14.1.1 理解函数类型

在Python中，函数也是一种数据类型。在理解函数类型之前，我们先看一段简单的代码实例，计算某个区间范围内的所有合数的和：

# __desc__ = 计算某区间范围内的所有合数的和
 
# 定义变量sum_of_numbers用来保存所有合数的和
sum_of_numbers = 0
 
# 合数指自然数中除了能被1和本身整除外
# 还能被其他数（0除外）整除的数
# 所以首先排除1与2
 
for number in range(3, 10):
    # 通过for循环和range来遍历从2到number之间的所有自然数
    for divisor in range(2, number):
        # % 是Python中的求余计算符号
        if number % divisor == 0:
            # number能被其他数整除时，余数为0
            # 如果余数为0，说明为合数
            sum_of_numbers += number  
            break
else:
    print(sum_of_numbers)

在以上代码中，通过for循环来计算1到10之间的所有合数的和。如果需要在下文中计算100到1000之间的所有合数的和？那么，该如何编写代码？最简单的做法是再次使用for循环来编写一段逻辑相同的代码，但这样会造成代码的冗余。

在计算机程序设计中，可将需重复使用的代码块封装到一个函数中，这样下次使用时再直接调用即可，无需重复编写。同学们可以将函数理解为一个从输入到输出的转换器，比如语言翻译器就是一种函数，将一种语言输出为另外一种语言。

14.1.2 函数的定义

在Python中使用关键字def来定义函数，关于def的定义，可以在交互模式中执行help("def")来进行查找：

>>> help("def")

Function definitions

********************

A function definition defines a user-defined function object (see

section The standard type hierarchy):

......

函数定义的基本语法：

def function_name(parameter_list):
    return value

function_name表示函数名，在下文中再次调用函数时，需要通过函数名来进行引用，没有函数名的函数被称为匿名函数。

Python中的函数名通常为小写的英语单词或单词的组合。在为函数取名的时候，函数名应当具备较强的可读性，即通过函数名就可以知道该函数的功能。函数名可以参考变量的命名风格。

parameter_list表示参数列表，参数列表是指函数可以包含多个参数，参数以英文逗号进行分隔。所谓的参数是指函数的输入。函数通常会有一个输出，在Python中通过return语句来结束函数的执行并返回一个值。

同学们可以将Python简单的理解为从输入到输出的转换，通过参数列表来定义函数的输入，通过函数的返回值，来定义输出的值。函数中的return不是必须的，这意味着函数可以没有返回值。

现在我们将计算区间范围内的合数的和来通过函数进行定义，以彻底的理解函数。

代码实例：

# __desc__ = 定义函数，计算某区间范围内的所有合数的和
 
# 使用def来定义函数
def sum_of_composite_numbers(start, stop):
  # 函数名为sum_of_composite_numbers
  # 在函数的参数列表中定义了两个形参，分别是start,stop
  # start表示区间的起始位置，stop表示区间的结束位置
 
  # 定义变量sum_of_numbers用来保存所有合数的和
  sum_of_numbers = 0
 
  # 合数指大于1的自然数中除了能被1和本身整除外
  # 还能被其他数（0除外）整除的数
 
  # 如果参数start的值大于2，那么保持原始的输入，否则赋值为3
  start = start if start >2 else 3
 
  for number in range(start, stop):
    
    # 通过for循环和range来遍历从2到number之间的所有自然数
    for divisior in range(2, number):
      # % 是Python中的求余计算符号
      if number % divisior == 0:
        # number能被其他数整除时，余数为0, 如果余数为0，说明为合数，执行break退出循环
        sum_of_numbers += number
        break
    
  # 通过 return将合数的和进行返回
  return sum_of_numbers

14.1.3 函数的形参，实参，以及调用

在14.1.2节中定义了一个sum_of_composite_numbers函数，用来计算区间范围内的合数的和。在函数定义时所声明的函数，就叫做形参，形参相当于位置占位符。在调用函数时实际传递的参数，被称为实参。函数调用的语法：

function_name(arguments_list)

function_name表示函数的名称，arguments_list表示实参列表，参数以逗号进行分隔。调用函数时所传递的参数必须与函数定义时的个数一致，而且Python会将实参的位置与形参的位置一一对应起来。这种参数被称为位置参数。在Python中还可以通过关键字参数的形式来调用函数，在下节内容中会进行详细讲解。

# __desc__ = 调用函数，计算某区间范围内的所有合数的和
 
"""
(1) 调用在14.1.2节中定义的函数
(2) Python是一种解释型编程语言，在调用函数时，必须在当前文件中找到函数的定义
"""
 
sum_of_numbers = sum_of_composite_numbers(1, 100)
# 实参1对应的是形参start,实参100对应的是形参stop
# 这种参数传递方式即为位置参数
 
# 当我们需要计算其它区间的合数的和时，再传递其它的参数即可
sum_of_numbers = sum_of_composite_numbers(10, 50)
 
# 通过函数，将相同逻辑的代码封装起来，减少了程序中的代码冗余

在调用函数时，如果参数与函数定义时的个数不一致，那么Python会抛出类型错误的异常信息：

>>> sum_of_composite_numbers(100)

Traceback (most recent call last):

File "<stdin>", line 1, in <module>

TypeError: sum_of_composite_numbers() missing 1 required positional argument: 'stop'

在Python中一切皆对象，函数也是一种数据类型，可以通过type将函数的类型名进行输出，直接在type中传递函数名：

>>> type(sum_of_composite_numbers)

<class 'function'>

从输出中可以看出，Python中的函数类型名是function。

14.1.4 函数的返回值

函数通常有一个返回值，在Python中通过return将值进行返回，返回的值可以是任何数据类型。当需要返回多个值时，以逗号进行分隔。Python函数中的“多个返回值”实质是一个元组类型。

代码实例：

# __desc__ = 返回多个值给调用方
 
# 简单的定义一个返回多个值的函数
def just_return():
  # 返回值1,2,3，实质是一个元组
  return 1,2,3
 
# numbers是一个元组类型
numbers = just_return()
 
# 也可以在调用函数时，直接对返回的元组进行解包
x,y,z = just_return()
 
# x的值为1，y的值为2，z的值为3

14.1.5 函数的命名规范

在Python中,函数命名也有它的一套规范，函数名首先得符合变量命名的基本规则。

对变量命名规范还不是很熟悉的读者，可以复习6.1节"变量命名"中的内容。

在基本规则之外，函数名还应当符合以下两个重要的规则：

1. 保持良好的可读性: 即函数名要有意义，读者看到函数名可以立即知道函数的用途。此外尽量使用英文单词来对函数进行命名。

2. 函数名使用小写：使用小写是为与全局变量名，类名等区分开来，全局的变量名一般使用大写，而类名使用单词首字母大写的形式。若函数名需要使用多个单词来进行命名时，单词之间以下划线"_"来进行分隔。

关于函数命名规范的更多细节，读者可以参考著名的PEP8规范