《Python编程：从入门到实践（第3版）》读书笔记7：函数

逝逝逝

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本帖最后由逝逝逝于 2025-3-14 17:14 编辑

第八章函数

在 Python 中，函数（Function）是一段可重复使用的代码块，用于执行特定任务并提高代码的模块化和可维护性。

基本语法
定义函数

def 函数名(参数1, 参数2=默认值, *args, **kwargs):
    """文档字符串（可选）"""
    代码块
    return 返回值  # 可选，若无 return 则返回 None

示例

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def greet(name):
    """向指定名字的用户问好"""
    print(f"Hello, {name}!")

greet("Alice")  # 输出: Hello, Alice!

参数类型
(1) 位置参数（Positional Arguments）
按顺序传递参数：

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def add(a, b):
    return a + b

print(add(3, 5))  # 输出: 8

(2) 默认参数（Default Arguments）
为参数指定默认值

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def power(base, exponent=2):
    return base ** exponent

print(power(3))     # 输出: 9（使用默认 exponent=2）
print(power(3, 4))  # 输出: 81

(3) 可变参数（*args）
接收任意数量的位置参数（以元组形式存储）：

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def sum_all(*numbers):
    return sum(numbers)

print(sum_all(1, 2, 3))  # 输出: 6

(4) 关键字参数（**kwargs）
接收任意数量的关键字参数（以字典形式存储）：

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def print_info(**details):
    for key, value in details.items():
        print(f"{key}: {value}")

print_info(name="Alice", age=30)
# 输出:
# name: Alice
# age: 30

返回值
return语句结束函数执行并返回结果。
可返回多个值（实际返回一个元组）：

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def min_max(numbers):
    return min(numbers), max(numbers)

result = min_max([3, 1, 4])
print(result)  # 输出: (1, 4)

4. 作用域（Scope）
局部变量：函数内定义的变量，仅在函数内有效。
全局变量：函数外定义的变量，需用 `global` 关键字修改：

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count = 0

def increment():
    global count
    count += 1

increment()
print(count)  # 输出: 1

函数编写指南：

给函数指定描述性名称，且只能用小写字母和下划线。

单一职责原则：一个函数只做一件事。
文档字符串：用 `"""注释"""` 说明函数功能。

给形参指定默认值时，等含两边不要有空格，函数调用中的关键字实参也应该遵守这种约定。

如果形参很多，导致函数定义的长度超过了79个字符，可在函数定义中输入左括号后按回车健，并在下一行连按两次制表符键，从而将形参和只缩进一层的函数体区分开来

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

所有的import语句都应放在文件开头。唯一的例外时，你要在文件开头使用注释来描述整个程序。

练习 8.1 消息

编写一个名为display_message()的函数，让它打印一个句子，指出本章的主题是什么。

调用这个函数，确认显示的消息正确无误。

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def display_message():
    '''指出文章的主题是什么'''
    print('The theme of the article is ...')
display_message()

运行结果

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The theme of the article is ...

练习 8.2 喜欢的书

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def favorite_book(title):
    print(f'My favorite book is {title}')
favorite_book("the Old Man and the Sea.")

练习 8.3 T 恤

编写一个名为make_shirt()的函数，它接受一个尺码以及要印到T恤上的字样。这个函数应该打印一个句子，简要地说明T恤的尺码和字样。

先使用位置实参调用这个函数来制作一件 T 恤，再使用关键字实参来调用这个函数。

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def make_shirt(size,characters):
    print(f'The size is {size},and the character is {characters}')
make_shirt('L','EEWORLD')

运行结果

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The size is L,and the character is EEWORLD

练习 8.4 大号 T 恤

修改make_shirt()函数，使其在默认情况下制作一件印有“I love Python”字样的大号T恤。

调用这个函数分别制作一件印有默认字样的大号T恤，一件印有默认字样的中号T恤，以及一件印有其他字样的T恤（尺码无关紧要）。

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def make_shirt(size = 'L',characters = 'I love EEWORLD!'):
    print(f'The size is {size},and the character is {characters}')
make_shirt()
make_shirt('M')
make_shirt(characters = 'BEST EEWORLD')

练习 8.5 城市

编写一个名为describe_city()的函数，它接受一座城市的名字以及该城市所属的国家。

这个函数应该打印一个像下面这样简单的句子。

Reykjavik is in Iceland.

给用于存储国家的形参指定默认值。为三座不同的城市调用这个函数，其中至少有一座城市不属于默认的国家。

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def describe_city(name,country = 'China'):
    print(f'{name} is in {country}.')
describe_city('Shanghai')
describe_city('Beijing')
describe_city('New York','America')

运行结果

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Shanghai is in China.
Beijing is in China.
New York is in America.

练习 8.6 城市名
编写一个名为city_country()的函数，它接受城市的名称及其所属的国家。这个函数应返回一个格式类似于下面的字符串：
"Santiago, Chile"
至少使用三个城市——国家对调用这个函数，并打印它返回的值。

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def city_country(city,country):
    msg = f'{city},{country}'
    return msg
msg_1 = city_country('Beijing','China')
msg_2 = city_country('Shanghai','China')
msg_3 = city_country('Hangzhou','China')
print(msg_1)
print(msg_2)
print(msg_3)

运行结果

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Beijing,China
Shanghai,China
Hangzhou,China

练习 8.7 专辑

编写一个名为make_album()的函数，它创建一个描述音乐专辑的字典。这个函数应接受歌手名和专辑名，并返回一个包含这两项信息的字典。使用这个函数创建三个表示不同专辑的字典，并打印每个返回的值，以核实字典正确地存储了专辑的信息。

给make_album()函数添加一个默认值为None的可选形参，以便存储专辑包含的歌曲数。如果调用这个函数时指定了歌曲数，就将这个值添加到表示专辑的字典中。调用这个函数，并至少在一次调用中指定专辑包含的歌曲数。

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def make_album(singer,title,num_songs = None):
    album_dict = {
        'artist': singer.title(),
        'title': title.title()
    }
    if num_songs:
        album_dict['num_songs'] = num_songs
    return album_dict
album = make_album('metallica', 'ride the lightning')
print(album)
album = make_album('beethoven', 'ninth symphony')
print(album)
album = make_album('willie nelson', 'red-headed stranger')
print(album)
album = make_album('iron maiden', 'piece of mind', 8)
print(album)

运行结果

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{'artist': 'Metallica', 'title': 'Ride The Lightning'}
{'artist': 'Beethoven', 'title': 'Ninth Symphony'}
{'artist': 'Willie Nelson', 'title': 'Red-Headed Stranger'}
{'artist': 'Iron Maiden', 'title': 'Piece Of Mind', 'num_songs': 8}

练习 8.8 用户的专辑

在为练习8.7编写的程序中，编写一个while循环，让用户输入歌手名和专辑名。获取这些信息后，使用它们来调用make_album()函数并将创建的字典打印出来。在这个while循环中，务必提供退出途径。

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def make_album(artist, title):
    album_dict = {
        'artist': artist.title(),
        'title': title.title(),
    }
    return album_dict
title_prompt = "\nWhat album are you thinking of? "
artist_prompt = "Who's the artist? "
print("Enter 'quit' at any time to stop.")
while True:
    title = input(title_prompt)
    if title == 'quit':
        break
    artist = input(artist_prompt)
    if artist == 'quit':
        break
    album = make_album(artist, title)
    print(album)
print("\nThanks for responding!")

练习 8.9 消息

创建一个列表，其中包含一系列简短的文本消息。将这个列表传递给一个名为show_messages()的函数，这个函数会打印列表中的每条文本消息。

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def show_messaage(msgs):
    for msg in msgs:
        print(msg)
cities = ['Beijing','Shanghai','Nanjing']
show_messaage(cities)

运行结果

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Beijing
Shanghai
Nanjing

练习 8.10 发送消息

在为练习8.9编写的程序中，编写一个名为send_messages()的函数，将每条消息都打印出来并移到一个名为sent_messages的列表中。调用send_messages()函数，再将两个列表都打印出来，确认把消息移到了正确的列表中。

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def show_messaage(msgs):
    for msg in msgs:
        print(msg)
def send_messages(msgs, sent_messages):
    print("\nSending all messages:")
    while msgs:
        current_message = msgs.pop()
        print(current_message)
        sent_messages.append(current_message)
cities = ['Beijing','Shanghai','Nanjing']
show_messaage(cities)
sent_messages = []
send_messages(cities, sent_messages)
print("\nFinal lists:")
print(cities)
print(sent_messages)

运行结果

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Beijing
Shanghai
Nanjing

Sending all messages:
Nanjing
Shanghai
Beijing

Final lists:
[]
['Nanjing', 'Shanghai', 'Beijing']

练习 8.11 消息归档

修改为练习8.10编写的程序，在调用函数send_messages()时，向它传递消息列表的副本。调用send_messages()函数后，将两个列表都打印出来，确认原始列表保留了所有的消息。

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def show_messaage(msgs):
    for msg in msgs:
        print(msg)
def send_messages(msgs, sent_messages):
    print("\nSending all messages:")
    while msgs:
        current_message = msgs.pop()
        print(current_message)
        sent_messages.append(current_message)
cities = ['Beijing','Shanghai','Nanjing']
show_messaage(cities)
sent_messages = []
send_messages(cities[:], sent_messages)
print("\nFinal lists:")
print(cities)
print(sent_messages)

运行结果

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Beijing
Shanghai
Nanjing

Sending all messages:
Nanjing
Shanghai
Beijing

Final lists:
['Beijing', 'Shanghai', 'Nanjing']
['Nanjing', 'Shanghai', 'Beijing']

练习 8.12 三明治

编写一个函数，它接受顾客要在三明治中添加的一系列食材。这个函数只有一个形参（它收集函数调用中提供的所有食材），并打印一条消息，对顾客点的三明治进行概述。调用这个函数三次，每次都提供不同数量的实参。

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ef make_sandwich(*items):
    print("\nI'll make you a great sandwich:")
    for item in items:
        print(f" ...adding {item} to your sandwich.")
    print("Your sandwich is ready!")
make_sandwich('roast beef', 'cheddar cheese', 'lettuce', 'honey dijon')
make_sandwich('turkey', 'apple slices', 'honey mustard')
make_sandwich('peanut butter', 'strawberry jam')

运行结果

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I'll make you a great sandwich:
 ...adding roast beef to your sandwich.
 ...adding cheddar cheese to your sandwich.
 ...adding lettuce to your sandwich.
 ...adding honey dijon to your sandwich.
Your sandwich is ready!

I'll make you a great sandwich:
 ...adding turkey to your sandwich.
 ...adding apple slices to your sandwich.
 ...adding honey mustard to your sandwich.
Your sandwich is ready!

I'll make you a great sandwich:
 ...adding peanut butter to your sandwich.
 ...adding strawberry jam to your sandwich.
Your sandwich is ready!

练习 8.14 汽车

编写一个函数，将一辆汽车的信息存储在字典中。这个函数总是接受制造商和型号，还接受任意数量的关键字实参。在调用这个函数时，提供必不可少的信息，以及两个名值对，如颜色和选装配件。这个函数必须能够像下面这样调用：

car = make_car('subaru', 'outback', color='blue', tow_package=True)

打印返回的字典，确认正确地处理了所有的信息。

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def make_car(manufacturer, model, **options):
    car_dict = {
        'manufacturer': manufacturer.title(),
        'model': model.title(),
        }
    for option, value in options.items():
        car_dict[option] = value
    return car_dict
my_outback = make_car('subaru', 'outback', color='blue', tow_package=True)
print(my_outback)
my_old_accord = make_car('honda', 'accord', year=1991, color='white',headlights='popup')
print(my_old_accord)

运行结果

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{'manufacturer': 'Subaru', 'model': 'Outback', 'color': 'blue', 'tow_package': True}
{'manufacturer': 'Honda', 'model': 'Accord', 'year': 1991, 'color': 'white', 'headlights': 'popup'}

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