• py--定义函数


    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:

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

    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None。return 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:

    如果你已经把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):

    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
    

    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
    

    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
    

    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'
    

    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
    

    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
    

    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
    

    import math语句表示导入math包,并允许后续代码引用math包里的sin、cos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
    

    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)
    

    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。

    练习
    请定义一个函数quadratic(a, b, c),接收3个参数,返回一元二次方程 ax^2+bx+c=0ax
    2
    +bx+c=0 的两个解。

    提示:

    一元二次方程的求根公式为:

    计算平方根可以调用math.sqrt()函数:

     import math
    >>> math.sqrt(2)
    1.4142135623730951
    
    
    import math
    
    def quadratic(a, b, c):
        if a!=0 & b*b-4*a*c>=0:
            x1 = (-b + math.sqrt(b * b - 4 * a * c)) / 2 * a
            x2 = (-b - math.sqrt(b * b - 4 * a * c)) / 2 * a
            return x1, x2
        else:
            print('无根请重新输入')
    print(quadratic(2, 1, 0))
    

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