七、Python的函数编程（之一）

最新推荐文章于 2024-07-04 05:16:31 发布

jackhej

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分类专栏：高中生学编程-Python 高中生学编程--Python学习

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高中生学编程--Python学习

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本文从高中生视角出发，详细介绍了Python函数编程的基础知识，包括函数的定义、调用、参数设置及返回值处理等内容，并探讨了变量作用域的概念。

七、Python的函数编程（之一）

----From a high schoolstudent's view to learn Python

关键字：

python 高中生学编程 MIT公开课视频Python函数编程递归递归函数递归调用

一、为什么会引入函数

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在学习的初期阶段，我们写的程序都比较简单，功能比较单一，代码的行数也不会太多；那我们想一想，如果需要处理的应用越来越复杂，我们是不是顺着我们的思路，一直将我们的代码在一个地方不停地写下去呢？如果这样下去，会是什么结果呢？

你可以想一想，如果一部长篇小说，没有章节划分，甚至连段落都没有，拿到它进行阅读，会是怎样的阅读感受呢？

其实，我们编写代码，一方面实现代码的功能，另一方面还需要具有较好的可读性，便于维护、修改、和别人使用；所以，随着功能变得复杂，我们会将应用进行分割，简单化、模块化，就象买回来的组装玩具一样，函数（Function）就是这些玩具的各个部件。

我们在学习之初，都用到了print，print其实就是一个函数，只不过它是系统提供的一个函数，他可以被任何人在任何时候使用，来实现它的功能。

下面剪辑的视频还是来自MIT的公开课视频，比较详细的介绍了在编程中为何需要引入函数；

【这里插入视频】

为什么需要引入函数的视频

函数的实际应用讲解

二、函数的定义

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1. 函数的定义

我们从一个例子开始，这是一个可以计算任意大小的斐波那契数列的函数：

def fib(n): # write Fibonacci series up ton

"""Print a Fibonacci series up ton."""

a, b = 0, 1

while a <n:

printa,

a, b = b,a+b

在详细的介绍函数的定义之前，我们先看看这段代码：

line 1：定义函数

line2：还记得吗，这是一行注释，三引号（单引号效果一项）

line3：比较奇特，其实就是赋值语句，对于多个变量需要赋值时，可以按照这样的方式来写，看着比较简洁，按照等号前面的变量顺序，逐个将后面的值赋给变量，这里给变量赋的都是整数，其实任意类型都可以，如：

aa, bb, cc, dd = 1, 2.3, 1.3e2,“string”

line4：while循环语句，注意写这样的语句，不要忘记”:”

line5：这一句我们应该很熟了，但是注意a后面的”,”；这表示在print变量a之后，不换行，因为是循环，所以在下次执行这个print语句时，print的内容会跟在上一次print的后面，不会换行；但是，如果没有”,”那每次执行完print都会自动换行

line 6：在line3我们介绍了这是一种赋值的写法，这一句又深入了，赋值的内容是多个表达式

特别再次强调：注意缩进，本例有两层缩进

函数的定义：

要素一：关键字def

要素二：函数名，和变量名的规则差不多，但是一般好的编程风格是将函数名和它实现的功能变现出来

要素三：函数名后面有一对()

要素四：()中可以含有一个和多个参数，当然也可以没有参数

要素五：”:”

要素六：函数体必须缩进

2. 函数的调用

函数在定义了之后，我们只有进行调用，函数才能够执行，其实在使用print语句的时候，我们就是在“调用print函数“。

那如何调用我们在上面给出的示例呢？

...>>># Now call the function wejust defined:

...fib(2000)

0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89144 233 377 610 987 1597

fib(2000)就是调用，在下面的一行，就是该函数的执行结果，显示了2000以下的斐波那契数列；因为我们在printa后面加了”,”，所以数列显示在一行，否则，这些数将一行一个竖着显示出来。

3. 关于函数的参数

函数的参数对我们初学者，是比较绕的（个人感觉），其实跟我们数学中的函数有异曲同工之处，数学中的函数如：

y=f(x)

y=f(x1,y1)

y=f(x1, x2, …, xn)

所以，我们可以这么理解：

函数的参数就相当于我们数学中函数的自变量。

函数可以没有参数，也可以有一个或多个参数。

还有一种特殊情况：

回想一下print的使用，我们可以：

print a

也可以：

print a, b, c, d, e

也就是说，参数的数量是可变的。

以上只是简单的概念性介绍，python在函数参数方面还有很多特点：

1) 缺省参数(default argumentvalues)

deffib(n=2000): # writeFibonacci series up to n

"""Print a Fibonacci series up ton."""

a, b = 0, 1

while a <n:

printa,

a, b = b,a+b

这样定义的函数，我们在调用时，可以直接使用

>>>fib()

0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89144 233 377 610 987 1597

但是，如果不是缺省参数定义，这样调用系统会报错：

>>>fib()

Traceback (most recent calllast):

File"<stdin>", line 1, in<module>

TypeError: fib() takes exactly1 argument (0 given)

2) 关键字参数(keywordarguments)

关键字参数是针对函数调用而进行设计的语法规则；

对于函数：

function_ex(arg1, arg2=”arg2”,arg3)

pass#关键字，用来占位

我们可以采用以下的几种方法来调用(我们假设参数的类型为string):

function_ex(“arg1”)

function_ex(arg1=”arg111”,“arg333”)

function_ex(”arg111”,arg3=“arg333”)

function_ex(arg3=”arg333”,arg1=”arg111”,arg2=”arg222”)

采用关键字参数可以不按照参数列表的实际顺序，但是尽量按照顺序来写，否则很容易引起错误

4. 函数的返回值

还是拿我们数学的函数来进行说明：

对于函数：

y=f(x)

y=f(x1,y1)

y=f(x1, x2, …, xn)

如果我们给定自变量值，肯定有一个y值对应，我们可以类似的认为，y就是函数的返回值。

将上面的fib函数稍作修改：

def fib2(n): # returnFibonacci series up to n

"""Return a list containing the Fibonacciseries up to n."""

result = []

a, b = 0, 1

while a <n:

result.append(a) # seebelow

a, b = b,a+b

return result

修改之处有：

line1：我们重新取了个名，现在函数名为fib2

line3：新增加了一个变量result，还记得吗，[]表示list类型，我们给result初始化成一个空得list，这一句实现了两个目的：一是隐含的说明了result是一个list类型的变量，二是对变量进行了初始化

line6：这句会比较难懂，list类型在前面的博客中已经有介绍，它包含有有很多的“方法(method)“,来实现各种不同的功能，如：append用来添加一个元素到list，pop可以将list的最后一个元素弹出等…，注意这种调用的写法。result.append(a)等同于result= result + [a]

line7：返回result

对于返回值，还需要强调：

要素一：

函数可以没有return语句，但在没有return时，返回值是None，这也是一个保留关键字；

>>>fib(0)

>>>printfib(0)

None

要素二：

return语句可以没有值，这种情况，也返回None

要素三：

正常情况，return value

下面是一段视频讲解