Python函数（函数定义、函数调用）用法详解

时间：2023-12-23 23:42:43

Python 中，函数的应用非常广泛，前面章节中我们已经接触过多个函数，比如 input() 、print()、range()、len() 函数等等，这些都是 Python 的内置函数，可以直接使用。

除了可以直接使用的内置函数外，Python 还支持自定义函数，即将一段有规律的、可重复使用的代码定义成函数，从而达到一次编写、多次调用的目的。

比如，在程序中定义了一段代码，这段代码用于实现一个特定的功能。问题来了，如果下次需要实现同样的功能，难道要把前面定义的代码复制一次？如果这样做实在太傻了，这意味着每次当程序需要实现该功能时，都要将前面定义的代码复制一次。正确的做法是，将实现特定功能的代码定义成一个函数，每次当程序需要实现该功能时，只要执行（调用）该函数即可。

通俗来讲，所谓函数，就是指为一段实现特定功能的代码“取”一个名字，以后即可通过该名字来执行（调用）该函数。使用函数，可以大大提高代码的重复利用率。

通常，函数可以接收零个或多个参数，也可以返回零个或多个值。从函数使用者的角度来看，函数就像一个“黑匣子”，程序将零个或多个参数传入这个“黑匣子”，该“黑匣子”经过一番计算即可返回零个或多个值。

对于“黑匣子”的内部细节（就是函数的内部实现细节），函数的使用者并不需要关心。就像前面在调用 len()、max()、min() 等函数时，我们只负责传入参数、接收返回值，至于函数内部的实现细节，我们并不关心。

如图 1 所示为函数调用示意图：

Python函数（函数定义、函数调用）用法详解
图 1 函数调用示意图

从函数定义者（实现函数的人）的角度来看，其至少需要想清楚以下 3 点：

  1. 函数需要几个关键的需要动态变化的数据，这些数据应该被定义成函数的参数。
  2. 函数需要传出几个重要的数据（就是调用该函数的人希望得到的数据），这些数据应该被定义成返回值。
  3. 函数的内部实现过程。

不难看出，定义函数比调用函数要难得多，而本节正是教你如何定义函数的。不过不用担心，对于实现过程复杂的函数，定义本身就很费力，有时候实现不出来也完全正常。

Python函数的定义

定义函数，也就是创建一个函数，可以理解为创建一个具有某些用途的工具。定义函数需要用 def 关键字实现，具体的语法格式如下：

def 函数名(形参列表):
    //由零条到多条可执行语句组成的代码块
    [return [返回值]]

其中，用 [] 括起来的为可选择部分，即可以使用，也可以省略。

此格式中，各部分参数的含义如下：

    • 函数名：从语法角度来看，函数名只要是一个合法的标识符即可；从程序的可读性角度来看，函数名应该由一个或多个有意义的单词连缀而成，每个单词的字母全部小写，单词与单词之间使用下画线分隔。
    • 形参列表：用于定义该函数可以接收的参数。形参列表由多个形参名组成，多个形参名之间以英文逗号（,）隔开。一旦在定义函数时指定了形参列表，调用该函数时就必须传入相应的参数值，也就是说，谁调用函数谁负责为形参赋值。
    • 注意，在创建函数时，即使函数不需要参数，也必须保留一对空的“()”，否则 Python 解释器将提示“invaild syntax”错误。另外，如果想定义一个没有任何功能的空函数，可以使用 pass 语句作为占位符。
    • 下面程序定义了两个函数：
      1. def my_max(x, y) :
      2. # 定义一个变量z，该变量等于x、y中较大的值
      3. z = x if x > y else y
      4. # 返回变量z的值
      5. return z
      6. # 定义一个函数，声明一个形参
      7. def say_hi(name) :
      8. print("===正在执行say_hi()函数===")
      9. return name + "，您好！"

      Python函数的调用

      调用函数也就是执行函数。如果把创建的函数理解为一个具有某种用途的工具，那么调用函数就相当于使用该工具。

      函数调用的基本语法格式如下所示：

      函数名([形参值])

      其中，函数名即指的是要调用的函数的名称；形参值指的是当初创建函数时要求传入的各个形参的值。需要注意的是，创建函数有多少个形参，那么调用时就需要传入多少个值，且顺序必须和创建函数时一致。即便该函数没有参数，函数名后的小括号也不能省略。

      例如，调用前面创建的那 2 个函数，执行代码如下：

      1. a = 6
      2. b = 9
      3. # 调用my_max()函数，将函数返回值赋值给result变量
      4. result = my_max(a , b) # ①
      5. print("result:", result)
      6. # 调用say_hi()函数，直接输出函数的返回值
      7. print(say_hi("孙悟空")) # ②

      上面程序中，分别在 ① 号、② 号代码处调用了 my_max() 和 say_hi() 这两个函数。从下面的运行结果可以看出，当程序调用一个函数时，既可以把调用函数的返回值赋值给指定变量，也可以将函数的返回值传给另一个函数，作为另一个函数的参数。

      运行上面程序，将可以看到如下运行结果：

      result: 9
      ===正在执行say_hi()函数===
      孙悟空，您好！

      另外，在函数体中使用 return 语句可以显式地返回一个值，return 语句返回的值既可是有值的变量，也可是一个表达式。例如上面的 my_max() 函数，实际上也可简写为如下形式：

      1. def my_max(x, y) :
      2. # 返回一个表达式
      3. return x if x > y else y

      为函数提供说明文档

      前面介绍过可以使用 Python 内置的 help() 函数查看其他函数的帮助文档，我们也经常通过 help() 函数查看指定函数的帮助信息，这对于 Python 开发者来说非常重要。

      我们还可以为函数编写说明文档，只要把一段字符串放在函数声明之后、函数体之前，这段字符串将被作为函数的部分，这个文档就是函数的说明文档。

      程序既可通过 help() 函数查看函数的说明文档，也可通过函数的 __doc__ 属性访问函数的说明文档。下面程序示范了为函数编写说明文档：

      1. def my_max(x, y) :
      2. '''
      3. 获取两个数值之间较大数的函数。
      4. my_max(x, y)
      5. 返回x、y两个参数之间较大的那个
      6. '''
      7. # 定义一个变量z，该变量等于x、y中较大的值
      8. z = x if x > y else y
      9. # 返回变量z的值
      10. return z

      上面程序使用多行字符串的语法为 my_max() 函数编写了说明文档，接下来程序既可通过 help() 函数查看该函数的说明文档，也可通过 __doc__ 属性访问该函数的说明文档。

      1. # 使用help()函数查看my_max的帮助文档
      2. help(my_max)
      3. #或者 print(my_max.__doc__)

      运行上面代码，可以看到如下运行结果：

      Help on function my_max in module __main__:

      my_max(x, y)
          获取两个数值之间较大数的函数。
         
          my_max(x, y)
              返回x、y两个参数之间较大的那个。

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