Python 创建函数

Python 创建函数,我们需要学会使用已有的函数,更需要学会创建新的函数。自带的函数数量是有限的,想要让 Python 帮助我们做更多的事情,就要自己设计符合使用需求的函数。创建函数也很简单,其实我们在多年前的初中课堂上早已掌握了其原理。

先试着在命令行/终端中进入 Python 环境,输入这样的公式:
Python 创建函数

看着有点眼熟吧?第一个是数学的梯形计算公式,第二个是物理的摄氏度与华氏度的转换公式。
Python 创建函数

函数是编程中最基本的魔法,但同时一切的复杂又都隐含其中。它的原理和我们学习的数学公式相似,但是并不完全一样,等到后面你就知道为什么这么说了,这里面先介绍几个常见的词:

  • def(即 define,定义)的含义是创建函数,也就是定义一个函数。
  • arg (即 argument,参数)有时你还能见到这种写法:parameter,二者都是参数的意思但是稍有不同,这里不展开说了。
  • return 即返回结果。好,现在我们读一遍咒语:Define a function named ‘function’ which has two arguments : arg1 and arg2,returns the result——‘Something’ 是不是很易读很顺畅?代码的表达比英文句子更简洁一点:

Python 创建函数

需要注意的是:

  • defreturn 是关键字(keyword),Python 就是靠识别这些特定的关键字来明白用户的意图,实现更为复杂的编程。像这样的关键字还有一些,在后面的章节中我们会细致讲解。
  • 闭合括号后面的冒号必不可少,而且非常值得注意的是你要使用英文输入法进行输入,否则就是错误的语法,如果你在 IDE 中输入中文的冒号和括号,会有这样的错误提示:

Python 创建函数

  • 如果在IDE中冒号后面回车(换行),你会自动地得到一个缩进。函数缩进后面的语句被称作是语句块(block),缩进是为了表明语句和逻辑的从属关系,是 Python 最显著的特征之一。很多初学者会忽视缩进问题,导致代码无法成功运行,需要特别注意。

现在我们看一下之前提到的摄氏度转化公式,按照上面定义函数的方法来实现一遍。我们把摄氏度转化定义为函数 fahrenheit_Converter() ,那么将输入进去的必然是摄氏度(Celsius)的数值,我们把 C 设为参数,最后返回的是华氏度(fahrenheit)的数值,我们用下面的函数来表达,输入代码:

def fahrenheit_converter(C):
     fahrenheit = C * 9/5 + 32
     return str(fahrenheit) + 'F'

注:计算的结果类型是float,不能与字符串“F”相合并,所以需要先用str()函数进行转换

输入完以上代码后,函数定义完成,那么我们开始使用它。我们把使用函数这种行为叫做“调用”(call),你可以简单地理解成你请求 Python 帮你去做一件事情,就像是我们之前学习到的函数 len()一样:“请帮我测量这个(对象)的长度,并将结果打印出来。”

lyric_length = len('I Cry Out For Magic!')
print(lyric_length)

就像我们使用 len() 函数一样,下面这段代码意味着——“请使用摄氏度转换器将35摄氏度转换成华氏度,将结果储存在名为 C2F 的变量并打印出来。”这样我们就完成了函数的调用同时打印了结果。

C2F = fahrenheit_converter(35)
print(C2F)

对应的结果应该是 95.0°F ,你可以找一个摄氏度转换器计算一下,下面是我使用 Mac 自带的 Spotlight 的计算结果。
Python 创建函数

好,到了这里函数的定义和基本用法你就已经了解,在很长一段时间内你知道上面所讲的这些内容就基本够用了,但为了让你在深入使用函数的时候不产生困惑和挣扎,接下来我们试着解决一个更复杂的问题。
我们把刚才的函数按照如下进行修改:

def fahrenheit_converter(C):
     fahrenheit = C * 9/5 + 32
     print(str(fahrenheit) + 'F')

怎么样?看上去很相似吧?没错,我们仅仅就是把最后一行的 return 换成了 print 函数,一个很小的改动,而且似乎 IDE 也并没有对语法进行报错预警,那么我们来试一下调用函数会是什么情况吧:

C2F = fahrenheit_converter(35)
print(C2F)

运行起来的结果是这样的:

95.0F 
None

为什么会这样?

其实,得到这样的结果是因为 print 是一个函数,并非关键字(如果你的print不是函数那说明你的版本还停留在2.x系列,现在就赶紧安装3.0以上的版本!)。如果你足够细心的话可以发现,在 IDE 中,虽说 printreturn 它们都是蓝色,但实际是有区分的:一个是正常体,一个是斜体。return 作为关键字在函数中起到了返回值的作用,而 print 顾名思义,只是在函数中展示给我们打印的结果,是为人类设计的函数。因此上面的 95.0F 实际上是调用函数后产生的数值,而下面的 None 正是此时变量 C2F 中所被返回到的数值——什么都没有,就因为没有关键字 return 。这就好比你对着一个人喊了一声他的名字(call),他只是“哎”地回应你一声,这是因为你并没有告诉他该做什么(return)。
没有 return 也没关系,不代表没有用,在 Python 中 return 是可选的(optional),这意味着你可以不用写 return 也可以顺利地定义一个函数并使用,只不过返回值是 ‘None’ 罢了。在后面我们还能见到不同使用方式的函数,这里只需要记住函数的基本设定即可。
在前面我们提到过,定义一个函数是使用 def(define),同时我们还能在各种教材不同版本的翻译中看到声明(declare)这个词,我们不难推测,从表达的目的上来说他们是一样的,但对于有其他语言基础的人来说,这两个词意味着两种不同的行为。其实没关系,在 Python 中 definition 和 declaration 是一体的,在这里说明仅仅是为了解答此困惑,深究则无意。

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