个语法都管用。
8.5.1 结合使用位置实参和任意数量实参
如果要让函数接受不同类型的实参,必须在函数定义中接纳任意数量实参的形参放在最后。Python先匹配位置实参和关键字实参,再将余下的实参都收集到最后一个形参中。

例如,如果前面的函数还需要一个表示罩杯的形参,必须将其放在形参*girl的前面:
def mygirlfriend(cup , *girl):
    """描述新交往的女朋友名字"""
    print("今年新交往的女朋友有:")
    for g in girl:
        print(f"{cup}的{g}")
mygirlfriend('D Cup', '全孝盛')
mygirlfriend('C Cup', '朴孝敏')

基于上述函数定义,Python将受到的第一个值赋给形参cup,并将其他所有值都存储在于元组girl中。在函数调用中,首先指定罩杯尺寸的实参,再根据需要指定任意数量的姓名。

现在,每位女友的信息都有了罩杯和姓名,而且这些信息按正确的顺序打印出来了——首先是罩杯,然后是姓名:
今年新交往的女朋友有:
D Cup的全孝盛
今年新交往的女朋友有:
C Cup的朴孝敏

注意:你经常会看到通用形参名*args,它也收集任意数量的位置实参。
8.5.2 使用任意数量的关键字实参
有时候,需要接受任意数量的实参,但预先不知道传递给函数的会是什么样的信息。在这种情况下,可将函数编写成能够接受任意数量的键值对——调用语句提供了多少就接受多少。一个这样的示例是创建用户简介:你知道将受到有关用户的信息,但不确定会是什么样的信息。在下面的示例中,函数name()接受姓和名,还接受任意数量的关键字实参:
def name(first,last,**user_info):
    """创建一个字典,其中包含我们知道的有关用户的一切"""
    user_info['first'] = first
    user_info['last'] = last
    return user_info

user = name('刘','亦菲',demaxiya = '别问我是谁,我的名字叫王大锤')
print(user)

函数name()的定义要求提供姓和名,同时允许根据需要提供任意数量的名称值对。形参**user_info中的两个星号让Python创建一个名为user_info的空字典,并将收到的所有名称值对都放到这个字典中。在这个函数中,可以像访问其他字典那样访问user_Info中的名称值对。

在name()的函数体内,将姓和名加入字典user_info中,因为总是会从用户那里收到这两项信息,而这两项信息没有放到这个字典里。接下来,将字典user_info返回到函数调用行。

我们调用name(),向它传递姓(全)、名(孝盛)和两个键值对('德玛西亚' = 'yoyoyo' 和 'dota2' = '天下无敌!'),并将返回的user_info赋给变量user,再打印该变量:
{'德玛西亚': 'yoyoyo', 'dota2': '天下无敌!', 'first': '全', 'last': '孝盛'}

在这里,返回的字典包含用户的姓和名,还有其他奇怪的数据。调用这个函数时,不管额外提供多少个键值对,它都能正确地处理。

编写函数时,能以各种方式混合使用位置实参、关键字实参和任意数量的实参。知道这些实参类型大有裨益,因为阅读别人编写的代码时经常会看到它们。要正确地使用这些类型的实参并知道其使用时机,需要经过一定的联系。就目前而言,牢记使用最简单的方式来完成任务就好了。继续往下阅读,你就会知道在各种情况下哪种方法的效率最高。

注意:你经常会看到形参名**kwargs,它用于手机任意数量的关键字实参。
8.6 将函数存储在模块中
使用函数的优点之一是可将代码块与主程序分离。通过给函数指定描述性名称,可让主程序容易理解得多。你还可以更进一步,将函数存储在称之为模块的独立文件中,再将模块导入到主程序中。import语句允许在当前运行的程序文件中使用模块中的代码。

通过函数存储在独立的文件中,可隐藏程序代码的细节,将重点放在程序的高层逻辑上。这还能让你在众多不同的程序中重用函数。将函数存储在独立文件中后,可与其他程序员共享这些文件而不是整个程序。知道如何导入函数还能让你使用其他程序员编写的函数库。

导入模块的方法有很多,下面对每种进行简要的介绍。
8.6.1 导入整个模块
要让函数是可导入的,得先创建模块。模块是扩展名为.py的文件,包含要导入到程序中的代码。下面来创建一个包含girl()的模块,为此,将文件girl.py中除函数girl()之外的其他代码删除:
def girl(name,cup):
    print(f"我的女朋友是{cup}的{name}!")

接下来,在girl.py所在的目录中创建一个名为wife.py的文件。这个文件导入创建的模块,再调用girl()两次:
import girl
girl.girl('朴孝敏','C cup')
girl.girl('全孝盛','D cup')

Python读取这个文件时,代码行import girl让Python打开文件girl.py,并将其中的所有函数都复制到这个程序中。你看不到复制的代码,因为在这个程序即将运行时,Python在幕后复制了这些代码。你只需知道,在wife.py中,可使用girl.py中定义的所有函数。

要调用被导入模块中的函数,可指定被导入的模块的名称girl和函数名girl(),并用句点分隔。这些代码的输出与没有导入模块的原始程序相同:
我的女朋友是C cup的朴孝敏!
我的女朋友是D cup的全孝盛!
8.6.2 导入特定的函数
还可以导入模块中的特定函数,这种导入方法的语法如下:
from module_name import function_name

通过用逗号分隔函数名,可根据需要从模块中导入任意数量的函数:
from  module_name import function_0, function_1,function_2

对于前面的girl.py示例,如果只想导入想要的函数,代码将类似于下面这样:
from girl import girl
girl('朴孝敏','C cup')
girl('全孝盛','D cup')

使用这种语法时,调用函数时无需使用句点(胭惜雨:用了就会报错)。由于在import中语句中显式地导入了函数girl(),调用时只需指定其名称即可。
8.6.3 使用as给函数指定别名
如果要导入函数的名称可能与程序中现有的名称冲突,或者函数的名称太长,可指定简短而独一无二的别名:函数的另外一个名称,类似于外号。要给函数取这种特殊外号,需要在导入它时指定。

下面给函数girl()指定了别名gl()。这是在import语句中使用girl asgl实现的,关键字as将函数重命名为指定的别名:
from girl import girl as gl
gl('朴孝敏','C cup')
gl('全孝盛','D cup')

上述import语句将函数girl()重命名为gl()。在这个程序中,每当需要调用girl()时,都可简写成gl().python将运行girl()中的代码,避免与这个程序可能包含的函数girl()混淆。

指定别名的通用语法如下:
from module_name import function_name as fn

翻译:from 文件名 import 模块名 as 别名

8.6.4 使用as 给模块指定别名
还可以给模块指定别名。通过给模块指定简短的别名,让你能够更轻松地调用模块中的函数。相比于girl.girl(),g.girl()更为简洁:
import girl as g
g.girl('朴孝敏','C cup')
g.girl('全孝盛','D cup')

上述import语句给模块girl指定了别名g,但该模块中所有函数的名称都没变。要调用函数girl(),可编写代码g.girl()而非girl.girl()。这样不仅代码更简洁,还让你不用再关注模块名,只专注于描述性的函数名。这些函数名明确指出了函数的功能,对于理解代码而言,比模块名更重要。

给模块指定别名的通用语法如下:
import module_name as mn
8.6.5 导入模块中的所有函数
使用星号(*)运算符可让Python导入模块中的所有函数:
from girl import *
girl('朴孝敏','C cup')
girl('全孝盛','D cup')

import语句中的星号让Python将模块girl中的每个函数都复制到这个程序文件中。由于导入了每个函数,可通过名称来调用函数,而无需使用句点表示法。然而,使用并非自己编写的大型模块时,最好不要采用这种导入方法。这是因为如果模块中有函数的名称与当前项目中使用的名称相同,可能导致意想不到的结果:Python可能遇到多个名称相同的函数或变量,进而覆盖函数,而不是分别导入所有函数。

最佳的做法是,要么只导入需要使用的函数,要么导入整个模块并使用句点表示法。这让代码更清晰,更容易阅读和理解。这里之所以介绍这种导入方法,只是让你在阅读别人编写的代码时,能够理解类似于下面的import语句:
from module_name import*
8.7 函数编写指南
编写函数时,需要牢记几个细节。应该函数指定描述性名称,且只在其中使用小写字母和下划线。描述性名称可帮助你和别人明白代码想要做什么。给模块命名时也应遵循上述约定。

每个函数都应包含简要地阐述其功能的注释。该注释应紧跟在函数定义后面,并采用文档字符串格式。文档良好的函数让其他程序员只需阅读文档字符串的描述就能够使用它。他们完全可以相信代码如描述那样运行,并且只要知道函数的名称、需要的实参以及返回值的类型,就能在自己的程序中使用它。

给形参指定默认值时,等号两边不要有空格:
def function_name(parameter_0,parameter_1='default value')

对于函数调用中的关键字实参,也应遵循这种约定:
function_name(value_0,prarameter_1='value')

PEP8 建议代码行的长度不要超过79字符,这样只要编辑器窗口适中,就能看到证行代码。如果形参很多,导致函数定义的长度超过79字符,可在函数定义中输入左括号后按回车键,并在下一行按两次Tab键,从而将形参列表和之所进一层的函数体区分开来。

大多数编辑器会自动对齐后续参数列表行,使其缩进程度与你给第一个参数列表行指定的缩进程度相同:
def function_name(
    parameter_0, parameter_1, parameter_2,
    parameter_3, parameter_4, parameter_5,
):
    function body...

如果程序或模块包含多个函数,可使用两个空行将相邻的函数分开,这样更容易知道前一个函数在什么地方结束,下一个函数从什么地方开始。

所有import语句都应放在文件开头。唯一例外的情形是,在文件开头使用了注释来描述整个程序。

如果你不幸看到这里,恭喜你已经进入可以昏迷的状态,现在洗洗睡正好。

下一章内容也依然恐怖,“类”啊,泪。

希望大家继续努力~

拜了个拜。

胭惜雨

2021年02月08日

此站点使用Akismet来减少垃圾评论。了解我们如何处理您的评论数据