中職電子與信息：《yhon小屋》3-3-1 基本語法

《Python小屋》之三程序控制結(jié)構(gòu)與函數(shù)設(shè)計3.3函數(shù)設(shè)計與使用大家在初中數(shù)學(xué)課程中就有學(xué)習(xí)過函數(shù)的概念，函數(shù)表示從自變量到因變量之間的一-種映射或?qū)?yīng)關(guān)系。軟件開發(fā)中的函數(shù)也具有相似的含義，也是把輸入經(jīng)過一定的變換和處理最后得到預(yù)訂的輸出。從外部看，函數(shù)就像一個黑盒子，不需要了解內(nèi)部原理，值需要了解其接口或使用方法即可。在軟件開發(fā)過程中，經(jīng)常有很多操作是完全相同或者是非常相似的，僅僅是要處理的數(shù)據(jù)不同而已，因此經(jīng)常在不同的代碼位置多次執(zhí)行相似或完全相同的代碼塊。很顯然，從軟件設(shè)計和代碼復(fù)用的角度來講，直接將該代碼塊復(fù)制到多個相應(yīng)位置然后進(jìn)行簡單修改絕對不是一個好主意。雖然這樣可以使得多份復(fù)制的買嗎可以彼此獨立的進(jìn)行修改，單這樣不僅增加了代碼最，也增加了代碼閱讀、理解和維護(hù)的難度，更重要的是為代碼測試和糾錯帶來了很大的困難。一旦被復(fù)制的代碼塊將來某天被發(fā)現(xiàn)存在問題而需要修改，則必須對所有的復(fù)制都做同樣正確的修改，這在實際中是很難完成的意向任務(wù)。由于代碼量的大幅度增加，導(dǎo)致代碼之間的關(guān)系更加復(fù)雜，很可能在修補(bǔ)就漏洞的同事又引入了新漏洞。因此，應(yīng)盡量減少使用直接復(fù)制代碼塊的方式來實現(xiàn)復(fù)用。解決這個問題的郵箱方法是設(shè)計函數(shù)（function）和類（class）。將可能反復(fù)執(zhí)行的代碼封裝為函數(shù)，并在需要執(zhí)行該段代碼功能的地方進(jìn)行調(diào)用，這不僅可以實現(xiàn)代碼的復(fù)用，更重要的是可以保證代碼的一致性，只需要修改該函數(shù)代碼則所有調(diào)用位置均得到體現(xiàn)。同事，把大任務(wù)拆分成多個函數(shù)也是分治法的經(jīng)典應(yīng)用，復(fù)雜問題簡單化，使得軟件開發(fā)像搭積木一樣簡單。淡然，在實際開發(fā)中，需要對函數(shù)進(jìn)行良好的設(shè)計和優(yōu)化才能充分發(fā)揮其優(yōu)勢。在編寫函數(shù)時，有很多原則需要參考和遵守，例如，不要在用以函數(shù)中執(zhí)行太多的功能，盡量只讓其完成一個高度相關(guān)且大小合適的功能，以提高模塊的內(nèi)聚行。另外，盡量減少不同函數(shù)之間的隱式耦合，例如減少全局變量的使用，是的函數(shù)之間僅通過調(diào)用和參數(shù)傳遞來顯式體現(xiàn)其相互關(guān)系。基本語法在Python中，定義函數(shù)的語法如下：ldef函數(shù)名（［參數(shù)列表］）:“‘注釋"'函數(shù)體代碼塊在Python中使用def關(guān)鍵字來定義函數(shù)，然后是一個空格和函數(shù)名稱，接下來是一對圓括號，在圓括號內(nèi)是形式參數(shù)列表，如果有多個參數(shù)則使用逗號分隔開，圓括號之后是一個冒號和換行，最后是必要的注釋和函數(shù)體代碼。定義函數(shù)時需要注意的問題：（1）函數(shù)參數(shù)不需要聲明其類型，也不需要指定函數(shù)返回值類型；(2)即使該函數(shù)不需要接受任何參數(shù)，也必須保留一對空的圓括號;(3)括號后面的冒號必不可少；(4)函數(shù)體相對于def關(guān)鍵字必須保持一定的空格縮進(jìn)。小提示：注釋是軟件開發(fā)人員的筆記，對代碼測試人員和維護(hù)人員來說也非常重要。在Python中有兩種注釋方式：符號#后面的內(nèi)容表示注秤，不屬于任何語句的一對三引號也表示注釋。小技巧：不少程序員是編寫完代碼之后再添加適當(dāng)?shù)淖⑨?，我恰恰相反。我一般都是先寫注釋，以注釋的形式用自然語言把程序思路描述出來，然后再把這些注釋“翻譯”成程序語言，正所謂“代碼未動，注釋先行二下面的函數(shù)用來計算斐波那契數(shù)列中小于參數(shù)n的所有值：Ideffib(n):~#定義函數(shù)，括號里的n是形式參數(shù)a,b=l,lwhilea<n:ifb<n:a,b=b,a+belse:print(a)breaklOfib(lOOO)#調(diào)用函數(shù)，括號里的1000是實參1112#函數(shù)執(zhí)行結(jié)果：987代碼塊在定義函數(shù)時，開頭部分的注釋不是必須的，但是如果為函數(shù)的定義加上一段注釋的話,可以為用戶提供友好的提示和使用幫助。例如，把上面生成斐波那契的函數(shù)定義加上如下注釋："'acceptanintegern.returnthenumberslessthanninFibonaccisequence.'"如此一來，可以使用內(nèi)置函數(shù)help。來查看函數(shù)的使用幫助，并且在調(diào)用該函數(shù)時輸入左側(cè)圓括號之后，立刻就會得到該函數(shù)的使用說明。print(fib._doc_)print('-,*30)help(fib)acceptanintegern.returnthenumberslessthanninFibonaccisequence.Helponfunctionfibinmodule_main_:llfib(n)acceptanintegern.returnthenumberslessthanninFibonaccisequence.代碼塊建議：如果代碼本身不能提供非常好的可讀性，那么最好加上適當(dāng)?shù)淖⑨寔碚f明，要不然，自己寫的代碼自己都看不懂了。很多程序員都有過這樣的經(jīng)歷。在Python中，定義函數(shù)時不需要聲明函數(shù)返回值的類型，而是使用return語句結(jié)束函數(shù)的執(zhí)行的同時返回任意類型的值，函數(shù)返回值類型與return語句返回表達(dá)式的類型一致。無論return語句出現(xiàn)在函數(shù)的任何位置，一旦得到執(zhí)行將直接結(jié)束函數(shù)的執(zhí)行。如果函數(shù)沒有return語句或者執(zhí)行了不返回任何值的return語句，Python將認(rèn)為該函數(shù)以returnNone結(jié)束，即返回空值。小提示：作為使用者，在調(diào)用函數(shù)時，一定要注意函數(shù)有沒有返回值，以及是否會對函數(shù)實參的值進(jìn)行修改。例如，前面介紹的列表方法sort()屬于原地操作，沒有返回值，而內(nèi)置函數(shù)sorted。則返回排序后的序列，并不對原列表做任何修改。1?>a=[1Z2,3A9,5,7]?>print(sorted(a))[1,2,3,4,5,7,9]?>?>a[1,2,3,4,9,5,7]#原列表內(nèi)容沒變7?>?>print(a.sort())#列表對象的sort()方法沒有返回值None?>?>print(a)口，2,3,4,5,7,9]?>代碼塊擴(kuò)展知識：函數(shù)屬于可調(diào)用對象。由于構(gòu)造函數(shù)的存在，類也是可調(diào)用的。另外，任何包含call()方法的類的對象都是可調(diào)用的。例如，下面的代碼演示了函數(shù)嵌套定義情況:deflinear(a,b):defresult(x):ttfF.Python41,函數(shù)是可以使用嵌套定義的returna*x+breturnresult6#下面的代碼演示了可調(diào)用對象類的定義：classlinear:def_init_(self,a,b):self.a=aself.b=bdef_call_(self,x):14returnself.a*x+self.b1516#使用上面的嵌套函數(shù)和類這兩種方式中任何一個，都可以通過以下的方式來定義一個可調(diào)用對象：1718taxes=linear(0.3,2)1920#然后通過下面的方式來調(diào)用該對象：2122taxes(5)2324#下面的代碼完整地演示了嵌套函數(shù)定義與使用的方法，有效利用了用戶名檢查功能的代碼，關(guān)于面向?qū)ο缶幊痰闹R請參考第4章。2526defcheck_permission(func):27defwrapper(*args,**kwargs):28ifkwargs.getCusername')!='admin':29raiseException('Sorry.Youarenotallowed.')30returnfunc(*args,**kwargs)31returnwrapper3233classReadWriteFile():3435@check_permission36defread(self,username,filename):37returnopen(filename,'r').read()3839defwrite(self,username,filename,content):40open(filename/a+').write(content)4142#把函數(shù)check_permission作為普通函數(shù)使用43write=check_permission(write)4445if_name_=='_main_46t=ReadWriteFilef)47print('Originally')48print(t.read(username=,admin'zfilename=r'd:\sample.txt,))49print('Now,trytowritetoafile...,)50t.write(username='admin,/filename=r,d:\sample.txt,,content=,\nhelloworld')