七天学会Python编程 -- 第五章 函数

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5.1 什么是函数？为什么要用函数？

什么是函数？

函数是专门定义的一个程序块，可以被其他程序块重复使用。这个描述有点抽象，可以举个例子，比如计算两个数的平均数，按照一般逻辑是要这样写：

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a = 10
b = 20

c = a + b
d = c / 2
print(d)

后面的三行是平均数计算程序，先把两个变量加起来，然后除以2。这里就可以把这部分定义成一个函数，类似这样：

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def average_two_numbers(a, b):
    c = a + b
    d = c / 2
    print(d)

使用函数是这样：

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a = 10
b = 20
average_two_numbers(a, b)

这个 average_two_numbers 函数是定义了一个程序块，能接收2个参数 a 和 b，然后会计算两个数字的平均数并打印出来，这个函数可以被重复使用的，你可以传入任何2个数字都可以计算出平均数。

为什么要用函数？

函数可以把重复使用的程序块抽取出来，放到统一一个地方，然后在其他用到的地方重复调用。举个例子看一下，假设我们写个程序，要计算3次平均数，每次都是不同的两个数，如果不使用函数是类似这样代码：

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a = 10
b = 20

c = a + b
d = c / 2
print(d)

a = 30
b = 40

c = a + b
d = c / 2
print(d)

a = 50
b = 60

c = a + b
d = c / 2
print(d)

有没有看到计算平均数的代码在重复？

现在看一下改成函数的代码：

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def average_two_numbers(a, b):
    c = a + b
    d = c / 2
    print(d)

a = 10
b = 20
average_two_numbers(a, b)

a = 30
b = 40
average_two_numbers(a, b)

a = 50
b = 60
average_two_numbers(a, b)

现在有没有感觉代码清爽很多？可能还不够明显，如果计算平均数的代码有更多行，例如50行，感觉就会非常明显了，我们会把这50行都写在一个函数里，然后在使用时只需要一行代码调用这个函数就可以了，所以一个复杂的程序有了函数之后主程序也就是几段代码而已。

这样代码会清晰易懂，而且更重要的是更容易维护，如果我们想改动计算平均数的方法，只需要改动函数里面的代码就可以，调用函数的地方不需要改动。

举个现实中类似的例子，很多人都知道电脑上的 USB 接口，USB 接口其实就是定义了一个标准函数接口，规定了一些参数，只要符合 USB 接口的电子设备，比如鼠标、键盘等，可以插到 USB 接口使用，而这些电子设备本身可以多种多样，而且可以不断优化，只要按照 USB 接口的参数标准提供对外服务就可以。

Python 语言本身已经提供了很多内嵌函数，我们可以直接拿来用，像在我们示例代码里经常用的 print 函数。

我们在对象那一章节讲到的方法，其实也属于函数，只是方法一般是指一个对象本身的函数，也就是对象提供的可用函数，也一样可以有参数，有返回值。

函数这一章是比较抽象困难的部分，但也是必须要理解学会的部分。如果读完了之后没有理解，可以多实践操作和上网查资料。可以参考一下之前对 print 函数的介绍，更加直观，方便理解。

5.2 函数定义和使用方法

最简单的函数定义是这样写：

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def empty_func():
    pass

上面这个函数实际上没有发挥作用，是个空函数，里面的 pass 指令是跳过的意思，什么也不做。

我们看一下第一行 def empty_func(): 中的 def 是 Python 指令，后面的 empty_func 是我们给函数起的名字，后面的括号是指这个函数需要的参数，在这个例子里没有任何参数，所以括号里是空的，然后后面的冒号 : 跟以前的 if、for、while 等指令类似，是定义所属的程序块。

看一下上一节中那个有意义点的函数：

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def average_two_numbers(a, b):
    c = a + b
    d = c / 2
    print(d)

这个是定义一个名字叫 average_two_numbers 的函数，需要2个参数 a 和 b，里面的程序块是计算了 a 和 b 的平均数，并打印出来。

函数还有一个重要的概念是返回值，我们上面的例子是在函数里直接打印出了平均数计算结果，还有一种更常用的方式是把计算结果返回，由调用该函数的程序来考虑怎样展示出来，而不是每次都是在函数里打印出来，这个打印函数是在命令行里输出的，而实际场景可能是在一个网页里显示，或者在一个手机APP界面里显示。

我们看一下在函数里怎么用返回值：

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def average_two_numbers(a, b):
    c = a + b
    d = c / 2
    return d

a = 10
b = 20
result = average_two_numbers(a, b)
print(result)

从代码里可以看到，在函数程序块的最后一行 return d 是表示把计算结果返回，我们是把函数调用结果直接赋值给一个变量 result，然后再用 print(result) 打印出函数调用结果。

5.3 实践练习时间

过去章节我们学习了函数的概念和使用方法，下面通过几个实践练习来加深理解。

练习1：

定义一个函数，名字是 sum_list，传一个数值列表参数 list1，函数计算列表里各数值的和，然后返回。在主程序里定义一个数值列表，包含 10、20、30 这几个数字，然后调用刚才定义的函数，用这个数值列表作为参数，用一个变量获取到函数返回结果，最后打印出来。

（提示：这里的主程序就是用 python 程序文件名.py 命令时运行的程序代码，函数是属于主程序的一部分，但函数自己不会执行，需要被主程序调用后才能执行）

练习2：

定义一个函数，名字是 send_email，参数是 email 邮件地址和 content 邮件内容，函数里不进行实际的邮件发送操作，只是用 print 函数打印信息的方式模拟发送过程，先打印 “Connect to the email server…”，再打印 “Sending the email…”，再打印 “Sent successfully”。在主程序里使用这个函数。