Python 函数

简述


一般意义上，函数是编程语言中的结构化元素，用于对语句进行分组，这样便可以在程序中多次使用。倘若没有函数，实现这一目标的唯一方法是：通过复制代码，并将其改编为不同的上下文来重用。


使用函数，有很多好处：


有助于将程序分解成更小的块（模块化）
提高程序的可理解性和质量
避免重复并使代码可重用
降低了软件开发和维护的成本 
……
尤其是随着程序越来越大，函数的作用会更加显著，不仅让程序更有条理，而且更便于管理。


简述
函数定义
函数调用
docstring
return 语句
返回一个值
返回 None
返回多个值
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函数定义


在 Python 中，函数由 def 语句定义，一般的语法格式如下所示：


def function_name(parameters):
    """docstring"""
    statement(s)
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以上函数定义，由以下部分组成：


关键字 def：标志着函数头的开始
函数名（function_name）：唯一标识一个函数，函数命名遵循标识符的编写规则。
参数（parameters）：通过它可以将值传递给函数，是可选的。
冒号（:）：用于标记函数头的结尾。
文档字符串（docstring）：用于描述函数的功能，是可选的。
函数体：由一个或多个有效的 python 语句构成，语句必须具有相同的缩进级别（通常为 4 个空格）。
return 语句：用于从函数返回一个值，可选的。
例如，定义一个函数，用于计算数字的平方：


>>> def square(x):
...     return x**2
... 
>>> 
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函数调用


一旦函数被定义，便可以从另一个程序、函数、甚至是 python shell 中调用它。


要调用函数，只需键入函数名称，以及适当的参数。


>>> square(3)
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>>> 
>>> square(6)
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docstring


函数头后的第一个字符串称为 docstring（文档字符串 - documentation string 的缩写），用于简单地解释函数的功能，可以使用 function_name.__doc__ 来访问。


>>> def square(x):
...     """return square of given number"""
...     return x**2
... 
>>> 
>>> print(square.__doc__)
return square of given number
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PS： docstring 是接口设计的重要部分，虽然是可选的，但应尽量养成使用它的习惯。


return 语句


return 语句用于退出函数，并将结果（即：return 关键字之后的表达式的值）返回给调用者。


如果函数中没有 return 语句，则当控制流到达函数体的末尾时，函数结束。


语法格式：


return [expression_list]
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返回一个值


在上述示例中，函数 square() 使用了一个 return 语句。调用该函数，return 之后的表达式的值将被返回。


>>> val = square(3)
>>> val
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返回 None


但是，如果没有明确地给出 return 语句，那么将返回什么？让我们来看看：


>>> def square(x):
...     y = x**2
... 
>>> 
>>> val = square(3)
>>> print(val)
None
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调用函数，将打印 None，即无 return 语句的函数返回特殊值 None。


如果函数只有一个 return，而没有表达式，那么也将返回 None：


>>> def square(x):
...     y = x**2
...     return
... 
>>> val = square(3)
>>> print(val)
None
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返回多个值


一个函数只能返回一个值，或者更应该说是一个对象。对象可以是一个数值（整数或浮点数），也可以是列表或字典。所以，如果要返回 2 个整数值，可以返回一个列表或一个包含这 2 个整数值的元组。这意味着，可以间接返回多个值。


例如，计算一个序列的最大值和最小值：


>>> def max_min(seq):
...     max_val = max(seq)
...     min_val = min(seq)
...     return max_val, min_val
... 
>>>
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返回值通过拆包立即存储到变量 max_val 和 min_val 中：


>>> l = [1, 3, 5, 7, 9]
>>> max_val, min_val = max_min(l)
>>> max_val
9
>>> 
>>> min_val
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返回多个值只不过是一种假象，函数返回的仍然是单一值：


>>> val = max_min(l)
>>> val
(9, 1)
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没错，就是 tuple！在语法上，返回一个 tuple 可以省略括号，并可以同时由多个变量接收，按位置赋予相应的值。
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所以，Python 的函数返回多个值其实就是返回一个 tuple，只不过写起来更方便而已。