函數(shù)可以將程序拆分成獨立的幾部分，使程序趨于簡單化重父。

1.1花椭、定義和調(diào)用函數(shù)

使用關(guān)鍵字def 來告訴python定義一個函數(shù)，向python指出了函數(shù)名房午，也還可以在括號內(nèi)指出函數(shù)為完成任務(wù)需要什么樣的信息矿辽。

而調(diào)用一個函數(shù)，只需讓python指定函數(shù)名以及括號內(nèi)的必要信息即可郭厌。

def display_message():         # 函數(shù)定義
    """display a message about what I am learning."""  # 文檔字符串的注釋袋倔，描述函數(shù)是做什么的，由三引號組成折柠，python用來生成有關(guān)程序中函數(shù)的文檔
    msg = "I'm learning to store code in functions."
    print(msg)


display_message()     # 函數(shù)調(diào)用

----------
I'm learning to store code in functions.

1.1.1宾娜、向函數(shù)參數(shù)傳遞信息

函數(shù)在定義時，可在括號內(nèi)指定任意參數(shù)扇售，在調(diào)用時再給其指定一個值前塔，調(diào)用函數(shù)時，可將值傳遞給參數(shù)：

def great_user(username):  # 指定參數(shù)（形參）
    print('Hello ' + username.title() + '!')


great_user('edward') # 指定值并傳遞給參數(shù)（實參）
-------
Hello Edward!

1.1.2承冰、形參和實參

在1.1.1中华弓，變量username是一個形參，它是函數(shù)定義時括號內(nèi)的參數(shù)困乒，是函數(shù)完成其工作所需的一項信息寂屏。

值'edward' 是一個實參，它是函數(shù)調(diào)用時括號內(nèi)的參數(shù)顶燕，是調(diào)用函數(shù)時傳遞給函數(shù)的信息凑保。

在great_user（'edward'）中，將參數(shù)edward傳遞給函數(shù)great_user（）涌攻，并存儲在形參user_name中欧引。

1.2、傳遞實參

函數(shù)定義可能包含多個形參恳谎，調(diào)用時也可以有多個實參芝此，傳遞實參的方式很多，有位置參數(shù)法因痛，（要求形參實參的順序一致）意義婚苹，關(guān)鍵字參數(shù)。

1.2.1鸵膏、位置實參

位置實參要求實參與形參的順序一一對應(yīng),切記不能對應(yīng)錯誤膊升，另一方面，一個函數(shù)可以多次調(diào)用谭企，只需再次指定實參即可廓译。

def describe_pet(animal_type, pet_name):
    """顯示寵物信息"""
    print('\nI have a ' + animal_type + '.')
    print("My " + animal_type + "'s name is " + pet_name.title() + '.')


describe_pet('hamster', 'harry')  # 實參與形參順序?qū)?yīng)评肆，寵物種類對應(yīng)animal_type、名字對應(yīng)pet_name
describe_pet('dog', 'baby')  # 二次調(diào)用

1.2.2非区、關(guān)鍵字實參

位置參數(shù)固然有其優(yōu)點瓜挽，但只適合形參比較少的程序，若形參有很多征绸，傳遞實參時就容易顯得雜亂無章久橙，關(guān)鍵字實參將名稱與值關(guān)聯(lián)起來，向形參傳遞實參時就不會混淆管怠。

def describe_pet(animal_type, pet_name):   # 形參
    """顯示寵物信息"""
    print('\nI have a ' + animal_type + '.')
    print("My " + animal_type + "'s name is " + pet_name.title() + '.')


describe_pet(animal_type= 'hamster', pet_name= 'harry')  # 將實參直接存儲到形參變量中淆衷，不管順序如何變化都不影響結(jié)果
describe_pet(pet_name= 'baby', animal_type= 'dog')

1.2.3、默認(rèn)值

在函數(shù)定義時可以給形參直接指定個默認(rèn)值排惨，如果與其關(guān)聯(lián)的實參給有默認(rèn)值的形參提供了值吭敢，則用提供的值，否則用默認(rèn)值暮芭。

需要注意的是鹿驼，在調(diào)用函數(shù)時，只有一個實參辕宏，且是位置實參畜晰，那么沒有指定默認(rèn)值的形參要在有默認(rèn)值的形參前面，否則實參將會以位置參數(shù)的形式傳遞給第一個形參：

def describe_pet(pet_name, animal_type='dogs'):     # 有默認(rèn)值在沒有默認(rèn)值的形參后面
    """顯示寵物信息"""
    print('\nI have a ' + animal_type + '.')
    print("My " + animal_type + "'s name is " + pet_name.title() + '.')


describe_pet('willie')           # 這個實參將傳遞給第一個形參瑞筐，第二個形參使用默認(rèn)值
describe_pet(animal_type='dog', pet_name='baby')  # 有默認(rèn)值的形參使用實參
-------------------

I have a dogs.
My dogs's name is Willie.

I have a dog.
My dog's name is Baby.

1.2.4凄鼻、等效的函數(shù)調(diào)用

鑒于可混合位置實參、關(guān)鍵字實參以及默認(rèn)值聚假，通常有多種調(diào)用方式块蚌，以下便是等效的函數(shù)調(diào)用方式，其結(jié)果一致：

# 一只名為Willie的小狗
describe_pet('willie')            # 結(jié)果一致
describe_pet(pet_name='willie')


# 一只名為Harry的倉鼠                    # 結(jié)果一致
describe_pet('harry', 'hamster')
describe_pet(pet_name='harry', animal_type='hamster')
describe_pet(animal_type='hamster', pet_name='harry')

1.2.5膘格、避免實參錯誤

在使用函數(shù)時峭范，若遇到實參不匹配時，python會提示我們需要為哪些提供實參瘪贱，如果這個函數(shù)存儲在一個獨立的文件中纱控，那么需要打開這個文件查看函數(shù)的代碼：

def describe_pet(pet_name, animal_type):
    print('My ' + animal_type + "'s name is " + pet_name.title() + '.')


describe_pet()             # 這個函數(shù)缺少實參，python會提示我們需要為哪個形參提供實參

Traceback (most recent call last):
  File "C:/Users/hj/PycharmProjects/untitled1/function_1.py", line 55, in <module>
    describe_pet()
TypeError: describe_pet() missing 2 required positional arguments: 'pet_name' and 'animal_type'

1.3菜秦、返回值

函數(shù)并非總是直接顯示輸出甜害，相反，它也處理一些數(shù)據(jù)球昨，并返回一個或一組值尔店，返回的 值稱為返回值，它可以返回列表、元組和字典闹获，可使用return 語句將值返回到調(diào)用函數(shù)的代碼行期犬，返回值可以讓你能夠?qū)⒊绦虻拇蟛糠址敝毓ぷ饕频胶瘮?shù)中去完成河哑，從而簡化程序避诽。

1.3.1、返回簡單值

def get_formatted_name(first_name, last_name):
  """返回完整姓名"""
  full_name = first_name + ' ' + last_name # 將完整姓名存儲到變量full_name中
  return full_name.title()  # 將full_name的值返回到函數(shù)調(diào)用行
musician = get_formatted_name('jimi', 'hendrix') # 在調(diào)用返回值的函數(shù)時璃谨，需要提供一個變量沙庐，用于存儲返回值
print(musician)  # 打印變量
------
Jimi Hendrix

1.3.2、讓實參變得可選

有時需要讓實參變得可選佳吞，這樣就能存儲額外的信息拱雏，可使用默認(rèn)值來使實參可選：

# 拓展get_formatted_name(),使其還處理中間名
def get_formatted_name(first_name, last_name, middle_name=''):  # 指定middle_name的默認(rèn)值為空
  """返回完整姓名"""
  if middle_name:     # 判斷調(diào)用函數(shù)時是否給middle_name指定了實參，python將非空字符串認(rèn)為True
    full_name = first_name + ' ' + middle_name + ' ' + last_name
  else:                  
    full_name = first_name + ' ' + last_name
  return full_name.title()

musician = get_formatted_name('jimi', 'hooker', 'lee')
print(musician)

musician = get_formatted_name('jimi', 'hooker') # 調(diào)用函數(shù)時底扳，如果沒有middle_name的實參就會導(dǎo)致程序錯誤铸抑，因此可以指定形參middle_name的默認(rèn)值為空，當(dāng)有實參時則用實參的值衷模，沒有的時候就是空字符串鹊汛，這樣不會奔潰程序
print(musician)
-----

Jimi Lee Hooker
Jimi Hooker

1.3.3、返回字典

函數(shù)可以返回任何類型的值阱冶，包括列表刁憋、元組以及字典等較復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

def build_person(first_name, last_name):
  """返回一個字典，其中包含有關(guān)一個人的信息"""
  person = {'first': first_name, 'last': last_name}  # 也可以時列表木蹬、元組
  return person

musician = build_person('jimi', 'hendrix')
print(musician) # 音樂家
-------

{'first': 'jimi', 'hendrix': 'hendrix'}

返回字典至耻，可以輕易拓展這個函數(shù)，使其接受可選值镊叁，如年齡尘颓、中間名、職業(yè)等你想存儲的其他信息：

def buile_person(first_name, last_name, age=''): # 新增了age可選項
  """返回一個字典晦譬，其中包含人名疤苹、年齡"""
  person = {'first': first_name, 'last': last_name}
  if age:
    person['age'] = age  # 將鍵-值對添加到字典person中
  return person

musician = build_person('jimi', 'hendrix', age=27)
print(musician)
-------
{'first': 'jimi', 'last': 'hendrix', 'age': 27}
  

1.3.4、結(jié)合使用函數(shù)和 while 循環(huán)

def get_formatted_name(first_name, last_name):
  """返回完整姓名"""
  full_name = first_name + ' ' + last_name
  return full_name.title()

while True:
  print("\nTell me what's your name: ")
  print("(enter 'q' to quit)")        # 設(shè)置循環(huán)退出條件
  f_n = input('First_name: ')         # 接收用戶輸入信息
  if f_n == 'q':
    break
    
  l_n = input('Last_name: ')
  if l_n == 'q':
    break
    
  formatted = get_formatted_name(f_n, l_n)
  print('\nHello: ' + formatted + '!')
--------------------

Please tell me your name: 
(Enter 'q' to quit.)
First_name: Li
Last_name: La

Hello Li La!

1.4蛔添、傳遞列表

向函數(shù)傳遞列表痰催，這種列表包含的可能是名字、數(shù)字或更復(fù)雜的對象（字典）迎瞧，將列表傳遞給函數(shù)后夸溶，函數(shù)就能直接訪問其內(nèi)容，可以提高處理列表的效率凶硅。

1.4.1缝裁、在函數(shù)中修改列表

將列表傳遞給函數(shù)后，可以對其進行修改，修改后是永久性的捷绑，可以高效第處理大量數(shù)據(jù)韩脑。

一家為用戶提交設(shè)計制作的3D打印模型公司，需要打印的設(shè)計存儲在一個列表中粹污，打印后移到另一個列表中：

def printed_models(unprinted_designs, completed_models): # 定義一個函數(shù)段多，2個形參，一個為未打印的設(shè)計壮吩，一個為完成的模型
  """
  模擬打印每個設(shè)計进苍，直到?jīng)]有未打印的為止
  打印每個設(shè)計后，將其移動completed_models中
  """
  while unprinted_designs:     # 循環(huán)（只要unprinted_designs不為空循環(huán)繼續(xù)）
    current_design = unprited_designs.pop()   # 將列表中所有元素彈出
    # 模擬根據(jù)設(shè)計制作3D打印模型的過程
    print('Printing model: ' + current_design)
    completed_models.append(current_design)     # 將彈出的元素添加到空列表completed_models中
    
def show_completed_models(completed_models):   # 定義一個函數(shù)鸭叙，用以處理所有打印好的模型
  """顯示打印好的模型"""
  print('\nThe folloing models have been printed:')
  for completed_model in completed_models:    # 遍歷打印好的模型列表completed_models
    print(completed_model)
    
    
unprinted_designs = ['iphone case', 'robot pendant', 'dodecahedron']   # 定義未打印的設(shè)計的列表
completed_models = []         # 定義已經(jīng)打印好的模型為空列表

printed_models(unprinted_designs, completed_models)     # 調(diào)用函數(shù)觉啊，將列表傳遞給主函數(shù)
show_printed_models(completed_models)

--------------
Printing model: dodecahedron
Printing model: robot pendant
Printing model: iphone case

The following models have been printed: 
dodecahedron
robot pendant
iphone case

1.4.2、禁止函數(shù)修改列表

有時需要禁止修改列表沈贝，因為修改是永久的杠人，如上個列子，修改未打印的設(shè)計中元素宋下，將其中的元素全部移到已經(jīng)打印的模型列表中嗡善，原來的列表就變?yōu)榭眨瑸榻鉀Q這個問題杨凑，可以在調(diào)用函數(shù)時滤奈，只傳遞列表的副本（切片）而不是原列表：

# 在上個列子中，可以在調(diào)用函數(shù)撩满，傳遞列表時蜒程，只傳遞列表的切片
# 格式為：function_name(list_name[:])
printed_models(unprinted_design[:], completed_models)

但是除非有充分理由需要保留原列表，否則盡量避免使用伺帘，因為可以使函數(shù)避免花時間去和內(nèi)存去創(chuàng)建副本昭躺，從而提高效率，在處理大型列表尤其如此伪嫁。

1.5领炫、傳遞任意數(shù)量的實參

有時不知需要接受多少個實參，好在python可以允許函數(shù)調(diào)用語句中收集任意數(shù)量的實參：

def make_pizza(*topping):      # 形參名*topping的星號讓python創(chuàng)建一個名為tooping的空元組张咳，并將傳遞來的實參全部封裝在這個元組中 
  """打印顧客點的所有配料"""
  print(topping)

make_pizza('pepperoni')
make_pizza('mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

----
('pepperoni')     # 封裝成一個元組
('mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

1.5.1帝洪、結(jié)合使用位置實參和任意數(shù)量實參

如果要讓函數(shù)接受不同類型的實參，必須將接受任意數(shù)量的實參放置在位置參數(shù)后面脚猾，python先匹配位置和關(guān)鍵字實參葱峡，再匹配任意數(shù)量的實參：

def make_pizza(size, *toppings):  # 定義一個尺寸的位置形參，放在任意數(shù)量形參前
    """打印顧客點的所有配料"""
    print('\nMaking a ' + str(size) + '-inch pizza with the following toppings: ')
    for topping in toppings:
        print('- ' + topping)


make_pizza(16, 'pepperoni')
make_pizza(20, 'mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

------------
Making a 16-inch pizza with the following toppings: 
- pepperoni

Making a 20-inch pizza with the following toppings: 
- mushrooms
- green peppers
- extra cheese

1.5.2龙助、使用任意數(shù)量的關(guān)鍵字實參

有時砰奕，要接受任意數(shù)量的實參，但不知道傳遞給函數(shù)的會是什么信息，這種情況下军援，可以將函數(shù)寫成能夠接受任意數(shù)量的鍵-值對仅淑，調(diào)用語句提供了多少就接受多少：

下面列子，你將接受用戶信息胸哥，但不確定什么信息涯竟，函數(shù)build_profile()接受名和姓，同時還接受任意數(shù)量的關(guān)鍵字實參：

def build_profile(first, last, **user_info):  # **user_info兩個星號讓python創(chuàng)建一個名為user_info的空字典烘嘱，并將接受到所有名稱-值對都封裝在其中
    """創(chuàng)建一個字典昆禽，其中包含我們知道的有關(guān)用戶的一切"""
    profile = {}     # 首先創(chuàng)建一個空字典，用以存儲用戶的名和姓
    profile['first_name'] = first  # 將名和姓添加到字典profile中
    profile['last_name'] = last
    for key, value in user_info.items():  # 遍歷user_info這個字典
        profile[key] = value          # 將每個鍵-值對添加到字典profile中
    return profile         # 返回字典profile到函數(shù)調(diào)用行蝇庭，并把它存儲到變量user_profile中


user_profile = build_profile('albert', 'einstein',
                             location='princeton',
                             field='physics')  # 傳入實參（調(diào)用函數(shù)）
print(user_profile)

在上面列子中，返回的字典包含了用戶的名和姓捡硅，已經(jīng)求學(xué)的地方和所學(xué)專業(yè)哮内，調(diào)用這個函數(shù)時，不管額外提供了多少鍵-值對壮韭，它都能正確處理北发。

練習(xí)

編寫一個函數(shù)，將一輛汽車的信息存儲在一個字典中喷屋，這個函數(shù)始終接受制造商和型號琳拨，還接受關(guān)鍵字實參，調(diào)用這個函數(shù)屯曹，提供必不可少的信息以及兩個名稱-值對狱庇，如顏色、選擇配件等：

def make_car(manufacturer, model, **options):   # **options接受任意數(shù)量的關(guān)鍵字實參恶耽，創(chuàng)建一個字典并將信息存儲在其中
    """做一個字典代表一輛車"""
    car_dict = {                           # 創(chuàng)建一個字典能代表一輛車密任，其中有必不可少的 制造商型號等信息
        'manufacturer': manufacturer.title(),
        'model': model.title(),
    }

    for option, value in options.items():   # 遍歷字典options
        car_dict[option] = value            # 將其他信息諸如顏色等添加到字典car_dict中
    return car_dict                   # 返回car_dict字典
 

car = make_car('subaru', 'outback', color='blue', tow_package=True)
print(car)

my_car = make_car('honda', 'accord', year=1991, color='white', headlights='popup')
print(my_car)

1.6、將函數(shù)存儲在模塊中

函數(shù)可以將代碼塊與主程序分離偷俭，這樣使程序更容易理解浪讳，還可以進一步將函數(shù)存儲到獨立的文件中（模塊），再將模塊帶入主程序中涌萤，這樣就可以將重點放在程序的高層邏輯上淹遵，可以與其他程序員共享這個文件而不是程序。

1.6.1负溪、導(dǎo)入整個模塊

模塊的拓展名為.py的文件透揣，包含要導(dǎo)入到程序中的代碼，下面來演示再另一個程序中調(diào)用第一個模塊里的函數(shù)笙以。

創(chuàng)建一個名為pizza.py的模塊淌实，里面包含make_pizza() 的函數(shù)，再在模塊pizza.py所在目錄創(chuàng)建一個名為making_pizza.py的文件，在這個文件中導(dǎo)入剛創(chuàng)建的模塊拆祈，再調(diào)用make_pizza() 函數(shù)恨闪，調(diào)用模塊中函數(shù)格式：(模塊名.函數(shù)名，如pizza.make_pizza() )：

# pizza.py 模塊
def make_piza(size, *topping):   # make_pizza() 函數(shù)
  """概述要制作的披薩"""
    print('\nMaking a ' + str(size) + '-inch pizza with the following topping:')
    for topping in toppings:
        print('- ' + topping)

# making_pizza.py 文件
import pizza        # 導(dǎo)入pizza模塊

pizza.make_pizza(16, 'fish')    # 調(diào)用pizza.py模塊中的make_pizza()函數(shù)
pizza.make_pizza(20, 'egg', 'meat', 'fish')   
----------------

Making a 12-inch pizza with the following topping:
- meat
- fish
- egg

1.6.2放坏、導(dǎo)入特定的函數(shù)：

import 只是一種導(dǎo)入方式咙咽，還可以導(dǎo)入模塊中的特定函數(shù)，其格式為：

from modul_name import function_name  # from 模塊名 import 函數(shù)名
from modul_name import function_0, function_1, function_2  # 導(dǎo)入任意數(shù)量的函數(shù)

對于1.6.1的列子也可以使用這種導(dǎo)入方式：

from pizza import make_pizza

make_pizza(16, 'fish')  # 因為import語句顯示地導(dǎo)入了函數(shù)名淤年，所以調(diào)用時不需要指定其名稱

1.6.3钧敞、使用 as 給函數(shù)指定別名

如果要導(dǎo)入的函數(shù)與現(xiàn)有函數(shù)名有沖突，或者函數(shù)名過長麸粮，可指定別名（用以代替函數(shù)名溉苛，類似于外號），只需在導(dǎo)入模塊時弄诲，（from modul_name import funtion_name as fn）：

from pizza import make_pizza as mp  # 給函數(shù)指定別名

mp(16, 'fish')  # 調(diào)用時可以使用別名

1.6.4愚战、給模塊指定別名

也可以給模塊指定別名，其格式為：( import module_name as mn )

import pizza as p

p.make_pizza(16, 'fish')

1.6.5齐遵、導(dǎo)入模塊中所有函數(shù)

使用星號（*）可以讓python導(dǎo)入模塊中的所有函數(shù)寂玲，其格式為：

from modul_name import *

在大型模塊中，最好不要采用這種導(dǎo)入方式梗摇，如果模塊中有函數(shù)的名稱與你的項目有相同的拓哟，可能導(dǎo)致意想不到的結(jié)果，python處置名稱相同的函數(shù)或者變量時伶授，會進行覆蓋断序，最佳做法是，只導(dǎo)入需要的函數(shù)谎砾，要么整個模塊并使用句點表示法（即modul_name.function_name() ）逢倍。

1.7、函數(shù)編寫指南

• 函數(shù)名景图，應(yīng)取具有描述性的名稱（即與實現(xiàn)函數(shù)功能相關(guān)的名稱）较雕，使用小寫字母與下劃線，模塊名亦如此挚币，這樣便于理解亮蒋。
• 每個函數(shù)應(yīng)有注釋，緊跟函數(shù)定義后面妆毕，采用文檔字符串格式慎玖。
• 給形參指定默認(rèn)值時，等號兩邊不用有空格笛粘，實參亦如此趁怔。
• PEP 8 建議代碼行長度不超過79個字符湿硝，如果形參很多，超過79個字符润努，可以在函數(shù)定義時輸入左括號后按回車鍵关斜，并在下一行按兩次Tab鍵，實質(zhì)上多數(shù)編輯器都能自動實現(xiàn)參數(shù)對齊铺浇，如下：

def function_name(
        parameter_0, parameter_1, parameter_2,
        parameter_3, parameter_4, parameter_5
    
):

• 如果程序或模塊包含多個函數(shù)痢畜，可使用兩個空行將相鄰的函數(shù)分開，這樣將更容易知道前一個函數(shù)在哪結(jié)束鳍侣，下一個函數(shù)在哪開始丁稀。
• 所有的import 語句都應(yīng)在開頭，唯一的列外的情形時倚聚，在文件開頭使用了注釋來描述整個程序线衫。