Python函数基础

Posted 2020-11-02

函数基础

简单地说，一个函数就是一组Python语句的组合，它们可以在程序中运行一次或多次运行。Python中的函数在其他语言中也叫做过程或子例程，那么这些被包装起来的语句通过一个函数名称来调用。

有了函数，我们可以在很大程度上减少复制及粘贴代码的次数了（相信很多人在刚开始时都有这样的体验）。我们可以把相同的代码提炼出来做成一个函数，在需要的地方只需要调用即可。那么，这样就提高了代码的复用率了，整体代码看起来比较简练，没有那么臃肿了。

函数在Python中是最基本的程序结构，用来最大化地让我们的代码进行复用；与此同时，函数可以把一个错综复杂的系统分割为可管理的多个部分，简化编程、代码复用。

接下来我们看看什么是函数，及函数该如何定义。有两种方式可以进行函数的定义，分别是def及lambda关键字。

函数定义

先总结一下为什么要使用函数？

1. 代码复用最大化及最小化冗余代码；
2. 过程分解（拆解）。把一个复杂的任务拆解为多个小任务。

函数定义的语法为（使用def关键字创建了一个函数对象，并把该对象赋值给了一个函数名称。）：

def func_name(arg1, arg2, arg3, ..., argN):
    statement
    return value

根据上面定义，可以简单地描述为：Python中的函数是具有0个或多个参数，具有若干行语句并且具有返回值（返回值可有可无）的一个语句块（注意缩进）。

那么我们就定义一个比较简单的函数，该函数没有参数，进入ipython交互式环境：

In [1]: def hello():
  ...:    print(‘Leave me alone, the world‘)
  ...:

def语句定义了一个函数，但是并不会调用该函数。我们在代码中可以调用已定义的函数，在函数的名称后面加上一对小括号就可以调用，小括号中还有可选的函数参数。接下来调用（执行）该函数。

In [2]: hello()
Leave me alone, the world

我们发现hello()函数并没有return语句，在Python中，如果没有显式的执行return语句，那么函数的返回值默认为None。

我们说过，定义函数有两种形式，另外一种形式是使用lambda来定义。使用lambda定义的函数是匿名函数，这个我们在后面的内容进行讲解，这里暂且不表。

接下来我们看看一个带参数的函数定义及调用：

>>> def intersect(seq1, seq2):
...    res = []
...    for x in seq1:
...        if x in seq2:
...            res.append(x)
...    return res
... 
>>> s1 = ‘SPAM‘
>>> s2 = ‘SCAM‘
>>> intersect(s1, s2)
[‘S‘, ‘A‘, ‘M‘]

这个例子主要作用是：传入两个列表，求它们的共同的元素。当我们调用该函数时，需要给此函数传入两个参数。这里我们把s1传递给了函数体中的seq1，把s2传递给了seq2，然后把返回值res返回给调用者。上面的演示中我们并没有接收该函数的返回值，如果在后面的代码中需要用到该函数的返回值，那么可以把该函数的返回值赋值给一个变量即可。如：

>>> result = intersect(s1, s2)
>>> result
[‘S‘, ‘A‘, ‘M‘]

针对上面的例子，可以使用前面文章中介绍过的列表推导式：

>>> [x for x in s1 if x in s2]
[‘S‘, ‘A‘, ‘M‘]

函数实战

函数基础就介绍到这里，接下来上一个实际的小示例，通过requests库查询手机号的归属地信息。如果系统没有安装requests包，使用pip或easy_install进行安装：

pip install requests

代码为（在ipython交互式环境中执行的该代码）：

In [1]: import requests

In [2]: def phone():
   ...:     num = input(‘Enter your phone number>>> ‘)
   ...:     api = ‘http://tcc.taobao.com/cc/json/mobile_tel_segment.htm?tel=‘
   ...:     r = requests.get(api + num.strip())
   ...:     if r.ok:
   ...:         print(r.text)
   ...:     r.close()
   ...:     return None
   ...: 

In [3]: phone()
Enter your phone number>>> 13651813235
__GetZoneResult_ = {
    mts:‘1365181‘,
    province:‘上海‘,
    catName:‘中国移动‘,
    telString:‘13651813235‘,
areaVid:‘29423‘,
ispVid:‘3236139‘,
carrier:‘上海移动‘
}

上面示例中的函数并没有接收参数，接下来把该函数改造为带参数的。代码为：

In [4]: def phone(phone_num):
   ...:     api = ‘http://tcc.taobao.com/cc/json/mobile_tel_segment.htm?tel=‘
   ...:     res = requests.get(api+phone_num)
   ...:     if res.ok:
   ...:         print(res.text)
   ...:     res.close()
   ...:     return None
   ...: 

In [5]: phone(‘13651813235‘)
__GetZoneResult_ = {
    mts:‘1365181‘,
    province:‘上海‘,
    catName:‘中国移动‘,
    telString:‘13651813235‘,
areaVid:‘29423‘,
ispVid:‘3236139‘,
carrier:‘上海移动‘
}

总结：函数设计原则

• Coupling: use arguments for inputs and return for outputs
• Coupling: use global variables only when truly necessary
• Coupling: don‘t change mutable arguments unless the caller expects it
• Cohesion: each function should have a single, unified purpose
• Size: each function should be relatively small
• Coupling: avoid changing variables in another module file directly