# 函數基礎 ## 目標 * 函數的快速體驗 * 函數的基本使用 * 函數的參數 * 函數的返回值 * 函數的嵌套調用 * 在模塊中定義函數 ## 01. 函數的快速體驗 ### 1.1 快速體驗 * 所謂**函數**，就是把 **具有獨立功能的代碼塊** 組織為一個小模塊，在需要的時候 **調用** * 函數的使用包含兩個步驟： 1. 定義函數 —— **封裝** 獨立的功能 2. 調用函數 —— 享受 **封裝** 的成果 * **函數的作用**，在開發程序時，使用函數可以提高編寫的效率以及代碼的 **重用** **演練步驟** 1. 新建 `04_函數` 項目 2. 復制之前完成的 **乘法表** 文件 3. 修改文件，增加函數定義 `multiple_table():` 4. 新建另外一個文件，使用 `import` 導入并且調用函數 ## 02. 函數基本使用 ### 2.1 函數的定義 定義函數的格式如下： ```python def 函數名(): 函數封裝的代碼 …… ``` 1. `def` 是英文 `define` 的縮寫 2. **函數名稱** 應該能夠表達 **函數封裝代碼** 的功能，方便后續的調用 3. **函數名稱** 的命名應該 **符合** **標識符的命名規則** * 可以由 **字母**、**下劃線** 和 **數字** 組成 * **不能以數字開頭** * **不能與關鍵字重名** ### 2.2 函數調用 調用函數很簡單的，通過 `函數名()` 即可完成對函數的調用 ### 2.3 第一個函數演練 **需求** * 1. 編寫一個打招呼 `say_hello` 的函數，封裝三行打招呼的代碼 * 2. 在函數下方調用打招呼的代碼 ```python name = "小明" # 解釋器知道這里定義了一個函數 def say_hello(): print("hello 1") print("hello 2") print("hello 3") print(name) # 只有在調用函數時，之前定義的函數才會被執行 # 函數執行完成之后，會重新回到之前的程序中，繼續執行后續的代碼 say_hello() print(name) ``` > 用 **單步執行 F8 和 F7** 觀察以下代碼的執行過程 * 定義好函數之后，只表示這個函數封裝了一段代碼而已 * 如果不主動調用函數，函數是不會主動執行的 #### 思考 * 能否將 **函數調用** 放在 **函數定義** 的上方？ * 不能！ * 因為在 **使用函數名** 調用函數之前，必須要保證 `Python` 已經知道函數的存在 * 否則控制臺會提示 `NameError: name 'say_hello' is not defined` (**名稱錯誤：say_hello 這個名字沒有被定義**) ### 2.4 PyCharm 的調試工具 * **F8 Step Over** 可以單步執行代碼，會把函數調用看作是一行代碼直接執行 * **F7 Step Into** 可以單步執行代碼，如果是函數，會進入函數內部 ### 2.5 函數的文檔注釋 * 在開發中，如果希望給函數添加注釋，應該在 **定義函數** 的下方，使用 **連續的三對引號** * 在 **連續的三對引號** 之間編寫對函數的說明文字 * 在 **函數調用** 位置，使用快捷鍵 `CTRL + Q` 可以查看函數的說明信息 > 注意：因為 **函數體相對比較獨立**，**函數定義的上方**，應該和其他代碼（包括注釋）保留 **兩個空行** ## 03. 函數的參數 **演練需求** 1. 開發一個 `sum_2_num` 的函數 2. 函數能夠實現 **兩個數字的求和** 功能 演練代碼如下： ```python def sum_2_num(): num1 = 10 num2 = 20 result = num1 + num2 print("%d + %d = %d" % (num1, num2, result)) sum_2_num() ``` **思考一下存在什么問題** > 函數只能處理 **固定數值** 的相加 **如何解決？** * 如果能夠把需要計算的數字，在調用函數時，傳遞到函數內部就好了！ ### 3.1 函數參數的使用 * 在函數名的后面的小括號內部填寫 **參數** * 多個參數之間使用 `,` 分隔 ```python def sum_2_num(num1, num2): result = num1 + num2 print("%d + %d = %d" % (num1, num2, result)) sum_2_num(50, 20) ``` ### 3.2 參數的作用 * **函數**，把 **具有獨立功能的代碼塊** 組織為一個小模塊，在需要的時候 **調用** * **函數的參數**，增加函數的 **通用性**，針對 **相同的數據處理邏輯**，能夠 **適應更多的數據** 1. 在函數 **內部**，把參數當做 **變量** 使用，進行需要的數據處理 2. 函數調用時，按照函數定義的**參數順序**，把 **希望在函數內部處理的數據**，**通過參數** 傳遞 ### 3.3 形參和實參 * **形參**：**定義** 函數時，小括號中的參數，是用來接收參數用的，在函數內部 **作為變量使用** * **實參**：**調用** 函數時，小括號中的參數，是用來把數據傳遞到 **函數內部** 用的 ## 04. 函數的返回值 * 在程序開發中，有時候，會希望 **一個函數執行結束后，告訴調用者一個結果**，以便調用者針對具體的結果做后續的處理 * **返回值** 是函數 **完成工作**后，**最后** 給調用者的 **一個結果** * 在函數中使用 `return` 關鍵字可以返回結果 * 調用函數一方，可以 **使用變量** 來 **接收** 函數的返回結果 > 注意：`return` 表示返回，后續的代碼都不會被執行 ```python def sum_2_num(num1, num2): """對兩個數字的求和""" return num1 + num2 # 調用函數，并使用 result 變量接收計算結果 result = sum_2_num(10, 20) print("計算結果是 %d" % result) ``` ## 05. 函數的嵌套調用 * 一個函數里面 **又調用** 了 **另外一個函數**，這就是 **函數嵌套調用** * 如果函數 `test2` 中，調用了另外一個函數 `test1` * 那么執行到調用 `test1` 函數時，會先把函數 `test1` 中的任務都執行完 * 才會回到 `test2` 中調用函數 `test1` 的位置，繼續執行后續的代碼 ```python def test1(): print("*" * 50) print("test 1") print("*" * 50) def test2(): print("-" * 50) print("test 2") test1() print("-" * 50) test2() ``` ### 函數嵌套的演練 —— 打印分隔線 > 體會一下工作中 **需求是多變** 的 **需求 1** * 定義一個 `print_line` 函數能夠打印 `*` 組成的 **一條分隔線** ```python def print_line(char): print("*" * 50) ``` **需求 2** * 定義一個函數能夠打印 **由任意字符組成** 的分隔線 ```python def print_line(char): print(char * 50) ``` **需求 3** * 定義一個函數能夠打印 **任意重復次數** 的分隔線 ```python def print_line(char, times): print(char * times) ``` **需求 4** * 定義一個函數能夠打印 **5 行** 的分隔線，分隔線要求符合**需求 3** > 提示：工作中針對需求的變化，應該冷靜思考，**不要輕易修改之前已經完成的，能夠正常執行的函數**！ ```python def print_line(char, times): print(char * times) def print_lines(char, times): row = 0 while row < 5: print_line(char, times) row += 1 ``` ## 06. 使用模塊中的函數 > **模塊是 Python 程序架構的一個核心概念** * **模塊** 就好比是 **工具包**，要想使用這個工具包中的工具，就需要 **導入 import** 這個模塊 * 每一個以擴展名 `py` 結尾的 `Python` 源代碼文件都是一個 **模塊** * 在模塊中定義的 **全局變量** 、 **函數** 都是模塊能夠提供給外界直接使用的工具 ### 6.1 第一個模塊體驗 **步驟** * 新建 `hm_10_分隔線模塊.py` * 復制 `hm_09_打印多條分隔線.py` 中的內容，**最后一行 `print` 代碼除外** * 增加一個字符串變量 ```python name = "黑馬程序員" ``` * 新建 `hm_10_體驗模塊.py` 文件，并且編寫以下代碼： ```python import hm_10_分隔線模塊 hm_10_分隔線模塊.print_line("-", 80) print(hm_10_分隔線模塊.name) ``` #### 體驗小結 * 可以 **在一個 Python 文件** 中 **定義 變量 或者 函數** * 然后在 **另外一個文件中** 使用 `import` 導入這個模塊 * 導入之后，就可以使用 `模塊名.變量` / `模塊名.函數` 的方式，使用這個模塊中定義的變量或者函數 > **模塊**可以讓 **曾經編寫過的代碼** 方便的被 **復用**！ ### 6.2 模塊名也是一個標識符 * 標示符可以由 **字母**、**下劃線** 和 **數字** 組成 * **不能以數字開頭** * **不能與關鍵字重名** > 注意：如果在給 Python 文件起名時，**以數字開頭** 是無法在 `PyCharm` 中通過導入這個模塊的 ### 6.3 Pyc 文件（了解） > `C` 是 `compiled` **編譯過** 的意思 **操作步驟** 1. 瀏覽程序目錄會發現一個 `__pycache__` 的目錄 2. 目錄下會有一個 `hm_10_分隔線模塊.cpython-35.pyc` 文件，`cpython-35` 表示 `Python` 解釋器的版本 3. 這個 `pyc` 文件是由 Python 解釋器將 **模塊的源碼** 轉換為 **字節碼** * `Python` 這樣保存 **字節碼** 是作為一種啟動 **速度的優化** **字節碼** * `Python` 在解釋源程序時是分成兩個步驟的 1. 首先處理源代碼，**編譯** 生成一個二進制 **字節碼** 2. 再對 **字節碼** 進行處理，才會生成 CPU 能夠識別的 **機器碼** * 有了模塊的字節碼文件之后，下一次運行程序時，如果在 **上次保存字節碼之后** 沒有修改過源代碼，Python 將會加載 .pyc 文件并跳過編譯這個步驟 * 當 `Python` 重編譯時，它會自動檢查源文件和字節碼文件的時間戳 * 如果你又修改了源代碼，下次程序運行時，字節碼將自動重新創建 > 提示：有關模塊以及模塊的其他導入方式，后續課程還會逐漸展開！ > > **模塊是 Python 程序架構的一個核心概念**