Python基础之函数原理与应用实例详解

2023-08-03 14:27:04 250

本文实例讲述了Python基础之函数原理与应用。分享给大家供大家参考，具体如下：

目标

函数的快速体验
函数的基本使用
函数的参数
函数的返回值
函数的嵌套调用
在模块中定义函数

01.函数的快速体验

1.1快速体验

所谓函数，就是把具有独立功能的代码块组织为一个小模块，在需要的时候调用
函数的使用包含两个步骤：
1. 定义函数——封装独立的功能
2. 调用函数——享受封装的成果
函数的作用，在开发程序时，使用函数可以提高编写的效率以及代码的重用

演练步骤

新建04_函数项目
复制之前完成的乘法表文件
修改文件，增加函数定义multiple_table():
新建另外一个文件，使用import导入并且调用函数

02.函数基本使用

2.1函数的定义

定义函数的格式如下：

def函数名():

函数封装的代码
……

def是英文define的缩写
函数名称应该能够表达函数封装代码的功能，方便后续的调用
函数名称的命名应该符合标识符的命名规则
- 可以由字母、下划线和数字组成
- 不能以数字开头
- 不能与关键字重名

2.2函数调用

调用函数很简单的，通过函数名()即可完成对函数的调用

2.3第一个函数演练

需求

1. 编写一个打招呼say_hello的函数，封装三行打招呼的代码
1. 在函数下方调用打招呼的代码

name="小明"


#解释器知道这里定义了一个函数
defsay_hello():
print("hello1")
print("hello2")
print("hello3")

print(name)
#只有在调用函数时，之前定义的函数才会被执行
#函数执行完成之后，会重新回到之前的程序中，继续执行后续的代码
say_hello()

print(name)

用单步执行F8和F7观察以下代码的执行过程

定义好函数之后，只表示这个函数封装了一段代码而已
如果不主动调用函数，函数是不会主动执行的

思考

能否将函数调用放在函数定义的上方？
- 不能！
- 因为在使用函数名调用函数之前，必须要保证Python已经知道函数的存在
- 否则控制台会提示NameError:name‘say_hello'isnotdefined(名称错误：say_hello这个名字没有被定义)

2.4PyCharm的调试工具

F8StepOver可以单步执行代码，会把函数调用看作是一行代码直接执行
F7StepInto可以单步执行代码，如果是函数，会进入函数内部

2.5函数的文档注释

在开发中，如果希望给函数添加注释，应该在定义函数的下方，使用连续的三对引号
在连续的三对引号之间编写对函数的说明文字
在函数调用位置，使用快捷键CTRL+Q可以查看函数的说明信息

注意：因为函数体相对比较独立，函数定义的上方，应该和其他代码（包括注释）保留两个空行

03.函数的参数

演练需求

开发一个sum_2_num的函数
函数能够实现两个数字的求和功能

演练代码如下：

defsum_2_num():

num1=10
num2=20
result=num1+num2

print("%d+%d=%d"%(num1,num2,result))

sum_2_num()

思考一下存在什么问题

函数只能处理固定数值的相加

如何解决？

如果能够把需要计算的数字，在调用函数时，传递到函数内部就好了！

3.1函数参数的使用

在函数名的后面的小括号内部填写参数
多个参数之间使用,分隔

defsum_2_num(num1,num2):

result=num1+num2

print("%d+%d=%d"%(num1,num2,result))

sum_2_num(50,20)

3.2参数的作用

函数，把具有独立功能的代码块组织为一个小模块，在需要的时候调用
函数的参数，增加函数的通用性，针对相同的数据处理逻辑，能够适应更多的数据
1. 在函数内部，把参数当做变量使用，进行需要的数据处理
2. 函数调用时，按照函数定义的参数顺序，把希望在函数内部处理的数据，通过参数传递

3.3形参和实参

形参：定义函数时，小括号中的参数，是用来接收参数用的，在函数内部作为变量使用
实参：调用函数时，小括号中的参数，是用来把数据传递到函数内部用的

04.函数的返回值

在程序开发中，有时候，会希望一个函数执行结束后，告诉调用者一个结果，以便调用者针对具体的结果做后续的处理
返回值是函数完成工作后，最后给调用者的一个结果
在函数中使用return关键字可以返回结果
调用函数一方，可以使用变量来接收函数的返回结果

注意：return表示返回，后续的代码都不会被执行

defsum_2_num(num1,num2):
"""对两个数字的求和"""

returnnum1+num2

#调用函数，并使用result变量接收计算结果
result=sum_2_num(10,20)

print("计算结果是%d"%result)

05.函数的嵌套调用

一个函数里面又调用了另外一个函数，这就是函数嵌套调用
如果函数test2中，调用了另外一个函数test1
- 那么执行到调用test1函数时，会先把函数test1中的任务都执行完
- 才会回到test2中调用函数test1的位置，继续执行后续的代码

deftest1():

print("*"*50)
print("test1")
print("*"*50)


deftest2():

print("-"*50)
print("test2")

test1()

print("-"*50)

test2()

函数嵌套的演练——打印分隔线

体会一下工作中需求是多变的

需求1

定义一个print_line函数能够打印*组成的一条分隔线

defprint_line(char):

print("*"*50)

需求2

定义一个函数能够打印由任意字符组成的分隔线

defprint_line(char):

print(char*50)

需求3

定义一个函数能够打印任意重复次数的分隔线

defprint_line(char,times):

print(char*times)

需求4
加粗样式

定义一个函数能够打印5行的分隔线，分隔线要求符合需求3

提示：工作中针对需求的变化，应该冷静思考，不要轻易修改之前已经完成的，能够正常执行的函数！

defprint_line(char,times):

print(char*times)


defprint_lines(char,times):

row=0

whilerow<5:
print_line(char,times)

row+=1

06.使用模块中的函数

模块是Python程序架构的一个核心概念

模块就好比是工具包，要想使用这个工具包中的工具，就需要导入import这个模块
每一个以扩展名py结尾的Python源代码文件都是一个模块
在模块中定义的全局变量、函数都是模块能够提供给外界直接使用的工具

6.1第一个模块体验

步骤

新建hm_10_分隔线模块.py
- 复制hm_09_打印多条分隔线.py中的内容，最后一行print代码除外
- 增加一个字符串变量

name="程序员"

新建hm_10_体验模块.py文件，并且编写以下代码：

importhm_10_分隔线模块

hm_10_分隔线模块.print_line("-",80)
print(hm_10_分隔线模块.name)

体验小结

可以在一个Python文件中定义变量或者函数
然后在另外一个文件中使用import导入这个模块
导入之后，就可以使用模块名.变量/模块名.函数的方式，使用这个模块中定义的变量或者函数

模块可以让曾经编写过的代码方便的被复用！

6.2模块名也是一个标识符

标示符可以由字母、下划线和数字组成
不能以数字开头
不能与关键字重名

注意：如果在给Python文件起名时，以数字开头是无法在PyCharm中通过导入这个模块的

6.3Pyc文件（了解）

C是compiled编译过的意思

操作步骤

浏览程序目录会发现一个pycache的目录
目录下会有一个hm_10_分隔线模块.cpython-35.pyc文件，cpython-35表示Python解释器的版本
这个pyc文件是由Python解释器将模块的源码转换为字节码
- Python这样保存字节码是作为一种启动速度的优化

字节码

Python在解释源程序时是分成两个步骤的
1. 首先处理源代码，编译生成一个二进制字节码
2. 再对字节码进行处理，才会生成CPU能够识别的机器码
有了模块的字节码文件之后，下一次运行程序时，如果在上次保存字节码之后没有修改过源代码，Python将会加载.pyc文件并跳过编译这个步骤
当Python重编译时，它会自动检查源文件和字节码文件的时间戳
如果你又修改了源代码，下次程序运行时，字节码将自动重新创建

提示：有关模块以及模块的其他导入方式，后续课程还会逐渐展开！