[Python]-7-函数(上)

引言

这篇文章介绍python中函数的基本知识。

文章目录

0×1.自定义函数
0×2.给函数添加文档说明
0×3.函数的作用域
0×4.带参数的函数

0×1.自定义函数

在任何编程语言中，函数的作用都是相同的，它可以将一些需要重复执行的语句组合起来，方便在需要的时候调用他们，python中使用def关键字来创建一个函数，请看下面的实例：

#!/usr/bin/env python3
#coding=utf-8
dect={"one":1,"two":2,"three":3}

#创建函数，函数名为in_dect，中括号中为空代表不接收传入参数，函数执行过程中遇到return会结束执行，将return后的值返回给调用者
#------
def in_dect():
    """根据字典传入键返回值"""
    try:
        count=dect[num]
    except KeyError as err:
        count=0
    return count
#------

#将num设置成dect字典中不同的键，在print中调用刚才创建的函数，in_dect()函数会根据num键返回对应的值，如果传入的键不存在，则触发KeyError异常，返回0
num="one"
print(in_dect())
num="two"
print(in_dect())
num="xxx"
print(in_dect())

#程序输出
1
2
0

0×2.给函数添加文档说明

我们可以使用"三引号"给每个函数添加一段功能说明，在python中，通过"函数名.__doc__"能够打印出这段说明文字，请看下面的实例：

#!/usr/bin/env python3
#coding=utf-8

#------
def sayhello():
    """打印出hello world"""
    """www.qingsword.com"""
    print("hello world!")
#------

sayhello()  #直接调用函数
print(sayhello.__doc__) #打印出函数中的说明信息

#程序输出
hello world!
打印出hello world

#注意上面的输出，__doc__只能够打印出函数中第一个"三引号"所包含的说明信息

0×3.函数的作用域

函数中的变量名称和全局中的变量名称可以相同，函数的变量名称只作用与函数内部，请看下面的实例：

#!/usr/bin/env python3
#coding=utf-8

#------
def re_list():
    lst=[1,2,3]
    return lst
#------

lst=["a","b","c"]
print(lst,re_list())

#在上面的程序中，re_list()函数中包含了一个变量名称lst，全局中也有一个相同名称的变量，但两者互不干扰，函数中的变量的作用域仅限函数本身，当函数被调用时创建，函数执行完成后被回收，下面是程序输出
['a', 'b', 'c'] [1, 2, 3]

0×4.带参数的函数

可以在自定义的函数括号中定义变量来接收传入数据，请看下面的实例：

#!/usr/bin/env python3
#coding=utf-8

#------
def re_dect_value(dect,k):
    return dect[k]
#------

d={"a":1,"b":2,"c":3}
k="a"

#调用函数时，将d和k传递给函数，函数定义时，括号中包含了两个参数，这相当于将函数参数中的dect指向了d所引用的内存区域的数据（列表数据），k同理，所以这个函数的return语句返回的值，实际上就等价与d[k]
print(re_dect_value(d,k))

#程序输出：
1

可以使用判断语句来判断传递给函数的参数的数据类型，通过数据类型判断调用不同的函数区块执行，如果不携带参数，则使用默认值所指向的区块执行，请看下面的实例：

#!/usr/bin/env python3
#coding=utf-8

#choose_def函数，用于确定传入的数据是哪种类型，根据不同类型调用不同函数执行，如果不传入参数，则使用默认值（即typ="default",idx=0）
def choose_def(typ="default",idx=0):
    if type(typ)==type([]):
        print(c_dect(typ,idx))
    elif type(typ)==type(""):
        print(c_str(typ,idx))
#------
def c_dect(d,idx):
    return d[idx]
#------
def c_str(s,idx):
    return s[idx]
#------

lst=[1,2,3,4]
s="www.qingsword.com"
i=2
choose_def(lst,i)
choose_def(s,i)
choose_def()

#程序输出
3
w
d

#在上面的程序中，最后一次调用选择函数时没有携带参数，python会使用定义函数时设定的默认值（如果有），程序判断出"default"是一个字符串，所以调用字符串函数c_str()，因为默认的idx是0，所以打印出"default"第一个字符d

#像choose_def()这种携带默认值参数的函数，如果我们只想修改其中一个参数，其他的参数按照默认值，可以使用下面的方法调用
choose_def(idx=3)
#这样的调用方法仅指定了idx的值，typ并没有设定，它将使用默认值

除了使用类型判断外，还可以使用字符串判断，通过每个类型判断所返回的字符串，来判断传入的参数属于那种类型，对上面的程序中的choose_def函数做出一点点修改，执行结果相同：

#将type()判断后返回的值转化成字符串，与对应的字符串值比较
def choose_def(typ="default",idx=0):
    if str(type(typ))=="<class 'list'>":
        print(c_dect(typ,idx))
    elif str(type(typ))=="<class 'str'>":
        print(c_str(typ,idx))

当传递了一个错误的数据给函数时，除了使用try捕获异常外，还能够使用raise关键字来主动抛出异常，修改choose_def()函数，在末尾添加下面的语句：

def choose_def(typ="default",idx=0):
    if str(type(typ))=="<class 'list'>":
        print(c_dect(typ,idx))
    elif str(type(typ))=="<class 'str'>":
        print(c_str(typ,idx))
    else:
        raise TypeError("错误的参数:%s"%typ)

#向函数传递一个错误的参数，整数
choose_def(123)

#当程序执行if判断时发现没有类型能够匹配传入的整型，所以跳转到else执行下面的raise语句，当raise语句被执行时，会立刻终止程序的执行，并抛出一个异常，这个异常是我们主动抛出的，下面是这个异常的显示信息，其中的中文内容是我们自定义的

builtins.TypeError: 错误的参数:123

再来看一个实例，创建一个函数，接受两个数值，返回这两个数值相加后的结果：

#!/usr/bin/env python3
#coding=utf-8

#------如果输入的字符不是数值，if判断会匹配到else从而主动抛出一个异常
def a_plus(x,y):
    """返回x+y的值"""
    if is_Num(x) and is_Num(y):
        return float(x)+float(y)
    else:
        raise TypeError("输入的数值错误：%s,%s"%(x,y))

#------用来判断输入的是否为数值数据，不论是浮点数，整数或科学计数法，使用float()转换时都不会报错，而其他的字符就会引发ValueError异常返回False，如果不报错，返回True
def is_Num(x):
    """判断键盘输入的是否为数字"""
    try:
        float(x)
    except ValueError:
        return False
    else:
        return True
#------
     
x=input("第一个数：")
y=input("第二个数：")
print("相加结果：%.2f"%a_plus(x, y))

#程序输出
第一个数：1.2
第二个数：1.3333
相加结果：2.53

第一个数：abc
第二个数：111
builtins.TypeError: 输入的数值错误：abc,111

除了能够返回单个值外，函数还能一次返回多个值，在返回多个值的时候，这些值实际上是以元组的形式返回的，例如：

#!/usr/bin/env python3
def my_def(x,y,z):
    """返回多个值的函数"""
    return x,y,z

#可以使用一个变量接受这些返回值，实际上x就指向了一个元组
x=my_def(1,2,3)
print(x)

#也可以用多个变量分别指向元组中的单个元素
a,b,c=my_def(1,2,3)
print(a)
print(b)
print(c)

#程序输出
(1, 2, 3)
1
2
3

Ps：可能有点朋友会问，那么如果函数没有return语句呢？在没有return语句的函数执行完成后，返回一个None。

最后给出一个二元一次方程组求解的实例：

#!/usr/bin/env python3
#coding=utf-8

import math

def quadratic(a,b,c):
    """二元一次方程组公式法求解"""
    #当传入的为一个非数值数据时，可以使用异常捕获try，或下面的方法抛出异常
    if not isinstance(a,(int,float)) or not isinstance(b,(int,float)) or not isinstance(c,(int,float)):
        raise TypeError("错误的参数传入，a,b,c只能是整数或小数：%s,%s,%s"%(a,b,c))
    #求出判别式
    disc=b**2-4*a*c
    #判别式的三种情况
    if disc<0:
        return "方程无解"
    elif disc==0:
        return "方程有唯一解："+str(-b/2*a)
    else:
        #math模块的sqrt()函数用于开方
        result1=(-b+math.sqrt(disc))/2*a
        result2=(-b-math.sqrt(disc))/2*a
        return "方程两个解分别为：%s，%s"%(str(result1),str(result2))
         
print(quadratic(4,8,4))
print(quadratic(2,6,4))
print(quadratic(2,3,3))

#程序输出
方程有唯一解：-16
方程两个解分别为：-4.0，-8.0
方程无解

#如果输入一个错误的值，就会抛出错误信息
print(quadratic("a",3,3))
TypeError: 错误的参数传入，a,b,c只能是整数或小数：a,3,3