python函数

调用函数

Python自己就拥有很多函数，比如常用的input()和print()：

name = input ("What's your name? ")
print ("Hello," , name)

这个程序读取用户输入的内容并以特定的格式显示出来。

定义函数

下面是一个显示问候语的函数，名为greet_user()：

def greet_user():           # 定义greet_user函数
    """显示简单友好的问候"""
    print ("Hello!")
    
greet_user()                # 调用greet_user函数

这个例子展示了最简单的函数结构。

def greet_user():，使用关键字def表示要定义一个函数，greet_user是函数的名字，()内写函数执行需要的参数，最后以冒号:结尾。

由于这个函数不需要其他参数，所以()是空的。

函数体内部的"""显示简单友好的问候"""是被称为文档字符串的注释，描述函数是做什么的；注释内容由三引号"""括起来，Python用它们来生成文档。

函数体内部的代码行就是函数要做的工作，在本例中，函数只打印"Hello!"字符串。

调用函数时，只需要指定函数名和参数即可，greet_user()不需要任何参数，所以写空括号：

greet_user()

只需要稍作修改，就可以将greet_user()改造成对任何给定用户显示欢迎信息：

def greet_user_name (name):         # 定义函数
    """对特定用户显示简单友好的问候"""
    print ("Hello," , name , "!")
    
greet_user_name('mwang')            # 调用函数
greet_user_name('liqiang')          # 又一次调用函数

可以看到，我们在定义函数行函数名后面的括号里添加了name变量，并且在函数体内部打印欢迎信息时使用了该变量。

在调用需要指定参数的函数时，只需要在调用语句函数名后面的括号中给定参数即可，比如：

greet_user_name('mwang')

这个语句将字符串mwang作为参数传递给greet_user_name函数，函数会接受参数并且使用它。

整个程序的执行示例如下：

Hello, mwang !
Hello, liqiang !

形式参数与实际参数

让我们重温这段程序：

def greet_user_name (name):         # 定义函数
    """对特定用户显示简单友好的问候"""
    print ("Hello," , name , "!")
    
greet_user_name('mwang')            # 调用函数
greet_user_name('liqiang')          # 调用函数

在函数定义中，参数变量name称为形式参数（形参），它是函数完成工作所需的信息。

在函数调用中传递给函数的信息叫做实际参数（实参），比如本例中的'mwang'和'liqiang'。

将实参传递给函数后，它被保存在形参name里。

四种参数

位置参数

最常用的是位置参数，比如下面的函数：

def describe_pet_1 (name, animal_type):
    """显示用户名和其宠物（位置参数）"""
    print ("Hi! I'm " + name + ". My pet is a(n) " + animal_type + ".")

函数名是describe_pet_1，具有两个参数，分别是name和animal_type。

这个例子中，参数的顺序都是确定的，因此叫做位置参数。

调用该函数：

describe_pet_1 ('Li Hua', 'dog')

执行结果：

Hi! I'm Li Hua. My pet is a(n) dog.

可以看到，程序得到了正确的执行。

对于使用位置参数的函数，如果调用该函数时参数数目不对，Python会给出错误。

如果搞错了参数的顺序，即便程序得到正确执行，也可能会发生笑话，比如使用下面的语句调用该函数：

describe_pet_1 ('a dog', 'Li Hua')

执行结果如下：

Hi! I'm a dog. My pet is a(n) Li Hua.

结果李华成了狗的宠物，令人啼笑皆非。

关键字参数

为了避免上面的尴尬，在只记得形参名而不记得其顺序的时候，可以使用关键字参数。比如这样调用describe_pet_1函数：

describe_pet_1 (animal_type = 'dog', name = 'Li Hua')

上面的例子中，使用形参 = 实参的格式为每个形参赋值，由于一一对应，所以即便顺序不对，Python也能很好的对应形参与实参。程序执行如下：

Hi! I'm Li Hua. My pet is a(n) dog.

默认参数

可以在函数定义中为形参赋予一个默认值，如下例：

def describe_pet_2 (name, animal_type = ", oh, I don't have a pet"):
    """显示用户名和其宠物（默认参数）"""
    print ("Hi! I'm " + name + ". My pet is a(n) " + animal_type + ".")

程序中使用形参名 = 值的格式为参数赋默认值。

调用该函数时，仍然需要指定name的值，但是是否指定animal_type的值是可选的：在不指定时，使用默认值（", oh, I don't have a pet"）；在指定时，使用指定值。

对于下面的调用：

describe_pet_2 ('Zhang 3')

结果如下：

Hi! I'm Zhang 3. My pet is a(n) , oh, I don't have a pet.

调用时并没有给出第二个参数（animal_type）的值，因此使用其默认值。

对于下面的调用：

describe_pet_2 ('Li 4', 'cat')

第二个参数被指定，则使用其指定值，运行结果如下：

Hi! I'm Li 4. My pet is a(n) cat.

需要注意的是，默认参数一般放在最后，因为是否对其赋值是可选的。在上面的例子中，如果在调用中只指定了animal_type一个实参，则Python仍然会将其当成第一个参数name处理。

不定长参数

如果需要传入的参数个数没有确定，则可以使用不定长参数。

下面是一个不定长参数的例子：

def describe_pet_3 (name, *animal_type):
    """显示用户名和其宠物（不定长参数）"""
    print ("Name: " + name)
    print ("Pets:")
    for pet in animal_type:
        print ("- " + pet)

在参数animal_type前加*将其作为不定长参数，它可以接受0或多个实参。

调用该函数时，第一个实参被指定为第一个形参name的值，其余的实参被指定为第二个形参animal_type的值。

调用该函数：

describe_pet_3 ('Wang 5', 'Bear', 'Deer', 'Duck', 'Goose')

执行结果如下：

Name: Wang 5
Pets:
- Bear
- Deer
- Duck
- Goose

可以看到，第一个实参Wang 5被指定为第一个形参name的值，其余的实参被指定为第二个形参animal_type的值（实际上是将其作为一个元组赋值给形参）。

不可变类型与可变类型的参数传递

在Python中，数字、字符串和元组是不可变的类型，列表和字典是可变的类型。

在Python中传递参数时：

• 对于不可变类型，传递的是一个值的拷贝。
• 对于可变类型，传递的即是原值。

返回值

Python中返回值非常简单，使用return语句即可：

def get_full_name (first_name, last_name):
    full_name = first_name + last_name
    return full_name

该函数接受名和姓，将其连接为一个整体，并返回。

计算多个数字之和

现在写一个程序，它可以读取用户输入的多个数字，并将其结果返回。它的大致流程如下：

1. 程序开始。
2. 显示欢迎信息。
3. 读取用户输入。
4. 对用户输入进行处理，并将其转化成数字。
5. 求和。
6. 显示结果。
7. 显示结束信息。
8. 程序结束。

程序主体结构如下：

say_hello()  # 显示欢迎信息
numbers_str_list = get_numbers_str_list()  # 得到用户输入
numbers_list = get_numbers_list (numbers_str_list)  # 将用户输入转化成数字
sum_of_numbers = sum_up (numbers_list)  # 计算数字之和
say_result (sum_of_numbers)  # 显示结果
say_bye()  # 显示结束信息

say_hello()和say_bye()非常简单，不再多做解释：

def say_hello ():
    """显示欢迎信息"""
    print ("你好！我能计算几个数字之和！")
    username = input ("你的名字是？ ")
    print ("欢迎， " + username + ". 现在开始吧！")
    
def say_bye ():
    """显示结束信息"""
    print ('感谢您的参与，再见！')

get_numbers_str_list()不接收参数，它读取用户的输入的字符串，按空格分割字符串，将其保存在一个列表里，并返回该列表：

def get_numbers_str_list ():
    """得到用户输入的字符串列表"""
    numbers_str =  input ("请输入您的数字，用空格分割： ")
    numbers_str = numbers_str.strip()
    numbers_str_list = numbers_str.split()
    return numbers_str_list # 返回了字符串列表

在的到用户输入的字符串列表后，需要把它转换成数字列表，这就是get_numbers_list()的作用，它接受一个列表作为参数，将列表中的值转换成数字，并返回该数字列表。如果转换失败，则会显示错误信息。该函数如下：

def get_numbers_list (numbers_str_list):
    """将字符串列表转化成数字列表"""
    numbers_list = list()
    for number in numbers_str_list:
        try:
            number = float (number)
        except:
            print ('您输入的不是数字, ' + number)
            exit ()
        numbers_list.append(number)
    return numbers_list     # 返回了数字列表

至此，如果一切顺利，我们获得了用户的输入的数字列表，仅需要对列表中的值求和就行：

def sum_up (numbers):
    """求和"""
    count = 0
    count = sum (numbers)
    return count    # 返回了数字

显示计算结果：

def say_result (sum_num):
    """输出计算结果"""
    print ('它们的和是: ' + str(sum_num))

执行该程序的示例如下：

$ python sum_numbers.py
你好！我能计算几个数字之和！
你的名字是？ mwang
欢迎， mwang. 现在开始吧！
请输入您的数字，用空格分割： 1.1 2.2 3.3 4.4 5.5
它们的和是: 16.5
感谢您的参与，再见！