函数、传参、返回值，和代码复用

函数、传参、返回值，和代码复用

在这一章节中，我们主要学习函数（Function），我们知道，”function” 一词本身就有“功能”的意思，便于理解，可以直接将“函数”视为“功能”。出于严谨，下文中我们仍然统一称之为“函数”。

内置函数

我们之前已经使用过一些函数，如 print、input，它们属于内置函数，BIF(built-in functions)，顾名思义，是 Python 自带的一些函数，我们可以直接使用它们。以 print 函数为例，包括但不限于以下的调用形式都是合法的。

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>>> print("hello, world!")
hello, world!
>>> print(1024)
1024
print(6 + 4)
10
>>> print(True)
True
word = "hello"
print(word)
hello

自定义函数

既然存在内置函数，那意味着也存在自定义函数，确实是这样，本章节也围绕自定义函数展开。

定义

一般的，通过 def 关键字定义函数，括号 () 内为其参数 (Param)，return 关键字用于返回值。

先来看一个最简单的自定义函数：

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def add(a, b): # 不要忽略冒号
    result = a + b # 用 result 变量保存参数的和
    return result

def 定义了一个函数名为 add 的自定义函数，它有名为 a 和 b 的两个参数，并返回 result 的值。

对于这种逻辑简单的函数，还可以直接写成这样：

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def add(a, b):
    return a + b

函数光是定义是永远不会运行的，还需要我们调用：

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def add(a, b):
    return a + b
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print(add(4 + 6)) # 10

函数体内还可以做更多的逻辑判断，比如我们实现一个求绝对值的函数：

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def abs(a):
    if a >= 0:
        return a
    else:
        return -a
        
print(abs(10)) # 10
print(abs(-8)) # 8
print(abs(0)) # 0

这个函数还可以写成这样：

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def abs(a):
    if a < 0:
        a = -a
    return a

如果函数不需要返回值，则 return 关键字不是必须的：

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def greet():
    print("Hello!")
    
greet() # Hello!

在这个问好函数 greet 中，由于不需要传参，所以括号内没有参数。

形参和实参

对于函数的“参数”，还有“形参”和“实参”的概念，即形式参数和实际参数。我们仍然以上文的 abs 函数为例：

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def abs(a):
    if a < 0:
        a = -a
    return a
    
number = -10
abs(number) # 10

在这个例子中，abs(number) 向 abs 函数传入了 number 的值，即 -10 现在是 abs 函数的实参；定义时，abs(a) 中的 a 也是参数，但为形参，仅用来代表实际传入的 -10 。

简单来说，形参的值是不固定的，由传入的实参确定。

明白了这一点后，我们也能理解下面的代码了：

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def fun(a):
    a = 10
    
a = 8
print(a) # 8
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fun(a)
print(a) # 8

若让改变变量 a 起效，应这样写：

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def fun(a):
    return 10
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a = 8
a = fun(a)
print(a) # 10

代码复用

自定义函数最常被用作封装功能，便于代码复用。

在上一章节的最后，我们提出前台登录的程序还有很大的改进空间，其中关键的一点就是代码可维护性差。现在，我们用新学的知识继续改进它：

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def get_age_from_id():
    id = input("请输入你的身份证号：")
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    while not id.isdigit() or len(id) != 18:
        id = input("输入有误，请重新输入身份证号：")
​
    birth_year = int(id[6:10])
    age = 2020 - birth_year
    return age

我们将从身份证获取年龄的代码抽象出来，封装成一个自定义函数，这样，这样，我们只需要关注业务逻辑部分，而无需在意具体的实现细节：

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name = input("请输入你的姓名：")
age = get_age_from_id()
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if name == "莉莉":
    print("小姐里面请！")
elif age > 60:
    print("大爷先回家歇歇吧！")
elif age == 40:
    print("贡献您，今日消费全免，里面请！")
elif age >= 18:  # 当 age 小于等于 60 并且 大于等于 18 时
    print("欢迎您的到来，里面请！")
else:  # 其余情况
    print("小孩子回家玩去")

这样做的好处是很多的。如果我们后面的代码中需要重复使用这个功能，不用每次都拷贝一遍代码，若是需要修改其中的某些细节，也不需要挨个修改。

实战

在上一章节中，我留了一个课后练习题：实现一个猜数字的小游戏。你不知道有练习题？练习题会在编程小窝群中发布，我会挨个批改，帮助大家在实战中精进。

有一个同学交了这样的一份答卷：

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import random
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given_number = random.randint(0, 9)
input_number = input("请输入您猜的数字：")
​
while not input_number.isdigit() or len(input_number) > 1:
    if not input_number.isdigit():
        input_number = input("输入有误，请重新输入：")
    else:
        input_number = input("输入有误，请输入 0 到 9 之间的个位数：")
​
input_number = int(input_number)
​
count = 1
​
while input_number != given_number:
    if input_number > given_number:
        input_number = input("猜大了，你已经输错了 %d 次" % count)
​
        while not input_number.isdigit() or len(input_number) > 1:
            if not input_number.isdigit():
                input_number = input("输入有误，请重新输入：")
            else:
                input_number = input("输入有误，请输入 0 到 9 之间的个位数：")
        input_number = int(input_number)
    else:
        input_number = input("猜小了，你已经输错了 %d 次" % count)
​
        while not input_number.isdigit() or len(input_number) > 1:
            if not input_number.isdigit():
                input_number = input("输入有误，请重新输入：")
            else:
                input_number = input("输入有误，请输入 0 到 9 之间的个位数：")
        input_number = int(input_number)
​
    count += 1
​
print("猜测正确")

本来是很简单的一个功能，写了这么一大坨，这也难怪，因为他当时还不会使用自定义函数，现在我们着手改进它：

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import random
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def get_number():
    number = input("请输入您猜的数字：")
​
    while not number.isdigit() or len(number) > 1:
        if not number.isdigit():
            number = input("输入有误，请重新输入：")
        else:
            number = input("输入有误，请输入 0 到 9 之间的个位数：")
​
    return int(number)
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given_number = random.randint(0, 9)
input_number = get_number()
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count = 1
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while input_number != given_number:
    if input_number > given_number:
        print("猜大了，你已经输错了 %d 次" % count)
​
        input_number = get_number()
    else:
        print("猜小了，你已经输错了 %d 次" % count)
​
        input_number = get_number()
​
    count += 1
​
print("猜测正确")

是不是一下子就简洁了许多呢？ 👏

扩充功能

函数非常灵活，我们可以通过传入多个参数扩充功能：

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def get_id():
    id = input("请输入身份证号：")
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    while not id.isdigit() or len(id) != 18:
        id = input("输入有误，请重新输入身份证号：")
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    return id
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def get_info_from_id(id, info):
    if info == "age":
        birth_year = int(id[6:10])
        return 2020 - birth_year
    elif info == "from":
        return id[0:6]
    elif info == "sex":
        sex = int(id[-2])
        if sex % 2 == 0:  # 为偶数时
            return "女"
        else:
            return "男"
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id = get_id()
print(id)
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print("年龄：", get_info_from_id(id, "age"))
print("性别：", get_info_from_id(id, "sex"))
print("出身地编号：", get_info_from_id(id, "from"))

小结

利用自定义函数，对代码进行封装，代码更加简洁，并且业务逻辑部分与技术实现部分相解耦，降低我们组织代码时的心智负担，编写更具有可读性，并且高度可维护的代码。

函数非常灵活，功能也无比强大。在今后的代码编写中，要多加思考，是否可以利用函数优化代码。