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关于python:Python-114Python手把手教程之详解函数的高级用法

作者 | 弗拉德
起源 | 弗拉德(公众号:fulade_me)

传递列表

你常常会发现,向函数传递列表很有用,这种列表蕴含的可能是名字、数字或更简单的对象(如字典)。将列表传递给函数后,函数就能间接拜访其内容。上面应用函数来进步解决列表的效率。

假如有一个用户列表,咱们要问候其中的每位用户。上面的示例将一个名字列表传递给一个名为 greet_users() 的函数,这个函数问候列表中的每个人:

def greet_users(names): 
    """向列表中的每位用户都收回简略的问候""" 
    for name in names:
        msg = "Hello," + name.title() + "!" 
        print(msg)
        
usernames = ['hannah', 'ty', 'margot'] 
greet_users(usernames)

咱们将 greet_users() 定义成承受一个名字列表,并将其存储在形参 names 中。这个函数遍历收到的列表,并对其中的每位用户都打印一条问候语。而后咱们定义了一个用户列表——usernames,而后调用greet_users(),并将这个列表传递给它:

Hello, Hannah! 
Hello, Ty! 
Hello, Margot!

输入完全符合预期,每位用户都看到了一条个性化的问候语。每当你要问候一组用户时,都可调用这个函数。

在函数中批改列表

将列表传递给函数后,函数就可对其进行批改。在函数中对这个列表所做的任何批改都是永久性的,这让你可能高效地解决大量的数据。

来看一家为用户提交的设计制作 3D 打印模型的公司。须要打印的设计存储在一个列表中,打印后移到另一个列表中。上面是在不应用函数的状况下模仿这个过程的代码:

# 首先创立一个列表,其中蕴含一些要打印的设计
unprinted_designs = ['iphone case', 'robot pendant', 'dodecahedron'] 
completed_models = []
# 模仿打印每个设计,直到没有未打印的设计为止
# 打印每个设计后,都将其移到列表 completed_models 中 
while unprinted_designs:
    current_design = unprinted_designs.pop()
    #模仿依据设计制作 3D 打印模型的过程 
    print("Printing model:" + current_design) completed_models.append(current_design)
# 显示打印好的所有模型
print("\nThe following models have been printed:") 
for completed_model in completed_models:
    print(completed_model)

这个程序首先创立一个须要打印的设计列表,还创立一个名为 completed_models 的空列表,每个设计打印都将移到这个列表中。

只有列表 unprinted_designs 中还有设计,while循环就模仿打印设计的过程: 从该列表开端删除一个设计,将其存储到变量 current_design 中,并显示一条音讯,指出正在打印以后的设计,再将该设计退出到列表 completed_models 中。循环完结后,显示已打印的所有设计:

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

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

为从新组织这些代码,咱们可编写两个函数,每个都做一件具体的工作。大部分代码都与原来雷同,只是效率更高。第一个函数将负责解决打印设计的工作,而第二个将概述打印了哪些设计:

def print_models(unprinted_designs, completed_models):
    """模仿打印每个设计,直到没有未打印的设计为止打印每个设计后,都将其移到列表 completed_models 中"""
    while unprinted_designs:
        current_design = unprinted_designs.pop()
        # 模仿依据设计制作 3D 打印模型的过程
        print("Printing model:" + current_design)
        completed_models.append(current_design)

def show_completed_models(completed_models): 
    """显示打印好的所有模型"""
    print("\nThe following models have been printed:") for completed_model in completed_models:
        print(completed_model)
unprinted_designs = ['iphone case', 'robot pendant', 'dodecahedron'] 
completed_models = []

print_models(unprinted_designs, completed_models) 
show_completed_models(completed_models)

首先,咱们定义了函数print_models(),它蕴含两个形参: 一个须要打印的设计列表和一个打印好的模型列表。

给定这两个列表,这个函数模仿打印每个设计的过程: 将设计一一地从未 打印的设计列表中取出,并退出到打印好的模型列表中。

而后,咱们定又义了函数 show_completed_models(),它蕴含一个形参: 打印好的模型列表。给定这个列表,函数show_completed_models() 显示打印进去的每个模型的名称。
这个程序的输入与未应用函数的版本雷同,但组织更为有序。实现大部分工作的代码都移到了两个函数中,让主程序更容易了解。只有看看主程序,你就晓得这个程序的性能容易看清得多:

unprinted_designs = ['iphone case', 'robot pendant', 'dodecahedron'] 
completed_models = []
print_models(unprinted_designs, completed_models) 
show_completed_models(completed_models)

咱们创立了一个未打印的设计列表,还创立了一个空列表,用于存储打印好的模型。接下来,因为咱们曾经定义了两个函数,因而只需调用它们并传入正确的实参即可。咱们调用 print_models() 并向它传递两个列表; 像预期的一样,print_models()模仿打印设计的过程。接下来,咱们调用show_completed_models(),并将打印好的模型列表传递给它,让其可能指出打印了哪些模型。描述性的函数名让他人浏览这些代码时也能明确,尽管其中没有任何正文。

相比于没有应用函数的版本,这个程序更容易扩大和保护。如果当前须要打印其余设计,只需再次调用 print_models() 即可。如果咱们发现须要对打印代码进行批改,只需批改这些代码一次,就能影响所有调用该函数的中央; 与必须别离批改程序的多个中央相比,这种批改的效率更高。

这个程序还演示了这样一种理念,即每个函数都应只负责一项具体的工作。第一个函数打印每个设计,而第二个显示打印好的模型; 这优于应用一个函数来实现两项工作。编写函数时,如果你发现它执行的工作太多,请尝试将这些代码划分到两个函数中。别忘了,总是能够在一个函 数中调用另一个函数,这有助于将简单的工作划分成一系列的步骤。

传递任意数量的实参

有时候,你事后不晓得函数须要承受多少个实参,好在 Python 容许函数从调用语句中收集任意数量的实参。

例如,来看一个制作披萨的函数,它须要承受很多配料,但你无奈预先确定顾客要多少种配料。上面的函数只有一个形参*toppings,但不论调用语句提供了多少实参,这个形参都将它们通通支出囊中:

def make_pizza(*toppings): 
    """打印顾客点的所有配料""" 
    print(toppings)
    make_pizza('pepperoni')
    make_pizza('mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

形参名 *toppings 中的星号让 Python 创立一个名为 toppings 的空元组,并将收到的所有值都封装到这个元组中。函数体内的 print 语句通过生成输入来证实 Python 可能解决应用一个值调用函数的情景,也能解决应用三个值来调用函数的情景。
它以相似的形式解决不同的调用,留神,Python 将实参封装到一个元组中,即使函数只收到一个值也如此:

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

当初,咱们能够将这条 print 语句替换为一个循环,对配料列表进行遍历,并对顾客点的披萨进行形容:

def make_pizza(*toppings):
    """概述要制作的比萨"""
    print("\nMaking a pizza with the following toppings:") 
    for topping in toppings:
        print("-" + topping)
make_pizza('pepperoni')
make_pizza('mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

不论收到的是一个值还是三个值,这个函数都能妥善地解决:

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

不论函数收到的实参是多少个,这种语法都管用。

将函数存储在模块中

函数的长处之一是,应用它们可将代码块与主程序拆散。通过给函数指定描述性名称,可让主程序容易了解得多。你还能够更进一步,将函数存储在被称为模块的独立文件中,再将模块导入到主程序中。import语句容许在以后运行的程序文件中应用模块中的代码。
通过将函数存储在独立的文件中,可暗藏程序代码的细节,将重点放在程序的高层逻辑上。这还能让你在泛滥不同的程序中重用函数。将函数存储在独立文件中后,可与其余程序员共享这些文件而不是整个程序。晓得如何导入函数还能让你应用其余程序员编写的函数库。
导入模块的办法有多种,上面对每种都作简要的介绍。

导入整个模块

要让函数是可导入的,得先创立模块。模块是扩大名为.py 的文件,蕴含要导入到程序中的代码。上面来创立一个蕴含函数 make_pizza() 的模块。为此,咱们将文件 pizza.py 中除函数 make_pizza() 之外的其余代码都删除:

def make_pizza(size, *toppings):
    """概述要制作的比萨"""
    print("\nMaking a" + str(size) + "-inch pizza with the following toppings:")
    for topping in toppings:
        print("-" + topping)

接下来,咱们在 pizza.py 所在的目录中创立另一个名为 making_pizzas.py 的文件,这个文件导入刚创立的模块,再调用 make_pizza() 两次:

import pizza
pizza.make_pizza(16, 'pepperoni')
pizza.make_pizza(12, 'mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

Python 读取这个文件时,代码行 import pizza 让 Python 关上文件 pizza.py,并将其中的所有函数都复制到这个程序中。你看不到复制的代码,因为这个程序运行时,Python 在幕后复制这些代码。你只需晓得,在making_pizzas.py 中,能够应用 pizza.py 中定义的所有函数。

要调用被导入的模块中的函数,可指定导入的模块的名称 pizza 和函数名make_pizza(),并用句点分隔它们。这些代码的输入与没有导入模块的原始程序雷同:

Making a 16-inch pizza with the following toppings:
- pepperoni
Making a 12-inch pizza with the following toppings: 
- mushrooms
- green peppers
- extra cheese

这就是一种导入办法: 只需编写一条 import 语句并在其中指定模块名,就可在程序中应用该模块中的所有函数。如果你应用这种 import 语句导入了名为 module_name.py 的整个模块,就可应用上面的语法来应用其中任何一个函数:

module_name.function_name()

导入特定的函数

你还能够导入模块中的特定函数,这种导入办法的语法如下:

from module_name import function_name

通过用逗号分隔函数名,可依据须要从模块中导入任意数量的函数:

from module_name import function_0, function_1, function_2

对于后面的 making_pizzas.py 示例,如果只想导入要应用的函数,代码将相似于上面这样:

from pizza import make_pizza
make_pizza(16, 'pepperoni')
make_pizza(12, 'mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

若应用这种语法,调用函数时就无需应用句点。因为咱们在 import 语句中显式地导入了函数make_pizza(),因而调用它时只需指定其名称。

应用 as 给函数指定别名

如果要导入的函数的名称可能与程序中现有的名称抵触,或者函数的名称太长,可指定简短而举世无双的别名——函数的另一个名称,相似于外号。要给函数指定这种非凡外号,须要在导入它时这样做。
上面给函数 make_pizza() 指定了别名 mp()。这是在 import 语句中应用make_pizza as mp 实现的,关键字 as 将函数重命名为你提供的别名:

from pizza import make_pizza as mp
mp(16, 'pepperoni')
mp(12, 'mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

下面的 import 语句将函数 make_pizza()重命名为 mp(); 在这个程序中,每当须要调用 make_pizza() 时,都可简写成 mp(),而 Python 将运行make_pizza() 中的代码,这可防止与这个程序可能蕴含的函数 make_pizza() 混同。指定别名的通用语法如下:

from module_name import function_name as fn

应用 as 给模块指定别名

你还能够给模块指定别名。通过给模块指定简短的别名 (如给模块 pizza 指定别名 p),让你可能更轻松地调用模块中的函数。相比于pizza.make_pizza()p.make_pizza() 更为简洁:

import pizza as p
p.make_pizza(16, 'pepperoni')
p.make_pizza(12, 'mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

上述 import 语句给模块 pizza 指定了别名 p,但该模块中所有函数的名称都没变。调用函数 make_pizza() 时,可编写代码 p.make_pizza() 而不是pizza.make_pizza(),这样不仅能使代码更简洁,还能够让你不再关注模块名,而专一于描述性的函数名。这些函数名明确地指出了函数的性能,对了解代码而言,它们比模块名更重要。给模块指定别名的通用语法如下:

import module_name as mn

导入模块中的所有函数

应用星号 (*) 运算符可让 Python 导入模块中的所有函数:

from pizza import *
make_pizza(16, 'pepperoni')
make_pizza(12, 'mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

import 语句中的星号让 Python 将模块 pizza 中的每个函数都复制到这个程序文件中。因为导入了每个函数,可通过名称来调用每个函数,而无需应用句点表示法。然而,应用并非本人编写的大型模块时,最好不要采纳这种导入办法: 如果模块中有函数的名称与你的我的项目中应用的名称雷同,可能导致意想不到的后果:Python 可能遇到多个名称雷同的函数或变量,进而笼罩函数,而不是别离导入所有的函数。

最佳的做法是,要么只导入你须要应用的函数,要么导入整个模块并应用句点表示法。这能让代码更清晰,更容易浏览和了解。这里之所以介绍这种导入办法,只是想让你在浏览他人编写 的代码时,如果遇到相似于上面的 import 语句,可能了解它们:

from module_name import *

函数编写指南

编写函数时,须要牢记几个细节。应给函数指定描述性名称,且只在其中应用小写字母和下 划线。描述性名称可帮忙你和他人明确代码想要做什么。给模块命名时也应遵循上述约定。
每个函数都应蕴含简要地论述其性能的正文,该正文应紧跟在函数定义前面,并采纳文档字 符串格局。文档良好的函数让其余程序员只需浏览文档字符串中的形容就可能应用它: 他们齐全 能够置信代码如形容的那样运行; 只有晓得函数的名称、须要的实参以及返回值的类型,就能在 本人的程序中应用它。
给形参指定默认值时,等号两边不要有空格:

def function_name(parameter_0, parameter_1='default value')

对于函数调用中的关键字实参,也应遵循这种约定:

function_name(value_0, parameter_1='value')

官网倡议代码行的长度不要超过 79 字符,这样只有编辑器窗口适中,就能看到整行代码。如果形参很多,导致函数定义的长度超过了 79 字符,可在函数定义中输出左括号后按回车键,并在下一行按两次 Tab 键,从而将形参列表和只缩进一 层的函数体辨别开来。
大多数编辑器都会主动对齐后续参数列表行,使其缩进水平与你给第一个参数列表行指定的 缩进水平雷同:

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

如果程序或模块蕴含多个函数,可应用两个空行将相邻的函数离开,这样将更容易晓得前一 个函数在什么中央完结,下一个函数从什么中央开始。所有的 import 语句都应放在文件结尾,惟一例外的情景是,在文件结尾应用了正文来形容整个程序。


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