### 4.2.2 用函數改善程序結構 上一節討論了函數的減少重復代碼、精簡程序的作用，并利用函數的這個功能將程序 4.1 改進成了程序 4.2。在該節的最后，我們也給出了一個不宜用函數來減少重復代碼的情況。 還能不能利用函數將程序 4.2 變得更好呢？ 我們在 4.1 節中一般地討論了模塊化編程，在 Python 中，函數就是用于模塊化編程的 重要工具。當算法很復雜時，程序就會變得難以理解。據說人類擅長同時應付 8 到 10 件事 情，當面對成百上千行的算法時，最好的程序員也會感到難以把握。應對程序復雜性的一種 方法就是模塊化，將程序分解成多個較小的相對獨立的子程序。下面我們來看程序 4.2 還能 怎樣改進。 我們定義一個新函數 treetrunk，它的語句序列就是程序 4.2 的主函數中用于畫樹干的三條 print 語句。即： ``` def treetrunk(): print " #" print " #" print " #" ``` 然后我們用這個函數取代主函數的那三條 print 語句，就得到畫樹程序的一個新版本。 【程序 4.3】tree3.py ``` def treetop(): print " *" print " ***" print " *****" print "*******" def treetrunk(): print " #" print " #" print " #" def main(): treetop() treetop() treetrunk() main() ``` 注意我們將程序主函數的名字從 tree 改成了更符合慣例的 main。 簡單地比較一下程序 4.2 與 4.3 這兩個版本就看出，由于多了函數 treetrunk 的定義與調用，新版本的代碼不但沒有減少，反而增加了。那為何要引進 treetrunk 函數呢？其實我們的目的是使主程序的結構更清晰，從而更容易理解程序功能。通過將一些實現細節轉移到一個單獨的函數中，并對函數進行合適的命名，能夠使程序的可讀性大大增強。例如我 們來讀程序 4.3 的主程序 main，就會發現該程序不過是先畫樹冠（由兩個相同形狀組成）， 再畫樹干而已，程序的功能一目了然。 如果進一步發揮上述思想，就會發現程序 4.3 的結構還不夠完美。問題出在主程序的第 一步——畫樹冠，這一項任務邏輯上是個整體卻用了兩個函數調用來完成，這就好比老師對 學生說“請大家畫上一半樹冠，再畫下一半樹冠”，顯然不如直接說“請大家畫樹冠”來得 清晰易懂。因此，我們再引入一個新函數用于隱藏樹冠的實現細節（上下兩部分），從而得 到程序 4.4，這個版本在避免重復代碼和模塊化兩方面可以說達到了完美。 【程序 4.4】tree4.py ``` def treetop1(): print " *" print " ***" print " *****" print "*******" def treetop(): treetop1() treetop1() def treetrunk(): print " #" print " #" print " #" def main(): treetop() treetrunk() main() ``` 現在再來讀主程序 main，顯然更容易理解了——從程序頂層看，整個程序不外乎就是畫樹 冠、畫樹干兩步而已。如果只想了解程序的總體功能，那么讀懂 main 函數就夠了；如果還 想了解更多細節，那就再去讀輔助函數 treetop1 和 treetrunk 等。 讀者在編程時應當多模仿、多體會程序 4.4 中函數的用法，并學會欣賞模塊化程序在結 構方面的優美。