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【python入门系列课程第十课初识函数】

叶子陪你玩

发布于 2020-03-12 07:19:49

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代码可运行

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代码可运行

前言

本系列课程是针对无基础的，争取用简单明了的语言来讲解，学习前需要具备基本的电脑操作能力，准备一个已安装python环境的电脑。如果觉得好可以分享转发，有问题的地方也欢迎指出，在此先行谢过。

什么是函数

在正式解释什么是函数之前，来看Blocky迷宫游戏中的关卡。

关卡-1：

小人要走到红色的目标位置，目前有两个指令可以使用，前进：moveForward()；左转：turnLeft()。

分析：

根据小人要走的路线观察，小人要达到目标，需要有前进指令，左转指令和右转指令；但是实际上只有两个指令，没有右转指令那要怎么解决呢？

我们知道一圈是360度的，往左转270和往右转90是同样的效果。所以三个往左指令就相当于一个往右指令。

#往右
turnLeft()
turnLeft()
turnLeft()

用语言描述：

1.前进
2.左转
3.前进
4.右转
5.前进

用代码表示：

moveForward()# 1.前进
turnLeft() # 2.左转
moveForward()# 3.前进
turnLeft() # 4.右转
turnLeft()
turnLeft()
moveForward()# 5.前进

关卡-2：

接着再来看下面这个关卡：

方法是同样的，只不过次数更多了。

用语言描述：

1.前进
2.左转
3.前进
4.右转
1.前进
2.左转
3.前进
4.右转
1.前进
2.左转
3.前进
4.右转
1.前进
2.左转
3.前进
4.右转

用代码描述：

moveForward()# 1.前进
turnLeft() # 2.左转
moveForward()# 3.前进
turnLeft() # 4.右转
turnLeft()
turnLeft()
moveForward()# 1.前进
turnLeft() # 2.左转
moveForward()# 3.前进
turnLeft() # 4.右转
turnLeft()
turnLeft()
moveForward()# 1.前进
turnLeft() # 2.左转
moveForward()# 3.前进
turnLeft() # 4.右转
turnLeft()
turnLeft()
moveForward()# 1.前进
turnLeft() # 2.左转
moveForward()# 3.前进
turnLeft() # 4.右转
turnLeft()
turnLeft()

代码改造-1：

上面代码逻辑很容易理解，但是看上去有些代码很多余，现在我们先自己造一个turnRight()命令来改造一下：

# 通过下面这个方法 就创建了一个turnRight()命令
def turnRight():
    turnLeft()
    turnLeft()
    turnLeft()

moveForward()# 1.前进
turnLeft() # 2.左转
moveForward()# 3.前进
turnRight() # 4.右转
moveForward()# 1.前进
turnLeft() # 2.左转
moveForward()# 3.前进
turnRight() # 4.右转
moveForward()# 1.前进
turnLeft() # 2.左转
moveForward()# 3.前进
turnRight() # 4.右转
moveForward()# 1.前进
turnLeft() # 2.左转
moveForward()# 3.前进
turnRight() # 4.右转

代码改造-2：

上面的代码我们可以看到其实还是有很多代码都一样的，再来改造一下，将每一个直角(一共4个直角)再变成一个方法，取名叫做solve_a_corner()。

# 通过下面这个方法 就创建了一个turnRight()命令
def turnRight():
    turnLeft()
    turnLeft()
    turnLeft()
# 创建解决一个直角的命令
def solve_a_corner():    
    moveForward()# 1.前进
    turnLeft() # 2.左转
    moveForward()# 3.前进
    turnRight() # 4.右转
solve_a_corner()
solve_a_corner()
solve_a_corner()
solve_a_corner()

可能有些人会说最后还可以用循环再改造一下，如果多的话的确可以，这里因为不是重点就不讨论了。函数其实并没有用到新的编程知识，只是一种管理组织代码的一种方式。函数是为了让我们更好的重复使用已经写好的功能代码，函数是组织好的，可重复使用的，用来实现单一，或相关联功能的代码段。函数能提高应用的模块性，和代码的重复利用率。

你已经知道Python提供了许多内建函数，比如print()。你也可以自己创建函数，这被叫做用户自定义函数。

上面因为有多处需要用到右转，所以通过自己写的一个turnRight()方法代替三个turnLeft(),之后只需要使用turnRight就可以了。下面的代码其实就定义了一个名字叫做turnRight的函数，使用的时候只需要用名字加上括号就可以了--turnRight()。

# 通过下面这个方法 就创建了一个turnRight()命令
def turnRight():
    turnLeft()
    turnLeft()
    turnLeft()

后面的solve_a_corner()也是自定义的一个函数。

# 创建解决一个直角的命令
def solve_a_corner():    
    moveForward()# 1.前进
    turnLeft() # 2.左转
    moveForward()# 3.前进
    turnRight() # 4.右转

为什么要使用函数？

通过上面的案例，相信你应该可以知道一些，为什么要学习函数了，总结一下，具体的原因包括以下几点：

1.创建一个新的函数可以让你给一组语句命名，这可以让你的程序更容易阅读和调试。

2.通过消除重复的代码，函数精简了程序。以后，如果你要做个变动，你只需在一处修改即可。

3.将一个长程序分解为多个函数，可以让你一次调试一部分，然后再将它们组合为一个可行的整体。

4.设计良好的函数经常对多个程序都有帮助。一旦你写出并调试好一个函数，你就可以重复使用它。

函数怎么用？

定义函数

在使用函数前需要先定义出一个函数。函数代码块以 def 关键词开头，后接函数标识符名称和圆括号 ()，函数里面的内容需要有缩进，一般格式如下：

def function_name(arg1,arg2,...,argN):
    函数代码块

例-1：定义一个可以打印hello的函数。

def say_hello():
    print("hello")

调用函数

函数如果只是定义好了，没有调用是没有效果的，调用函数时只需要函数名加上括号就可以了。

def say_hello():
    print("hello")
# 调用函数
say_hello()

函数参数

前面定义函数的一般格式中括号里是不是还有一些arg1,arg2内容，这些在函数中叫做参数，参数具体可以分为形参和实参。

例-2：定义一个可以打印任意hello次数的函数。

def say_hello(n):
    for i in range(n):
        print("hello")
# 调用函数
say_hello(5)

解释：

括号里面的n就叫做形参，5就叫做实参；如果把实参改成100，那么就可以打印100次了，这样灵活性就更高了。通俗一点来说，这里的实参其实就是一个变量，占位置的；当要调用时，实参也就是实际传入的数字就会替代形参了。

例-3：定义一个可以自定义内容和次数的函数。

def say_hello(n,content):
    for i in range(n):
        print(content)
# 调用函数
say_hello(5,"大家好，我是叶子，我爱学编程")

这样函数的通用性就更高了，函数的威力远不止于这些，随着课程深入，你会了解的越来越多，到目前位置这个就已经够用了。

任务：绘制3排正方形，每排3个

要求：数量，颜色可变。

最后来完成一个任务，对前面学习过的内容做个综合应用。

思路分析：

1.先绘制一个大小100，颜色黑色固定的正方形。

2.利用函数的方式改写，传入正方形颜色的参数。

3.绘制一排3个正方形。

4.改成可以绘制一排任意数量的正方形。

5.绘制3排，每排任意数量的正方形。

6.绘制任意排，任意列数量的正方形。

代码实现：

1.绘制100，颜色黑色正方形

import turtle
pen = turtle.Pen()
for i in range(4):
    pen.forward(100)
    pen.left(90)
turtle.done()

2.定义一个可以自定义颜色的函数

import turtle
pen = turtle.Pen()
# 定义一个颜色自选的函数
def draw_square(color):
    pen.pencolor(color)
    for i in range(4):
        pen.forward(50)
        pen.left(90)
#调用函数
draw_square("red")
turtle.done()

3.绘制一排3个正方形

import turtle

pen = turtle.Pen()
# 定义一个颜色自选的函数
def draw_square(color):
    pen.pencolor(color)
    for i in range(4):
        pen.forward(50)
        pen.left(90)
#调用函数
draw_square("red")
pen.forward(60)
draw_square("red")
pen.forward(60)
draw_square("red")
pen.forward(60)
turtle.done()

4.改成可以绘制一排任意数量的正方形

import turtle
pen = turtle.Pen()
# 定义一个颜色自选的函数
def draw_square(color):
    pen.pencolor(color)
    for i in range(4):
        pen.forward(50)
        pen.left(90)
def draw_line_square(n,color):
    for i in range(n):
        draw_square(color)
        pen.forward(60)
draw_line_square(4, "green")
turtle.done()

5.绘制3排，每排任意数量的正方形

import turtle
pen = turtle.Pen()
# 定义一个颜色自选的函数
def draw_square(color):
    pen.pencolor(color)
    for i in range(4):
        pen.forward(50)
        pen.left(90)
def draw_line_square(n,color):
    for i in range(n):
        draw_square(color)
        pen.forward(60)
draw_line_square(4, "green")
pen.goto(0,-60)
draw_line_square(4, "green")
pen.goto(0, -120)
draw_line_square(4, "green")
pen.goto(0, -180)
turtle.done()

6.绘制任意排，任意列数量的正方形

前面绘制完发现有移动的痕迹留下，在绘制正方形的函数中，加上了抬笔和落笔的方法解决了。

import turtle
pen = turtle.Pen()
# 定义一个颜色自选的函数
def draw_square(color):
    pen.pencolor(color)
    pen.pendown()# 落笔
    for i in range(4):
        pen.forward(50)
        pen.left(90)
    pen.penup() # 抬笔
def draw_line_square(n, color):
    for i in range(n):
        draw_square(color)
        pen.forward(60)
def draw_any_square(n,m,color):
    for i in range(m):
        draw_line_square(n, color)
        # 绘制完一行，y坐标需要-60，i是从0开始的，需要+1
        pen.goto(0, -60*(i+1))
draw_any_square(5, 3, "red")
turtle.done()