基础篇(三)

函数

下面是一个打印问候语的简单函数，名为greet_user() ：

greeter.py

def greet_user():
     """显示简单的问候语"""
     print("Hello!")

greet_user()

这个示例演示了最简单的函数结构。第一行的代码行使用关键字def 来告诉Python你要定义一个函数。这是函数定义 ，向Python指出了函数名，还可能在括号内指出函数为完成其任务需要什么样的信息。在这里，函数名为greet_user() ，它不需要任何信息就能完成其工作，因此括号是空的（即便如此，括号也必不可少）。最后，定义以冒号结尾。

紧跟在def greet_user(): 后面的所有缩进行构成了函数体。第二行的文本是被称为文档字符串 （docstring）的注释，描述了函数是做什么的。文档字符串用三引号括起，Python使用它们来生成有关程序中函数的文档。

代码行print(“Hello!”) 是函数体内的唯一一行代码，greet_user() 只做一项工作：打印Hello! 。

要使用这个函数，可调用它。函数调用 让Python执行函数的代码。要调用 函数，可依次指定函数名以及用括号括起的必要信息，如第五行所示。由于这个函数不需要任何信息，因此调用它时只需输入greet_user() 即可。和预期的一样，它打印Hello! ：

向函数传递信息

只需稍作修改，就可以让函数greet_user() 不仅向用户显示Hello! ，还将用户的名字用作抬头。为此，可在函数定义def greet_user() 的括号内添加username 。通过在这里添加username ，就可让函数接受你给username 指定的任何值。现在，这个函数要求你调用它时给username 指定一个值。调用greet_user() 时，可将一个名字传递给它，如下所示：

def greet_user(username):
    """显示简单的问候语"""
    print("Hello, " + username.title() + "!")

greet_user('jesse')

代码greet_user(‘jesse’) 调用函数greet_user() ，并向它提供执行print 语句所需的信息。这个函数接受你传递给它的名字，并向这个人发出问候：

同样，greet_user(‘sarah’) 调用函数greet_user() 并向它传递’sarah’ ，打印Hello, Sarah! 。你可以根据需要调用函数greet_user() 任意次，调用时无论传入什么样的名字，都会生成相应的输出。

实参和形参

前面定义函数greet_user() 时，要求给变量username 指定一个值。调用这个函数并提供这种信息（人名）时，它将打印相应的问候语。

在函数greet_user() 的定义中，变量username 是一个形参 ——函数完成其工作所需的一项信息。在代码greet_user(‘jesse’) 中，值’jesse’ 是一个实参 。实参是调用函数时传递给函数的信息。我们调用函数时，将要让函数使用的信息放在括号内。在greet_user(‘jesse’) 中，将实参’jesse’ 传递给了函数greet_user() ，这个值被存储在形参username 中。

关键字实参

关键字实参 是传递给函数的名称—值对。你直接在实参中将名称和值关联起来了，因此向函数传递实参时不会混淆（不会得到名为Hamster的harry这样的结果）。关键字实参让你无需考虑函数调用中的实参顺序，还清楚地指出了函数调用中各个值的用途。

下面来重新编写pets.py，在其中使用关键字实参来调用describe_pet() ：

def describe_pet(animal_type, pet_name):
    """显示宠物的信息"""
    print("\nI have a " + animal_type + ".")
    print("My " + animal_type + "'s name is " + pet_name.title() + ".")

describe_pet(animal_type='hamster', pet_name='harry')

函数describe_pet() 还是原来那样，但调用这个函数时，我们向Python明确地指出了各个实参对应的形参。看到这个函数调用时，Python知道应该将实参’hamster’ 和’harry’ 分别存储在形参animal_type 和pet_name 中。输出正确无误，它指出我们有一只名为Harry的仓鼠。

关键字实参的顺序无关紧要，因为Python知道各个值该存储到哪个形参中。下面两个函数调用是等效的：

describe_pet(animal_type='hamster', pet_name='harry')
describe_pet(pet_name='harry', animal_type='hamster')

默认值

编写函数时，可给每个形参指定默认值 。在调用函数中给形参提供了实参时，Python将使用指定的实参值；否则，将使用形参的默认值。因此，给形参指定默认值后，可在函数调用中省略相应的实参。使用默认值可简化函数调用，还可清楚地指出函数的典型用法。

例如，如果你发现调用describe_pet() 时，描述的大都是小狗，就可将形参animal_type 的默认值设置为’dog’ 。这样，调用describe_pet() 来描述小狗时，就可不提供这种信息：

def describe_pet(pet_name, animal_type='dog'):
    """显示宠物的信息"""
    print("\nI have a " + animal_type + ".")
    print("My " + animal_type + "'s name is " + pet_name.title() + ".")

describe_pet(pet_name='willie')

这里修改了函数describe_pet() 的定义，在其中给形参animal_type 指定了默认值’dog’ 。这样，调用这个函数时，如果没有给animal_type 指定值，Python将把这个形参设置为’dog’ ：

请注意，在这个函数的定义中，修改了形参的排列顺序。由于给animal_type 指定了默认值，无需通过实参来指定动物类型，因此在函数调用中只包含一个实参——宠物的名字。然而，Python依然将这个实参视为位置实参，因此如果函数调用中只包含宠物的名字，这个实参将关联到函数定义中的第一个形参。这就是需要将pet_name 放在形参列表开头的原因所在。

现在，使用这个函数的最简单的方式是，在函数调用中只提供小狗的名字：

describe_pet('willie')

这个函数调用的输出与前一个示例相同。只提供了一个实参——‘willie’ ，这个实参将关联到函数定义中的第一个形参——pet_name 。由于没有给animal_type 提供实参，因此Python使用其默认值’dog’ 。

如果要描述的动物不是小狗，可使用类似于下面的函数调用：

describe_pet(pet_name='harry', animal_type='hamster')

返回值

函数并非总是直接显示输出，相反，它可以处理一些数据，并返回一个或一组值。函数返回的值被称为返回值 。在函数中，可使用return 语句将值返回到调用函数的代码行。返回值让你能够将程序的大部分繁重工作移到函数中去完成，从而简化主程序。

下面来看一个函数，它接受名和姓并返回整洁的姓名：

def get_formatted_name(first_name,last_name):
	full_name = first_name + ' ' + last_name
	return full_name.title()

musician = get_formatted_name('jimi', 'hendrix')
print(musician)

函数get_formatted_name() 的定义通过形参接受名和姓。它将姓和名合而为一，在它们之间加上一个空格，并将结果存储在变量full_name 中（）。然后，将full_name 的值转换为首字母大写格式，并将结果返回到函数调用行。

调用返回值的函数时，需要提供一个变量，用于存储返回的值。在这里，将返回值存储在了变量musician 中。输出为整洁的姓名：

模块

函数的优点之一是，使用它们可将代码块与主程序分离。通过给函数指定描述性名称，可让主程序容易理解得多。你还可以更进一步，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 语句允许在当前运行的程序文件中使用模块中的代码。

通过将函数存储在独立的文件中，可隐藏程序代码的细节，将重点放在程序的高层逻辑上。这还能让你在众多不同的程序中重用函数。将函数存储在独立文件中后，可与其他程序员共享这些文件而不是整个程序。知道如何导入函数还能让你使用其他程序员编写的函数库。

要让函数是可导入的，得先创建模块。模块 是扩展名为.py的文件，包含要导入到程序中的代码。下面来创建一个包含函数make_pizza() 的模块。为此，我们将文件pizza.py中除函数make_pizza() 之外的其他代码都删除：

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，我们在pizza.py所在的目录中创建另一个名为making_pizzas.py的文件，这个文件导入刚创建的模块，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打开文件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。你只需知道，在making_pizzas.py中，可以使用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。这些代码的输出与没有导入模块的原始程序相同：

导入特定的函数

你还可以导入模块中的特定函数，这种导入方法的语法如下：

from module_name import function_name

通过用逗号分隔函数名，可根据需要从模块中导入任意数量的函数：

from module_name import function_0, function_1, function_2

使用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冲突，或者函数的名称太长，可指定简短而独一无二的别名 ——函数的另一个名称，类似于外号。要给函数指定这种特殊外号，需要在导入它时这样做。

下面给函数make_pizza() 指定了别名mp() 。这是在import 语句中使用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')

上面的import 语句将函数make_pizza() 重命名为mp() ；在这个程序中，每当需要调用make_pizza() 时，都可简写成mp() ，而Python将运行make_pizza() 中的代码，这可避免与这个程序可能包含的函数make_pizza() 混淆。

指定别名的通用语法如下：

from module_name import function_name as fn

使用 as 给模块指定别名

你还可以给模块指定别名。通过给模块指定简短的别名（如给模块pizza 指定别名p ），让你能够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，还可以让你不再关注模块名，而专注于描述性的函数名。这些函数名明确地指出了函数的功能，对理解代码而言，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

使用星号（* ）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。由于导入了每个函数，可通过名称来调用每个函数，而无需使用句点表示法。

集合

集合（set）是一个无序的不重复元素序列。

集合中的元素不会重复，并且可以进行交集、并集、差集等常见的集合操作。

可以使用大括号 { } 创建集合，元素之间用逗号 , 分隔， 或者也可以使用 set() 函数创建集合。

创建格式：

parame = {value01,value02,...}
或者
set(value)

以下是一个简单实例：

set1 = {1, 2, 3, 4}            # 直接使用大括号创建集合
set2 = set([4, 5, 6, 7])      # 使用 set() 函数从列表创建集合