开源图书《Python完全自学教程》7.1.1基本格式

第7章 函数

函数是编程中应用非常多的一类对象（请注意这里的宾语“对象”，在本章7.3节会专门探讨）。此前我们已经多次使用过 Python 的内置函数，现在要自己亲自动手编写更有个性的函数。这是一件很有意思的事情，也伴随着一定的挑战。相信已经自学至此的读者能够攻克本章所遇到的难关。

7.1 定义函数

不论 Python 的内置函数还是模块中提供的函数（比如 math.pow() ），都是“别人”创造的，我们施行“拿来主义”，只是应用。但是，当“别人”定义的函数不能满足自己的需要时，就要“自力更生”，自己定义函数了。

7.1.1 基本格式

如图7-1-1所示，是自定义函数的基本格式。

图7-1-1 定义函数

按照此格式，写一个非常简单的函数（在 Python 交互模式中）：

>>> def my_fun():       # (1)
...     print("this is a function")
...
>>> my_fun()
this is a function

注释（1）定义了一个名为 my_fun 的函数，此函数的功能非常简单，就是打印一行字符串。接下来的 my_fun() 是执行或者调用此函数，在 Python 交互模式中就显示了打印的结果。

有了初步体验之后，再对图7-1-1所示的定义函数的格式给予说明：

• def 是定义函数的关键词（英文 define 的前三个字母）。当 Python 解释器看到了这个关键词，就知道此处开始定义函数了。
• function_name 是函数的名称。按照 PEP 的要求，函数名称的命名方式与变量的命名方式和格式一样（参阅第2章2.3.2节）。
• 函数名称之后紧跟着 ([parameters]) ，函数名称和圆括号之间不能有空格，圆括号也不能省略。圆括号里面是这个函数的参数列表，如果此函数不需要参数，则可为空。例如注释（1）中定义的函数，就只有圆括号，其内部没有参数。
• 圆括号后面是英文状态下的冒号，表示此逻辑行结束，下面即将开始函数的语句块。
• 函数内部的语句块，由 Python 语句组成。

注释（1）所定义的函数的语句块只有一条语句，下面再定义一个有多条语句的函数。

#coding:utf-8
"""
filename: myadd.py
"""
def add(x, y):
    '''
    This is an addition function.
    add(3, 4) -> 7
    '''
    r = x + y
    return float(r)

对照图7-1-1所示的函数定义形式，这里定义的函数 add() 符合该形式要求，若与注释（1）所定义的函数相比，不仅语句块中的逻辑行数量多了，还增加了“函数文档”

• 在函数里面，用三个引号包裹的多行注释，称之为“函数的文档”。通常函数文档中编写有关函数的说明，如函数的作用、调用方法及返回值等——类似于 .py 程序文件开头的文档。
• 函数 add() 的语句块中有两个语句，其中 return float(r) 称为 return 语句。return 是 Python 的关键词，它的作用是返回其后面的表达式的值到函数调用的位置。有的函数没有显示地写出 renturn 语句，Python 解释器会默认为 return None 。例如前面编写的函数 my_func() ：

>>> r = my_fun()
this is a function
>>> print(r)
None

注意，不要误认为 my_fun() 函数返回的是 this is a function ，这个字符串是 print() 的执行结果，不是 my_fun() 的返回值。上述代码已经显示，my_fun() 的返回值是 None 。

继续编写 myadd.py 程序，在前述函数的后面，编写如下代码：

if __name__ == "__main__":    # (2)
    sum = add(2, 4)           # (3)
    print(sum)

注释（2）的内容姑且照抄（注意，__name__ 和 __main__ 中的下划线都是各侧有两个），在第11章11.1节中会给予解释。注释（3）中以 add(2, 4) 的方式调用所定义的函数，并且函数的返回值被变量 sum 引用。执行程序，结果如下：

% python myadd.py
6.0

初步了解了定义函数的基本格式之后，要想能熟练地写出自己所需要的函数，唯有多练习。

下面编写一个函数，实现字符串中字母大小写转化，即将某字符串中的大写字母，转化为小写字母；原来的小写字母则转化为大写字母。例如字符串 'Python' ，经此函数后转化为 'pYTHON' 。

请读者先按照要求自己尝试编写并调试，再参考下面的示例。

#coding:utf-8
'''
filename: convertletter.py
'''
def convert(s):
    """
    convert upper and lower in a string.
    convert(string) -> string
    """
    lst = [e.upper() if e.islower() else e.lower() for e in s]
    return "".join(lst)

if __name__=="__main__":
    word = "Python"
    new_word = convert(word)
    print(f"{word} --> {new_word}")

程序执行效果：

% python convertletter.py
Python --> pYTHON

当然，上述函数并非是实现需求的最佳选择，如果使用位运算（本书略去此内容，有兴趣的读者可以深入研究），会得到一个有点魔幻的函数：

>>> def toggle(s):
...     return ''.join(chr(ord(c) ^ 32) for c in s)
...
>>> toggle("Python")
'pYTHON'

此处并不要求读者理解上述函数，只是想传达一个信息：本书中的代码，不是最优，希望读者能在学习过程中，探索优化方法——“尽信书，不如无书”（《孟子》）