本文實例講述了Python基礎(chǔ)之函數(shù)原理與應(yīng)用。分享給大家供大家參考，具體如下：

目標(biāo)

• 函數(shù)的快速體驗
• 函數(shù)的基本使用
• 函數(shù)的參數(shù)
• 函數(shù)的返回值
• 函數(shù)的嵌套調(diào)用
• 在模塊中定義函數(shù)

01. 函數(shù)的快速體驗

1.1 快速體驗

• 所謂函數(shù)，就是把 具有獨(dú)立功能的代碼塊 組織為一個小模塊，在需要的時候 調(diào)用
• 函數(shù)的使用包含兩個步驟：
  1. 定義函數(shù) —— 封裝 獨(dú)立的功能
  2. 調(diào)用函數(shù) —— 享受 封裝 的成果
• 函數(shù)的作用，在開發(fā)程序時，使用函數(shù)可以提高編寫的效率以及代碼的 重用

演練步驟

1. 新建 04_函數(shù) 項目
2. 復(fù)制之前完成的 乘法表 文件
3. 修改文件，增加函數(shù)定義 multiple_table():
4. 新建另外一個文件，使用 import 導(dǎo)入并且調(diào)用函數(shù)

02. 函數(shù)基本使用

2.1 函數(shù)的定義

定義函數(shù)的格式如下：

def 函數(shù)名():

  函數(shù)封裝的代碼
  ……

1. def 是英文 define 的縮寫
2. 函數(shù)名稱 應(yīng)該能夠表達(dá) 函數(shù)封裝代碼 的功能，方便后續(xù)的調(diào)用
3. 函數(shù)名稱 的命名應(yīng)該 符合 標(biāo)識符的命名規(guī)則
   • 可以由 字母、下劃線 和 數(shù)字 組成
   • 不能以數(shù)字開頭
   • 不能與關(guān)鍵字重名

2.2 函數(shù)調(diào)用

調(diào)用函數(shù)很簡單的，通過 函數(shù)名() 即可完成對函數(shù)的調(diào)用

2.3 第一個函數(shù)演練

需求

• 1. 編寫一個打招呼 say_hello 的函數(shù)，封裝三行打招呼的代碼
• 1. 在函數(shù)下方調(diào)用打招呼的代碼

name = "小明"


# 解釋器知道這里定義了一個函數(shù)
def say_hello():
  print("hello 1")
  print("hello 2")
  print("hello 3")

print(name)
# 只有在調(diào)用函數(shù)時，之前定義的函數(shù)才會被執(zhí)行
# 函數(shù)執(zhí)行完成之后，會重新回到之前的程序中，繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的代碼
say_hello()

print(name)

用 單步執(zhí)行 F8 和 F7 觀察以下代碼的執(zhí)行過程

• 定義好函數(shù)之后，只表示這個函數(shù)封裝了一段代碼而已
• 如果不主動調(diào)用函數(shù)，函數(shù)是不會主動執(zhí)行的

思考

• 能否將 函數(shù)調(diào)用 放在 函數(shù)定義 的上方？
  • 不能！
  • 因為在 使用函數(shù)名 調(diào)用函數(shù)之前，必須要保證 Python 已經(jīng)知道函數(shù)的存在
  • 否則控制臺會提示 NameError: name ‘say_hello' is not defined (名稱錯誤：say_hello 這個名字沒有被定義)

2.4 PyCharm 的調(diào)試工具

• F8 Step Over 可以單步執(zhí)行代碼，會把函數(shù)調(diào)用看作是一行代碼直接執(zhí)行
• F7 Step Into 可以單步執(zhí)行代碼，如果是函數(shù)，會進(jìn)入函數(shù)內(nèi)部

2.5 函數(shù)的文檔注釋

• 在開發(fā)中，如果希望給函數(shù)添加注釋，應(yīng)該在 定義函數(shù) 的下方，使用 連續(xù)的三對引號
• 在 連續(xù)的三對引號 之間編寫對函數(shù)的說明文字
• 在 函數(shù)調(diào)用 位置，使用快捷鍵 CTRL + Q 可以查看函數(shù)的說明信息

注意：因為 函數(shù)體相對比較獨(dú)立，函數(shù)定義的上方，應(yīng)該和其他代碼（包括注釋）保留 兩個空行

03. 函數(shù)的參數(shù)

演練需求

1. 開發(fā)一個 sum_2_num 的函數(shù)
2. 函數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn) 兩個數(shù)字的求和 功能

演練代碼如下：

def sum_2_num():

  num1 = 10
  num2 = 20
  result = num1 + num2

  print("%d + %d = %d" % (num1, num2, result))

sum_2_num()

思考一下存在什么問題

函數(shù)只能處理 固定數(shù)值 的相加

如何解決？

• 如果能夠把需要計算的數(shù)字，在調(diào)用函數(shù)時，傳遞到函數(shù)內(nèi)部就好了！

3.1 函數(shù)參數(shù)的使用

• 在函數(shù)名的后面的小括號內(nèi)部填寫 參數(shù)
• 多個參數(shù)之間使用 , 分隔

def sum_2_num(num1, num2):

  result = num1 + num2
  
  print("%d + %d = %d" % (num1, num2, result))

sum_2_num(50, 20)

3.2 參數(shù)的作用

• 函數(shù)，把 具有獨(dú)立功能的代碼塊 組織為一個小模塊，在需要的時候 調(diào)用
• 函數(shù)的參數(shù)，增加函數(shù)的 通用性，針對 相同的數(shù)據(jù)處理邏輯，能夠 適應(yīng)更多的數(shù)據(jù)
  1. 在函數(shù) 內(nèi)部，把參數(shù)當(dāng)做 變量 使用，進(jìn)行需要的數(shù)據(jù)處理
  2. 函數(shù)調(diào)用時，按照函數(shù)定義的參數(shù)順序，把 希望在函數(shù)內(nèi)部處理的數(shù)據(jù)，通過參數(shù) 傳遞

3.3 形參和實參

• 形參：定義 函數(shù)時，小括號中的參數(shù)，是用來接收參數(shù)用的，在函數(shù)內(nèi)部 作為變量使用
• 實參：調(diào)用 函數(shù)時，小括號中的參數(shù)，是用來把數(shù)據(jù)傳遞到 函數(shù)內(nèi)部 用的

04. 函數(shù)的返回值

• 在程序開發(fā)中，有時候，會希望 一個函數(shù)執(zhí)行結(jié)束后，告訴調(diào)用者一個結(jié)果，以便調(diào)用者針對具體的結(jié)果做后續(xù)的處理
• 返回值 是函數(shù) 完成工作后，最后 給調(diào)用者的 一個結(jié)果
• 在函數(shù)中使用 return 關(guān)鍵字可以返回結(jié)果
• 調(diào)用函數(shù)一方，可以 使用變量 來 接收 函數(shù)的返回結(jié)果

注意：return 表示返回，后續(xù)的代碼都不會被執(zhí)行

def sum_2_num(num1, num2):
  """對兩個數(shù)字的求和"""

  return num1 + num2

# 調(diào)用函數(shù)，并使用 result 變量接收計算結(jié)果
result = sum_2_num(10, 20)

print("計算結(jié)果是 %d" % result)

05. 函數(shù)的嵌套調(diào)用

• 一個函數(shù)里面 又調(diào)用 了 另外一個函數(shù)，這就是 函數(shù)嵌套調(diào)用
• 如果函數(shù) test2 中，調(diào)用了另外一個函數(shù) test1
  • 那么執(zhí)行到調(diào)用 test1 函數(shù)時，會先把函數(shù) test1 中的任務(wù)都執(zhí)行完
  • 才會回到 test2 中調(diào)用函數(shù) test1 的位置，繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的代碼

def test1():

  print("*" * 50)
  print("test 1")
  print("*" * 50)


def test2():

  print("-" * 50)
  print("test 2")
  
  test1()
  
  print("-" * 50)

test2()

函數(shù)嵌套的演練 —— 打印分隔線

體會一下工作中 需求是多變 的

需求 1

• 定義一個 print_line 函數(shù)能夠打印 * 組成的 一條分隔線

def print_line(char):

  print("*" * 50)

需求 2

• 定義一個函數(shù)能夠打印 由任意字符組成 的分隔線

def print_line(char):

  print(char * 50)
  

需求 3

• 定義一個函數(shù)能夠打印 任意重復(fù)次數(shù) 的分隔線

def print_line(char, times):

  print(char * times)

需求 4
加粗樣式

• 定義一個函數(shù)能夠打印 5 行 的分隔線，分隔線要求符合需求 3

提示：工作中針對需求的變化，應(yīng)該冷靜思考，不要輕易修改之前已經(jīng)完成的，能夠正常執(zhí)行的函數(shù)！

def print_line(char, times):

  print(char * times)


def print_lines(char, times):

  row = 0
  
  while row < 5:
    print_line(char, times)

    row += 1

06. 使用模塊中的函數(shù)

模塊是 Python 程序架構(gòu)的一個核心概念

• 模塊 就好比是 工具包，要想使用這個工具包中的工具，就需要 導(dǎo)入 import 這個模塊
• 每一個以擴(kuò)展名 py 結(jié)尾的 Python 源代碼文件都是一個 模塊
• 在模塊中定義的 全局變量 、 函數(shù) 都是模塊能夠提供給外界直接使用的工具

6.1 第一個模塊體驗

步驟

• 新建 hm_10_分隔線模塊.py
  • 復(fù)制 hm_09_打印多條分隔線.py 中的內(nèi)容，最后一行 print 代碼除外
  • 增加一個字符串變量

name = "程序員"

新建 hm_10_體驗?zāi)K.py 文件，并且編寫以下代碼：

import hm_10_分隔線模塊

hm_10_分隔線模塊.print_line("-", 80)
print(hm_10_分隔線模塊.name)

體驗小結(jié)

• 可以 在一個 Python 文件 中 定義 變量 或者 函數(shù)
• 然后在 另外一個文件中 使用 import 導(dǎo)入這個模塊
• 導(dǎo)入之后，就可以使用 模塊名.變量 / 模塊名.函數(shù) 的方式，使用這個模塊中定義的變量或者函數(shù)

模塊可以讓 曾經(jīng)編寫過的代碼 方便的被 復(fù)用！

6.2 模塊名也是一個標(biāo)識符

• 標(biāo)示符可以由 字母、下劃線 和 數(shù)字 組成
• 不能以數(shù)字開頭
• 不能與關(guān)鍵字重名

注意：如果在給 Python 文件起名時，以數(shù)字開頭 是無法在 PyCharm 中通過導(dǎo)入這個模塊的

6.3 Pyc 文件（了解）

C 是 compiled 編譯過 的意思

操作步驟

1. 瀏覽程序目錄會發(fā)現(xiàn)一個 pycache 的目錄
2. 目錄下會有一個 hm_10_分隔線模塊.cpython-35.pyc 文件，cpython-35 表示 Python 解釋器的版本
3. 這個 pyc 文件是由 Python 解釋器將 模塊的源碼 轉(zhuǎn)換為 字節(jié)碼
   • Python 這樣保存 字節(jié)碼 是作為一種啟動 速度的優(yōu)化

字節(jié)碼

• Python 在解釋源程序時是分成兩個步驟的
  1. 首先處理源代碼，編譯 生成一個二進(jìn)制 字節(jié)碼
  2. 再對 字節(jié)碼 進(jìn)行處理，才會生成 CPU 能夠識別的 機(jī)器碼
• 有了模塊的字節(jié)碼文件之后，下一次運(yùn)行程序時，如果在 上次保存字節(jié)碼之后 沒有修改過源代碼，Python 將會加載 .pyc 文件并跳過編譯這個步驟
• 當(dāng) Python 重編譯時，它會自動檢查源文件和字節(jié)碼文件的時間戳
• 如果你又修改了源代碼，下次程序運(yùn)行時，字節(jié)碼將自動重新創(chuàng)建

提示：有關(guān)模塊以及模塊的其他導(dǎo)入方式，后續(xù)課程還會逐漸展開！

模塊是 Python 程序架構(gòu)的一個核心概念

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希望本文所述對大家Python程序設(shè)計有所幫助。

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