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编程入门07:Python函数定义

编程入门07:Python函数定义

作者: starglow_leo | 来源:发表于2018-03-20 14:34 被阅读79次

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    你己经接触过很多的函数,现在让我们尝试定义自己的函数——这需要使用def关键字。函数定义好后即可调用,以下是在交互模式中定义并调用了一个非常简单的函数:

    In [1]: def welcome():
       ...:     """输出欢迎信息"""
       ...:     print("欢迎光临!")
       ...:     
    
    In [2]: welcome()
    欢迎光临!
    
    In [3]: type(welcome)
    Out[3]: function
    
    In [4]: help(welcome)
    Help on function welcome in module __main__:
    
    welcome()
        输出欢迎信息
    

    你可以发现函数并不神秘,只是把一段程序定义为一个对象以便重复使用而已——另外请注意用三个引号引起来的字符串,这样的字符串允许分行,当放在函数体最前面时则会成为这个函数的“文档字符串”(Docstring),help函数所显示的帮助信息就来自相应对象的文档字符串。你可以使用return语句结束函数并指定返回值,否则默认返回空值。

    In [5]: print(welcome())
    欢迎光临!
    None
    
    In [6]: def iseven(n):
       ...:     """判断是否偶数"""
       ...:     return n % 2 == 0
       ...:     
    
    In [7]: iseven(99)
    Out[7]: False
    

    接下来让我们再用海龟绘图来练习复杂一些的函数:新建文件turtledraw.pyw,定义一个五角星函数star5p,并在之后的代码中调用这个函数:

    """自定义的海龟绘图函数集
    """
    import turtle as tt
    
    
    def star5p():
        """画一颗五角星
        """
        t = tt.Turtle()  # 生成一个单独的海龟对象
        t.hideturtle()
        t.speed(0)
        t.color("purple")
        t.penup()
        t.begin_fill()  # 启用填充区域
        cnt = 0
        while cnt < 5:
            t.forward(20)
            t.left(72)
            t.forward(20)
            t.right(144)
            cnt += 1
        t.end_fill()
    
    
    tt.TurtleScreen._RUNNING = True  # 画一个五边形
    tt.color("pink")
    tt.penup()
    tt.begin_fill()
    tt.setpos(-25, -75)
    tt.pendown()
    cnt = 0
    while cnt < 5:
        tt.forward(100)
        tt.left(72)
        cnt += 1
    tt.end_fill()
    star5p()  # 调用函数画一颗五角星
    tt.done()
    

    函数在所属模块空间内分隔出一个子空间——例如star5p函数生成了一个单独的海龟对象变量t。这个变量t只在star5p函数中存在,离开这个函数就不能再使用了,而star5p函数内则可以使用在外面定义的海龟对象变量tt——变量存在并发挥作用的范围称为变量的“作用域”(Scope),如果要修改变量的作用域,可以用global关键字来声明“全局变量”,用nonlocal关键字来声明“非本地变量”。

    上面程序中定义的star5p函数很不灵活,不管调用多少次都只从原点开始画一颗同样的五角星,让我们来加以改进——定义函数时加上参数变量列表:x和y变量指定五角星的坐标位置;size变量指定五角星的边长,angle变量指定五角星的倾角,在函数调用时作为参数传入的值将赋给这些变量,参数变量作用域限于函数内部:

    """自定义的海龟绘图函数集
    """
    import turtle as tt
    
    def star5p(x, y, size=20, angle=0):
        """在指定位置画一颗五角星
        """
        t = tt.Turtle()  # 生成一个单独的海龟对象
        t.hideturtle()
        t.speed(0)
        t.color("white")
        t.penup()
        t.setpos(x, y)
        t.right(angle)
        t.begin_fill()  # 启用填充区域
        cnt = 0
        while cnt < 5:
            t.forward(size)
            t.left(72)
            t.forward(size)
            t.right(144)
            cnt += 1
        t.end_fill()
    
    
    def test():
        """测试绘图函数:随机画十颗五角星
        """
        from random import randint
        tt.TurtleScreen._RUNNING = True
        tt.setup(width=720, height=480, startx=None, starty=None)
        tt.hideturtle()
        tt.speed(0)
        tt.bgcolor("purple")
        tt.penup()
        cnt = 0
        while cnt < 10:
            x = randint(-300, 300)
            y = randint(-200, 200)
            s = randint(10, 30)
            a = randint(0, 72)
            star5p(x, y, s, a)  # 带参数调用五角星函数
            cnt += 1
        tt.done()
    
    
    if __name__ == "__main__":  # 运行模块时调用测试绘图函数
        test()
    

    现在的star5p函数有4个参数,前两个参数在调用时是必须传入的,后两个参数在定义时赋了默认值,在调用时如果不传入就会使用默认值——如果只传入三个参数,则第三个参数必须使用“变量名=值”的形式例如“angle=10”以避免歧义。上面的程序还定义了一个test函数,实现随机绘制十颗五角星:


    07_draw.png

    程序文件turtledraw.pyw实际上就是一个自定义模块,可以使用import语句引入。模块在主名称空间中运行时__name__变量的取值是默认的__main__,被引入时__name__变量的取值则是模块名turtledraw,模块就可以据此判断自己是被运行还是被引入,从而决定是否执行test函数——推荐大家今后也都使用这样的模式,整个程序由独立的函数构成,并在最后调用一个作为入口的“主函数”。

    In [1]: import turtledraw as td
    
    In [2]: help(td)
    Help on module turtledraw:
    
    NAME
        turtledraw - 自定义的海龟绘图函数集
    
    FUNCTIONS
        star5p(x, y, size=20, angle=0)
            在指定位置画一颗五角星
        
        test()
            测试绘图函数
    
    FILE
        d:\test\pystudy\turtledraw.pyw
    
    
    
    In [3]: td.__name__
    Out[3]: 'turtledraw'
    
    In [4]: 
    

    ——编程原来是这样……

    编程小提示:程序项目

    任何IDE都有“工程”或“项目”(Project)的概念,实际上就是建立专门的文件夹来组织相关的程序文件。例如Spyder中创建项目是在主菜单中选择Projects > New Project...,你可以创建一个名为pyStudy的项目,把你编写的所有程序文件都放进去。以后Spyder启动时会自动打开最近的项目并将“工作目录”设为项目所在的文件夹,而不再使用默认的用户文件夹。


    07_project.png

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