Python函數（函數定義、函數調用）用法詳解

Python 中，函數的應用非常廣泛，前面章節中我們已經接觸過多個函數，比如 input() 、print()、range()、len() 函數等等，這些都是 Python 的內置函數，可以直接使用。

除了可以直接使用的內置函數外，Python 還支持自定義函數，即將一段有規律的、可重復使用的代碼定義成函數，從而達到一次編寫、多次調用的目的。

比如，在程序中定義了一段代碼，這段代碼用於實現一個特定的功能。問題來了，如果下次需要實現同樣的功能，難道要把前面定義的代碼復制一次？如果這樣做實在太傻了，這意味着每次當程序需要實現該功能時，都要將前面定義的代碼復制一次。正確的做法是，將實現特定功能的代碼定義成一個函數，每次當程序需要實現該功能時，只要執行（調用）該函數即可。

通俗來講，所謂函數，就是指為一段實現特定功能的代碼“取”一個名字，以后即可通過該名字來執行（調用）該函數。使用函數，可以大大提高代碼的重復利用率。

通常，函數可以接收零個或多個參數，也可以返回零個或多個值。從函數使用者的角度來看，函數就像一個“黑匣子”，程序將零個或多個參數傳入這個“黑匣子”，該“黑匣子”經過一番計算即可返回零個或多個值。

對於“黑匣子”的內部細節（就是函數的內部實現細節），函數的使用者並不需要關心。就像前面在調用 len()、max()、min() 等函數時，我們只負責傳入參數、接收返回值，至於函數內部的實現細節，我們並不關心。

如圖 1 所示為函數調用示意圖：

圖 1 函數調用示意圖

從函數定義者（實現函數的人）的角度來看，其至少需要想清楚以下 3 點：

1. 函數需要幾個關鍵的需要動態變化的數據，這些數據應該被定義成函數的參數。
2. 函數需要傳出幾個重要的數據（就是調用該函數的人希望得到的數據），這些數據應該被定義成返回值。
3. 函數的內部實現過程。

不難看出，定義函數比調用函數要難得多，而本節正是教你如何定義函數的。不過不用擔心，對於實現過程復雜的函數，定義本身就很費力，有時候實現不出來也完全正常。

Python函數的定義

定義函數，也就是創建一個函數，可以理解為創建一個具有某些用途的工具。定義函數需要用 def 關鍵字實現，具體的語法格式如下：

def 函數名(形參列表):
    //由零條到多條可執行語句組成的代碼塊
    [return [返回值]]

其中，用 [] 括起來的為可選擇部分，即可以使用，也可以省略。

此格式中，各部分參數的含義如下：

• 函數名：從語法角度來看，函數名只要是一個合法的標識符即可；從程序的可讀性角度來看，函數名應該由一個或多個有意義的單詞連綴而成，每個單詞的字母全部小寫，單詞與單詞之間使用下畫線分隔。
• 形參列表：用於定義該函數可以接收的參數。形參列表由多個形參名組成，多個形參名之間以英文逗號（,）隔開。一旦在定義函數時指定了形參列表，調用該函數時就必須傳入相應的參數值，也就是說，誰調用函數誰負責為形參賦值。
• 注意，在創建函數時，即使函數不需要參數，也必須保留一對空的“()”，否則 Python 解釋器將提示“invaild syntax”錯誤。另外，如果想定義一個沒有任何功能的空函數，可以使用 pass 語句作為占位符。
• 下面程序定義了兩個函數：
  
  1. def my_max(x, y) :
  2. # 定義一個變量z，該變量等於x、y中較大的值
  3. z = x if x > y else y
  4. # 返回變量z的值
  5. return z
  6. # 定義一個函數，聲明一個形參
  7. def say_hi(name) :
  8. print("===正在執行say_hi()函數===")
  9. return name + "，您好！"

  Python函數的調用

  調用函數也就是執行函數。如果把創建的函數理解為一個具有某種用途的工具，那么調用函數就相當於使用該工具。
  
  函數調用的基本語法格式如下所示：

  函數名([形參值])

  其中，函數名即指的是要調用的函數的名稱；形參值指的是當初創建函數時要求傳入的各個形參的值。需要注意的是，創建函數有多少個形參，那么調用時就需要傳入多少個值，且順序必須和創建函數時一致。即便該函數沒有參數，函數名后的小括號也不能省略。
  
  例如，調用前面創建的那 2 個函數，執行代碼如下：
  1. a = 6
  2. b = 9
  3. # 調用my_max()函數，將函數返回值賦值給result變量
  4. result = my_max(a , b) # ①
  5. print("result:", result)
  6. # 調用say_hi()函數，直接輸出函數的返回值
  7. print(say_hi("孫悟空")) # ②
  上面程序中，分別在 ① 號、② 號代碼處調用了 my_max() 和 say_hi() 這兩個函數。從下面的運行結果可以看出，當程序調用一個函數時，既可以把調用函數的返回值賦值給指定變量，也可以將函數的返回值傳給另一個函數，作為另一個函數的參數。
  
  運行上面程序，將可以看到如下運行結果：

  result: 9
  ===正在執行say_hi()函數===
  孫悟空，您好！

  另外，在函數體中使用 return 語句可以顯式地返回一個值，return 語句返回的值既可是有值的變量，也可是一個表達式。例如上面的 my_max() 函數，實際上也可簡寫為如下形式：
  1. def my_max(x, y) :
  2. # 返回一個表達式
  3. return x if x > y else y

  為函數提供說明文檔

  前面介紹過可以使用 Python 內置的 help() 函數查看其他函數的幫助文檔，我們也經常通過 help() 函數查看指定函數的幫助信息，這對於 Python 開發者來說非常重要。
  
  我們還可以為函數編寫說明文檔，只要把一段字符串放在函數聲明之后、函數體之前，這段字符串將被作為函數的部分，這個文檔就是函數的說明文檔。
  
  程序既可通過 help() 函數查看函數的說明文檔，也可通過函數的 __doc__ 屬性訪問函數的說明文檔。下面程序示范了為函數編寫說明文檔：
  
  1. def my_max(x, y) :
  2. '''
  3. 獲取兩個數值之間較大數的函數。
  5. my_max(x, y)
  6. 返回x、y兩個參數之間較大的那個
  7. '''
  8. # 定義一個變量z，該變量等於x、y中較大的值
  9. z = x if x > y else y
  10. # 返回變量z的值
  11. return z
  上面程序使用多行字符串的語法為 my_max() 函數編寫了說明文檔，接下來程序既可通過 help() 函數查看該函數的說明文檔，也可通過 __doc__ 屬性訪問該函數的說明文檔。
  
  1. # 使用help()函數查看my_max的幫助文檔
  2. help(my_max)
  3. #或者 print(my_max.__doc__)
  運行上面代碼，可以看到如下運行結果：

  Help on function my_max in module __main__:
  
  my_max(x, y)
      獲取兩個數值之間較大數的函數。
     
      my_max(x, y)
          返回x、y兩個參數之間較大的那個。