朱廣蔚 ·Python 中的函數
函數是具有某種特定功能的代碼塊，可以重復使用。在前面的學習中你已經認識到了很多 Python 的內置函數。這節課我們就來創建我們自己的函數：
1. 重復性的代碼
1.1 什么是重復性的代碼
在處理功能相似的邏輯時，會出現結構雷同的代碼，例如：有兩個列表，編寫程序分別打印這兩個列表，代碼如下：
a = [1, 2, 3]
b = [10, 20, 30]
# 打印輸出列表 a 的相關信息
print('length of list is %d' % len(a))
i = 0
while i < len(a):
print(a[i])
i = i + 1
# 打印輸出列表 b 的相關信息
print('length of list is %d' % len(b))
i = 0
while i < len(b):
print(b[i])
i = i + 1
- 在第 1 行，列表 a 包含 3 個元素，現在希望打印輸出列表 a
- 在第 2 行，列表 b 包含 3 個元素，現在希望打印輸出列表 b
- 在第 4 行至第 9 行，使用 while 循環打印輸出列表 a
- 在第 11 行至第 16 行，使用 while 循環打印輸出列表 b
很顯然，打印列表 a 的代碼與打印列表 b 的代碼非常相似，這兩段代碼被稱為重復性的代碼。
1.2 可維護性差
代碼的重復性導致程序的可維護性差，當需要修改處理邏輯時，則需要在多處進行修改。
上面的例子程序輸出結果為：
length of list is 3
1
2
3
length of list is 3
10
20
30
現在希望調整程序的輸出結果，輸出列表元素時，同時輸出元素的下標，如下所示：
length of list is 3
list[0] = 1
list[1] = 2
list[2] = 3
length of list is 3
list[0] = 10
list[1] = 20
list[2] = 30
為了實現這樣的需求變更，需要修改原有的程序，如下所示：
a = [1, 2, 3]
b = [10, 20, 30]
# 打印輸出列表 a 的相關信息
print('length of list is %d' % len(a))
i = 0
while i < len(a):
print('list[%d] = %d' % (i, a[i])) # 修改此行
i = i + 1
# 打印輸出列表 b 的相關信息
print('length of list is %d' % len(b))
i = 0
while i < len(b):
print('list[%d] = %d' % (i, b[i])) # 修改此行
i = i + 1
- 在第 8 行，修改原有的 print (a [i]) 語句
- 在第 15 行，修改原有的 print (b [i]) 語句
可以看出，當打印輸出列表的功能需求變化時，則需要在多處進行修改。
2. 函數的定義
函數是可重復使用的，用來實現單一功能的代碼段。 使用函數描述程序中功能相似的代碼段，從而消除代碼的重復性。函數定義的語法如下：
def 函數名（參數列表）:
函數體
定義一個函數時使用 def 語句，依次寫出函數名、參數列表和冒號，然后，在縮進塊中編寫函數體。一個打印兩個數之間的最大值的例子如下:
def max(a, b):
if a > b:
print(a)
else:
print(b)
max(1, 2)
max(20, 10)
運行該程序，輸出如下：
2
20
- 在第 1 行，使用 def 關鍵字定義函數 max，函數 max 有兩個參數 a 和 b
- 在第 2 行到第 5 行，定義了函數體，使用 if 語句打印參數 a 和 b 之間的較大者
- 在第 7 行，max (1, 2) 調用函數 max，將參數 a 設定為 1、參數 b 設定為 2，執行第 2 行到第 5 行的函數體，執行輸出結果為 2
- 在第 8 行，max (20, 10) 調用函數 max，將參數 a 設定為 20、參數 b 設定為 10，執行第 2 行到第 5 行的函數體，執行輸出結果為 20
3. 消除重復性的代碼
3.1 消除重復性的代碼
在第 1 小節的例子中，編寫程序分別打印兩個列表，程序使用了兩段重復性代碼實現打印兩個列表。通過使用函數，可以消除程序中重復性的代碼，如下所示：
# 打印輸出列表 x 的相關信息
def print_list(x):
print('length of list is %d' % len(x))
i = 0
while i < len(x):
print(x[i])
i = i + 1
a = [1, 2, 3]
b = [10, 20, 30]
print_list(a)
print_list(b)
- 在第 2 行，使用 def 關鍵字定義函數 print_list，函數 print_list 有一個參數 x
- 在第 3 行到第 7 行，定義了函數體，參數 x 表示一個列表，函數功能是打印參數 x 對應的列表
- 在第 9 行，列表 a 包含 3 個元素，現在希望打印輸出列表 a
- 在第 10 行，列表 b 包含 3 個元素，現在希望打印輸出列表 b
- 在第 12 行，print_list (a) 調用函數 print_list，將參數 x 設定為 a，打印列表 a
- 在第 13 行，print_list (b) 調用函數 print_list，將參數 x 設定為 b，打印列表 b
3.2 提高可維護性
上面的例子程序輸出結果為：
length of list is 3
1
2
3
length of list is 3
10
20
30
現在希望調整程序的輸出結果，輸出列表元素時，同時輸出元素的下標，如下所示：
length of list is 3
list[0] = 1
list[1] = 2
list[2] = 3
length of list is 3
list[0] = 10
list[1] = 20
list[2] = 30
為了實現這樣的需求變更，需要修改原有的程序，如下所示：
# 打印輸出列表 x 的相關信息
def print_list(x):
print('length of list is %d' % len(x))
i = 0
while i < len(x):
print('list[%d] = %d' % (i, x[i])) # 修改此行
i = i + 1
a = [1, 2, 3]
b = [10, 20, 30]
print_list(a)
print_list(b)
- 在第 3 行，修改原有的 print (x [i]) 語句。
函數 print_list 定義了打印列表的功能邏輯，因此當打印列表的功能需求變化時，只需要在函數的定義處進行修改即可，不需要在多處進行修改，從而提高了程序的可維護性。
4. 函數的返回
4.1 return 語句
Python 提供了 return 語句用于從函數中返回，當程序執行到 return 語句時，程序從函數中返回到調用函數的地方，舉例如下：
def test():
print('Before return')
return
print('After return') # 這條語句不會被執行
print('Before test')
test()
print('After test')
程序運行時，輸出如下：
Before test
Before return
After test
從程序的輸出可以看出，程序中的第 4 行代碼 print (‘After return’) 沒有被執行，當程序執行第 3 行的 return 語句時，會終止函數的執行，返回調用函數的地方。
return 語句有兩個常見的用途：
- 提前退出函數
- 向函數的調用者返回值
4.2 提前退出函數
通常情況下，函數執行到最后一條語句時退出函數的執行，但某些情況下，可以通過 return 語句提前退出函數。例如，編寫一個函數 check，根據性別和年齡進行處理，該函數僅處理 age > 50 的男性，忽略女性和年輕人，處理的代碼如下：
def check(gender, age):
if gender == 'female':
return
if age < 50:
return
print('We only process old man')
print(gender)
print(age)
- 在第 1 行，定義了函數 check，具有兩個參數 gender 和 age
- 在第 2 行，檢查 gender 是否等于 ‘female’
- 在第 3 行，如果是的，則忽略，通過 return 語句提前返回
- 在第 2 行，檢查 age 是否小于 50
- 在第 3 行，如果是的，則忽略，通過 return 語句提前返回
- 在第 7 行到第 9 行，對 age > 50 的男性進行處理
4.3 函數的返回值
return 語句可以攜帶參數，該參數作為函數的計算結果返回給調用者，語法如下：
return 返回值
下面編寫一個程序計算從 1 到 N 的累加和，代碼如下：
def compute(N):
sum = 0
i = 1
while i <= N:
sum = sum + i
i = i + 1
return sum
sum = compute(100)
print(sum)
- 在第 1 行，定義函數 compute (n)，函數計算從 1 到 N 的累加和
- 在第 2 行到第 6 行，函數計算從 1 到 N 的累加和，將累加和保存到變量 sum 中
- 在第 7 行，通過 return 語句將計算結果返回給調用者
- 在第 9 行，調用函數 compute (100) 計算從 1 累加到 100，將 compute 函數的返回結果保存到變量 sum 中
- 在第 10 行，打印計算結果，計算結果為 5050
5. 小結
這節課我們主要學習了什么是函數，以及在 Python 中函數如何定義，和函數的返回值等一些函數的基本內容，大家要多多練習本節課中的代碼。函數在 Python 編程中是非常重要的一個知識點，學好了函數的使用會讓你在工作中事半功倍。
2025 imooc.com All Rights Reserved |