Python 用函数实现代码复用

认识 Python 的函数

函数是一段具有特定功能的、可重复使用的代码块，它能够提高程序的模块化和代码的复用率。一个较大的程序，通常需要合理的划分程序中的功能模块，功能模块在程序设计语言中被称为函数。

使用函数有两个目的：

• 分解问题，将一个大问题或者大功能分解成多个小问题，降低编程难度，使问题更容易解决
• 避免编写重复代码

1、函数的定义和调用

在 Python 中，使用 def 关键字来定义函数，而函数调用通过调用语句来实现，调用语句所在的程序或函数称为调用程序或调用函数。

# 函数的定义和声明

# 函数的定义
def print_line():
    print("**************************")

def print_text():
    print("这是一句话 ")

# 函数的调用
print_line()
print_text()
print_line()

# 输出：
# **************************
# 这是一句话 
# **************************

2、函数的参数和返回值

在 Python 中，参数的类型很多，有形式参数（形参），实际参数（实参），必备参数、关键字参数、默认参数、不定长参数。

- 形参和实参

形参： 使用 def 语句来定义函数时，函数名后面的圆括号中的参数就是形式参数（形参）。形参只能是变量，只有函数被调用时才分配内存单元，调用结束时释放所分配的内存单元。

实参： 调用函数时，函数名后面的圆括号中的参数。实参可以是常量、变量、表达式，在实施函数调用时，实参必须有确定的值。

示例如下：

# 使用 max() 函数，求两个数中值较大的数

def max(a,b):
    if a > b:
        return a
    else:
        return b
    
x = int(input("输入数字a = "))
y = int(input("输入数字b = "))
z = max(x,y)       # 调用函数

print("较大的数为：",z)

# 输出：
# 输入数字a = 3
# 输入数字b = 6
# 较大的数为： 6

在这个例子中，max() 函数括号内的 a,b 就是该函数的形参，而调用该函数时，括号内的 x 和 y 则是传递给该函数的实参。

- 必备参数

必备参数须以正确的顺序传入函数，调用函数时，输入的实参和形参的顺序要一致，实参数量必须和声明函数时形参的数量一样，不然会出现语法错误。

示例如下：

# 必备参数

def print_text(x,y):
    print(x,y)

print_text("Hello","World")
print_text("Hello")          # 会报错


# 输出：
# Hello World
# Traceback (most recent call last):
#   File "c:\Gitee\python\03_Day\03_function.py", line 7, in <module>
#     print_text("Hello")          # 会报错
# TypeError: print_text() missing 1 required positional argument: 'y'

- 关键字参数

关键字参数和函数调用关系紧密，函数调用使用关键字参数来确定传入的参数值。使用关键字参数允许函数调用时参数的顺序和声明不一致，因为 Python 解释器能够用参数名匹配参数值。

示例代码如下：

# 关键字参数

def fun(discount,price):            # 定义函数
    print("商品折扣：",discount)
    print("商品价格：",price)
    return

fun(price= 100,discount= 0.5)       # 关键字参数传递


# 输出：
# 商品折扣： 0.5
# 商品价格： 100

- 默认参数

在定义函数时，可以为函数的某个形参赋予默认值，这个参数被称为默认值参数。带有默认值参数的函数示例如下：

# 默认值参数

def fun(discount,price = 100):
    print("商品折扣：",discount)
    print("商品价格：",price)
    return
fun(0.5)

# 输出：
# 商品折扣： 0.5
# 商品价格： 100

在调用 fun() 函数时，只输入一个实参值。从结果知道，尽管实参没有输入具体值，price 仍然会按定义时的默认值输出。

值得注意的是：在定义有默认值参数的函数时，只能将默认值赋给最右端的参数，否则会出现语法错误。

def fun(discount = 0.5,price):
    print("商品折扣：",discount)
    print("商品价格：",price)
    return
fun(100)

# 输出：
#   File "c:\Gitee\python\03_Day\05_function.py", line 3
#     def fun(discount = 0.5,price):
#                            ^^^^^
# SyntaxError: non-default argument follows default argument

- 不定长参数

在使用函数时，若希望一个函数能够处理比定义时更多的参数，即参数数量是可变的，那么可以在函数中使用不定长参数。与上面几种参数相区别的是，不定长参数在声明时，形参不会命名。

在函数的第一行参数列表最右侧增加一个带有 * 的参数，基本语法格式为：

def 函数名([形参列表,] * args):
    函数体

其中，* args 用来接收任意多个实参并将其放在一个元祖（tuple）中供函数使用。

# 不定长参数
def f(x, y, * args):
    print(x)
    print(y)
    print(args)

f(10,9,8,7,6,5,4,3,2,1)

# 输出：
# 10
# 9
# (8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1)

不懂怎么应用，多余的参数都被 args 接收，后面用到了详解

- 函数的返回值

在 Python 中，函数使用 return 语句返回值，选择性地向调用方返回一个表达式。return 语句用来退出函数并将程序返回到函数被调用的位置继续执行，可以返回0个，1个或一组值。函数返回的值被称为返回值，基本语法结构为：

return [返回值列表]

其中，return 语句可以在函数体的任何位置出现，return 语句是可选的，如果有 return 语句，但是 return 后面没有接表达式或者值的，则返回 None；如果没有 return 语句，则会自动返回 None。

# 函数的返回值

def fun(discount,price):
    price = price * discount
    print("商品折扣：",discount)
    print("商品价格：",price)
    return price;

price = fun(0.5,100)

# 输出：
# 商品折扣： 0.5
# 商品价格： 50.0

3、递归函数

Python 支持函数的递归调用，所谓递归就是自己函数直接或间接的调用其本身。

举个例子：

# 递归：在纸上执行遍就懂了

def f(n):
    if n == 1:
        return 1
    else:
        return f(n-1)*n     # 先是调用自己，全部完成后逐步 返回值
    
n = int(input("请输入一个正整数："))
print(n,"的阶乘为：",f(n))

# 输出：
# 请输入一个正整数：3
# 3 的阶乘为： 6

4、匿名函数

lambda 函数用于定义简单的、能够一行内表示的函数。

示例如下：

sum = lambda arg1,arg2:arg1 + arg2;
print("total:",sum(20,50))

# 输出：
# 70

5、变量的作用域

变量的作用域就是变量的使用范围，程序的运行离不开变量。

一个程序的所有变量并不是在哪个位置都可以访问的，访问权限取决于这个变量是在哪里赋值。

在 Python 中，根据变量的作用域的不同，分成 全局变量 和 局部变量 。定义在函数内的变量，只能在函数内部使用，作用范围仅在函数内部的变量，称为局部变量。在函数之外定义的变量称为全局变量，全局变量在整个程序内起作用。

示例如下：

# 变量的作用域

price = 200
def fun(discount,price):
    price = price * discount
    print("函数内局部变量价格为：",price)
    return price
fun(0.5,200)
print("函数外全局变量价格为：",price)


# 输出：
# 函数内局部变量价格为： 100.0
# 函数外全局变量价格为： 200

6、Python 内置函数常用归纳表

- Python 内置函数表

分类	函数名	功能说明	简单示例
基础输入输出	print()	输出内容到控制台，支持字符串格式化	print("姓名：%s" % "Tom") → 姓名：Tom
	input()	从控制台获取用户输入，返回字符串类型	age = input("请输入年龄：") → 接收字符串输入
类型转换	str()	将其他类型转换为字符串（核心）	str(123.45) → “123.45”；str(True) → “True”
	int()	将数字字符串转换为整数	int("100") → 100
	float()	将数字字符串转换为浮点数	float("3.14") → 3.14
	bytes()	将字符串转换为字节对象（指定编码）	bytes("Python", encoding="utf-8") → b’Python’
	list()	将字符串拆分为字符列表	list("abc") → [“a”, “b”, “c”]
序列/集合操作	len()	计算字符串长度（最常用）	len("Hello Python") → 11
	sorted()	对字符串字符按Unicode排序，返回列表	sorted("bac") → [“a”, “b”, “c”]
	enumerate()	遍历字符串的索引和字符	for i, c in enumerate("ab"): print(i, c) → 0 a、1 b
字符串专用内置函数	ord()	将单个字符转换为对应的Unicode编码值	ord("A") → 65；ord("中") → 20013
	chr()	将Unicode编码值转换为对应的字符	chr(65) → “A”；chr(20013) → “中”
	ascii()	返回对象的ASCII表示，非ASCII字符用\u/\U转义	ascii("中") → “‘\u4e2d’”
	format()	内置格式化函数（与字符串format()方法功能一致）	format(3.1415, ".2f") → “3.14”
数学计算	max()	获取字符串中字符的最大Unicode值	max("abc") → “c”
	min()	获取字符串中字符的最小Unicode值	min("abc") → “a”
对象判断与标识	type()	判断对象是否为字符串类型	type("abc") → <class 'str'>
	isinstance()	判断对象是否为字符串实例	isinstance("abc", str) → True
文件操作	open()	读取/写入字符串到文件（指定编码）	with open("test.txt", "w", encoding="utf-8") as f: f.write("测试")
其他常用	eval()	执行字符串中的Python表达式（慎用，避免安全风险）	eval("'a'+'b'") → “ab”
	repr()	返回对象的官方字符串表示（保留原始格式）	repr("abc\n") → “‘abc\n’”（区别于str()的直观表示）

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- 常用字符串方法表

方法名	功能说明	简单示例
strip()	去除字符串首尾的空白字符（空格、换行、制表符），可指定去除的字符	" abc \n".strip() → “abc”；"###abc###".strip("#") → “abc”
lstrip()	去除字符串左侧的空白字符或指定字符	" abc".lstrip() → “abc”
rstrip()	去除字符串右侧的空白字符或指定字符	"abc ".rstrip() → “abc”
split()	按指定分隔符拆分字符串为列表，默认按空白字符拆分	"a,b,c".split(",") → [“a”,“b”,“c”]；"a b c".split() → [“a”,“b”,“c”]
join()	将可迭代对象（列表、元组）的字符串元素用指定分隔符连接为一个字符串	",".join(["a","b","c"]) → “a,b,c”
replace()	将字符串中的指定子串替换为新子串，可指定替换次数	"abac".replace("a", "x") → “xbxc”；"abac".replace("a", "x", 1) → “xbac”
lower()	将字符串所有字符转为小写	"Python".lower() → “python”
upper()	将字符串所有字符转为大写	"Python".upper() → “PYTHON”
startswith()	判断字符串是否以指定子串开头（支持指定起始/结束位置）	"Python".startswith("Py") → True；"Python".startswith("th", 2) → True
endswith()	判断字符串是否以指定子串结尾（支持指定起始/结束位置）	"Python".endswith("on") → True
find()	查找子串在字符串中的首次出现位置，找不到返回-1（比index()更安全）	"abcabc".find("bc") → 1；"abc".find("d") → -1
index()	查找子串的首次出现位置，找不到抛出ValueError	"abcabc".index("bc") → 1
count()	统计子串在字符串中出现的次数	"abac".count("a") → 2
splitlines()	按换行符拆分字符串为列表（处理多行文本）	"a\nb\nc".splitlines() → [“a”,“b”,“c”]
format()	字符串格式化（替代%格式化，更灵活）	"姓名：{}，年龄：{}".format("Tom", 18) → “姓名：Tom，年龄：18”
f-string	Python3.6+ 特性，字符串前缀f，直接嵌入变量（最简洁的格式化方式）	name="Tom"; f"姓名：{name}" → “姓名：Tom”
isdigit()	判断字符串是否全为数字字符（0-9）	"123".isdigit() → True；"123a".isdigit() → False
isalpha()	判断字符串是否全为字母字符	"abc".isalpha() → True；"abc123".isalpha() → False
isspace()	判断字符串是否全为空白字符	" \n\t".isspace() → True
capitalize()	将字符串首字符转为大写，其余转为小写	"python".capitalize() → “Python”
title()	将字符串每个单词的首字符转为大写	"hello world".title() → “Hello World”
center()	将字符串居中，指定总长度，填充指定字符（默认空格）	"abc".center(5, "-") → “-abc-”
zfill()	字符串左侧补0，达到指定长度（常用于数字格式化）	"123".zfill(5) → “00123”
replace()	替换子串（重复列，强调重要性）	同上

写在最后

内置函数比较多，记住常用的就行