blogs

08 函数_定义函数

在Python中,定义一个函数要使用def语句,依次写出函数名、括号、括号中的参数和冒号:,然后,在缩进块中编写函数体,函数的返回值用return语句返回。

我们以自定义一个求绝对值的my_abs函数为例:

def my_abs(x):
    if x >= 0:
        return x
    else:
        return -x
my_abs(-2)
2
my_abs(10)
10

请注意,函数体内部的语句在执行时,一旦执行到return时,函数就执行完毕,并将结果返回。因此,函数内部通过条件判断和循环可以实现非常复杂的逻辑。

如果没有return语句,函数执行完毕后也会返回结果,只是结果为None。return None可以简写为return。

空函数

如果想定义一个什么事也不做的空函数,可以用pass语句:

def nop():
    pass

pass语句什么都不做,那有什么用?实际上pass可以用来作为占位符,比如现在还没想好怎么写函数的代码,就可以先放一个pass,让代码能运行起来。

pass还可以用在其他语句里,比如:

age = 10
if age >= 18:
    pass

缺少了pass,代码运行就会有语法错误。

参数检查

调用函数时,如果参数个数不对,Python解释器会自动检查出来,并抛出TypeError:

my_abs(1,2)
---------------------------------------------------------------------------

TypeError                                 Traceback (most recent call last)

<ipython-input-8-a805b5a6712a> in <module>
----> 1 my_abs(1,2)


TypeError: my_abs() takes 1 positional argument but 2 were given

但是如果参数类型不对,Python解释器就无法帮我们检查。试试my_abs和内置函数abs的差别

my_abs("a")
---------------------------------------------------------------------------

TypeError                                 Traceback (most recent call last)

<ipython-input-9-4683b6bc3dfc> in <module>
----> 1 my_abs("a")


<ipython-input-2-864a266700d8> in my_abs(x)
      1 def my_abs(x):
----> 2     if x >= 0:
      3         return x
      4     else:
      5         return -x


TypeError: '>=' not supported between instances of 'str' and 'int'
abs('a')
---------------------------------------------------------------------------

TypeError                                 Traceback (most recent call last)

<ipython-input-10-f2001f88707b> in <module>
----> 1 abs('a')


TypeError: bad operand type for abs(): 'str'

当传入了不恰当的参数时,内置函数abs会检查出参数错误,而我们定义的my_abs没有参数检查,会导致if语句出错,出错信息和abs不一样。所以,这个函数定义不够完善

修改一下my_abs的定义,对参数类型做检查,只允许整数和浮点数类型的参数。数据类型检查可以用内置函数isinstance()实现:

def my_abs(x):
    if not isinstance(x, (int, float)):
        raise TypeError('bad operand type')
    if x >= 0:
        return x
    else:
        return -x

添加了参数检查后,如果传入错误的参数类型,函数就可以抛出一个错误:

my_abs('A')
---------------------------------------------------------------------------

TypeError                                 Traceback (most recent call last)

<ipython-input-12-3a4b4137ec2c> in <module>
----> 1 my_abs('A')


<ipython-input-11-c24a51d84b1e> in my_abs(x)
      1 def my_abs(x):
      2     if not isinstance(x, (int, float)):
----> 3         raise TypeError('bad operand type')
      4     if x >= 0:
      5         return x


TypeError: bad operand type

返回多个值

函数可以返回多个值吗?答案是肯定的。

比如在游戏中经常需要从一个点移动到另一个点,给出坐标、位移和角度,就可以计算出新的新的坐标:

import math

def move(x, y, step, angle=0):
    nx = x + step * math.cos(angle)
    ny = y - step * math.sin(angle)
    return nx, ny

import math语句表示导入math包,并允许后续代码引用math包里的sin、cos等函数。

然后,我们就可以同时获得返回值

x, y = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
print(x, y)
151.96152422706632 70.0

但其实这只是一种假象,Python函数返回的仍然是单一值:

r = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
print(r)
(151.96152422706632, 70.0)

原来返回值是一个tuple!但是,在语法上,返回一个tuple可以省略括号,而多个变量可以同时接收一个tuple,按位置赋给对应的值,所以,Python的函数返回多值其实就是返回一个tuple,但写起来更方便。

小结

练习

请定义一个函数quadratic(a, b, c),接收3个参数,返回一元二次方程:$ax^2 + bx + c = 0$ 的两个解。

提示:计算平方根可以调用math.sqrt()函数:

import math
def quadratic(a, b, c):
    d = pow(b,2) - 4*a*c
    if( d < 0 ):
        return
    else:
        x1 = (-b + math.sqrt(d)) / (2*a)
        x2 = (-b - math.sqrt(d)) / (2*a)
        return x1, x2
# 测试:
print('quadratic(2, 3, 1) =', quadratic(2, 3, 1))
print('quadratic(1, 3, -4) =', quadratic(1, 3, -4))

if quadratic(2, 3, 1) != (-0.5, -1.0):
    print('测试失败')
elif quadratic(1, 3, -4) != (1.0, -4.0):
    print('测试失败')
else:
    print('测试成功')
quadratic(2, 3, 1) = (-0.5, -1.0)
quadratic(1, 3, -4) = (1.0, -4.0)
测试成功