定义函数

Mr.Hope ... 2020-05-26 Python 大约 4 分钟

在 Python 中,定义一个函数要使用 def 语句,依次写出函数名、括号、括号中的参数和冒号 :,然后,在缩进块中编写函数体,函数的返回值用 return 语句返回。

我们以自定义一个求绝对值的 my_abs 函数为例:

# -*- coding: utf-8 -*-

def my_abs(x):
    if x >= 0:
        return x
    else:
        return -x

print(my_abs(-99))
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请自行测试并调用 my_abs 看看返回结果是否正确。

请注意,函数体内部的语句在执行时,一旦执行到 return 时,函数就执行完毕,并将结果返回。因此,函数内部通过条件判断和循环可以实现非常复杂的逻辑。

如果没有 return 语句,函数执行完毕后也会返回结果,只是结果为 Nonereturn None 可以简写为 return

在 Python 交互环境中定义函数时,注意 Python 会出现...的提示。函数定义结束后需要按两次回车重新回到>>>提示符下:

┌────────────────────────────────────────────────────────┐
│Command Prompt - python                           - □ x │
├────────────────────────────────────────────────────────┤
│>>> def my_abs(x):                                      │
│...     if x >= 0:                                      │
│...         return x                                    │
│...     else:                                           │
│...         return -x                                   │
│...                                                     │
│>>> my_abs(-9)                                          │
│9                                                       │
│>>> _                                                   │
│                                                        │
│                                                        │
└────────────────────────────────────────────────────────┘
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如果您已经把 my_abs() 的函数定义保存为 abstest.py 文件了,那么,可以在该文件的当前目录下启动 Python 解释器,用 from abstest import my_abs 来导入 my_abs() 函数,注意 abstest 是文件名(不含.py 扩展名):

┌────────────────────────────────────────────────────────┐
│Command Prompt - python                           - □ x │
├────────────────────────────────────────────────────────┤
│>>> from abstest import my_abs                          │
│>>> my_abs(-9)                                          │
│9                                                       │
│>>> _                                                   │
│                                                        │
│                                                        │
│                                                        │
│                                                        │
│                                                        │
│                                                        │
│                                                        │
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import 的用法在后续 模块 一节中会详细介绍。

# 空函数

如果想定义一个什么事也不做的空函数,可以用 pass 语句:

def nop():
    pass
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pass 语句什么都不做,那有什么用?实际上 pass 可以用来作为占位符,比如现在还没想好怎么写函数的代码,就可以先放一个 pass,让代码能运行起来。

pass 还可以用在其他语句里,比如:

if age >= 18:
    pass
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缺少了 pass,代码运行就会有语法错误。

# 参数检查

调用函数时,如果参数个数不对,Python 解释器会自动检查出来,并抛出 TypeError:

>>> my_abs(1, 2)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: my_abs() takes 1 positional argument but 2 were given
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但是如果参数类型不对,Python 解释器就无法帮我们检查。试试 my_abs 和内置函数 abs 的差别:

>>> my_abs('A')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 2, in my_abs
TypeError: unorderable types: str() >= int()
>>> abs('A')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: bad operand type for abs(): 'str'
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当传入了不恰当的参数时,内置函数 abs 会检查出参数错误,而我们定义的 my_abs 没有参数检查,会导致 if 语句出错,出错信息和 abs 不一样。所以,这个函数定义不够完善。

让我们修改一下 my_abs 的定义,对参数类型做检查,只允许整数和浮点数类型的参数。数据类型检查可以用内置函数 isinstance() 实现:

def my_abs(x):
    if not isinstance(x, (int, float)):
        raise TypeError('bad operand type')
    if x >= 0:
        return x
    else:
        return -x
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添加了参数检查后,如果传入错误的参数类型,函数就可以抛出一个错误:

>>> my_abs('A')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 3, in my_abs
TypeError: bad operand type
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错误和异常处理将在后续讲到。

# 返回多个值

函数可以返回多个值吗?答案是肯定的。

比如在游戏中经常需要从一个点移动到另一个点,给出坐标、位移和角度,就可以计算出新的坐标:

import math

def move(x, y, step, angle=0):
    nx = x + step *math.cos(angle)
ny = y - step* math.sin(angle)
    return nx, ny
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import math 语句表示导入 math 包,并允许后续代码引用 math 包里的 sincos 等函数。

然后,我们就可以同时获得返回值:

>>> x, y = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
>>> print(x, y)
151.96152422706632 70.0
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但其实这只是一种假象,Python 函数返回的仍然是单一值:

>>> r = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
>>> print(r)
(151.96152422706632, 70.0)
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原来返回值是一个 tuple!但是,在语法上,返回一个 tuple 可以省略括号,而多个变量可以同时接收一个 tuple,按位置赋给对应的值,所以,Python 的函数返回多值其实就是返回一个 tuple,但写起来更方便。

# 小结

定义函数时,需要确定函数名和参数个数;

如果有必要,可以先对参数的数据类型做检查;

函数体内部可以用 return 随时返回函数结果;

函数执行完毕也没有 return 语句时,自动 return None

函数可以同时返回多个值,但其实就是一个 tuple。