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零基础学习 Python 之与函数的初次相见

写在之前

今天我们又开始了新的篇章 -- 「函数篇」,在现代的任何科技门类,乃至于政治学,经济学等都已经普遍使用函数,可以说函数的出现直接的加快了现代科技和社会的发展,下面就开始我们与 Python 中的函数的初次相见吧。

函数是什么?

在我们学生时代的数学中,定义函数的方式一般是这样的:y = ax + b,这是一个一次函数,当然我们也可以写成 f(x) = ax + b,其中 x 是变量,可以代表任何数,但是这个并不是函数的全部,在函数中,其实变量并没有规定只能是数,它可以是猪狗牛羊,也可以是花鸟木鱼,说到这不知道你有没有理解我的意思,其实,函数就是一种映射。

如果你尝试着将变量 x 理解为小猪佩奇,那么 ax + b 就是 a 个佩奇再加上 b,这个结果对应着的是另一个东西,比如熊大,即我们可以理解为 a 个佩奇加上 b 就对应的是熊大,这就是我们所说的映射关系。

如果你理解了这些,我们下面用纯粹的中学的数学方式,在 Python 中建立函数:

>>> x = 6
>>> y = 2 * x + 1
>>> y
13

在我们的学生时代我们就是这么用的,那么在 Python 中这种方式还有用吗?上面的例子我们建立了一个所谓的函数,那么我们来尝试改变一下 x 的值:

>>> x = 7
>>> y
13

结果是 y 的值并没有改变,所以说用纯粹的数学方式定义函数在 Python 中其实并没有什么用,所以我们要用一种新的定义函数的方式,请接着向下看。

如何定义函数?

在 Python 中定义了函数的格式,下面我举一个例子来说一下 Python 中函数的格式和调用的方法:

>>> def add(x,y):
...    return x + y

上面的例子虽然短小,但内有乾坤,下面我以此函数为例,详述函数的组成。

  1. “def” :def 是函数的开始,也就是在声明要创建一个函数的时候,一定要先使用 def,这就是告诉 Python 解析器,这里要声明的是一个函数。

  2. “add”:add 是函数的名称,在 Python 中起名字的讲究就是要起的有意义,能从函数的名字上看出这个函数是干什么的。同时函数的命名规范和变量名是一样的,必须使用字母和下划线开头,且仅能含有字母,数字和下划线。

  3. “( x,y )”:这个是参数列表,要写在括号里,其中的参数指向函数的输入,本例中函数有两项输入,但是通常情况下,输入的个数可以是任意的,也包括 0 个。

  4. “ : ” :冒号非常重要,如果少了,会报错,所以希望你们不要像我一样。

  5. “return a + b”:这一行,就是函数体了,函数体是缩进了 4 个空格的代码块,完成你需要完成的工作。 return 是函数的关键字,意思是要返回一个值,函数中的 return 也不是必须要写的,如果不写的话, Python 会默认返回一个值,那就是 None。

调用函数

在这之前,我们想一下我们为什么要写函数?理论上来说,不用函数也可以写代码,之所以用函数,大佬们给我们总结了以下几点,我在这借花献佛:

  1. 写函数可以降低编程的难度。通常将一个复杂的大问题分解成一系列更小的问题,然后小问题再分解成更小的问题,当问题细化到足够简单时,就可以分而治之。

  2. 代码重用。其实我们在编程的时候比较忌讳同一段代码不断重复,因此有必要将某个常用的功能抽象为一段公用的代码,也就是函数。

从上面来看,使用函数还是很有必要的,下面就来看看函数是怎么调用的:

>>> def add(x,y):
...    print('x = {}'.format(x))
...    print('y = {}'.format(y))
...    return x + y

我们把之前的例子稍作改变,然后接下来看:

>>> add(10,3)
x = 10
y = 3
13
>>> add(3,10)
x = 3
y = 10
13

函数调用,最关键的是要弄懂如何给函数的参数赋值,上面就是按照参数次序赋值,根据参数的位置,值与之相对应。

>>> add(x = 3,y = 10)
x = 3
y = 10
13
>>> add(y = 10,x = 3)
x = 3
y = 10
13

还可以像上面一样直接把赋值语句写到里面,这就明确了参数和对象的关系,这个时候顺序就不重要了。

当然还可以在定义函数的时候就赋给一个默认值,如果不给那个有默认值的参数赋值,那么它就用默认值,如果给它传一个,则采用新传给它的值:

>>> def add(x,y = 1):
...    print('x = {}'.format(x))
...    print('y = ',y)
...    return x + y
... 
>>> add(1)
x = 1
y =  1
2
>>> add(1,1000000)
x = 1
y =  1000000
1000001

在这里想在强调一次,参数和对象的关系与变量和对象的关系一样,即在函数中的参数所传的都是对象的引用,而不是对象本身。

写在最后

到此为止,函数的基本知识估计朋友们也了解了,这一部分是我们接下来进一步的学习函数的基础,希望你能掌握,接下来我会和你们一起对函数的其它部分进行进一步的研究。

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