Python编程思想(17)：必会的函数知识点

函数就是封装代码的单元。如果某一段代码要至少调用2次，通常会将这段代码用函数封装。使用函数的好处如下：

1. 方便重复调用同样的代码；

2. 避免代码冗余

3. 容易维护

1. 函数的定义和调用

示例代码：func_test.py

在使用函数之前必须先定义函数，定义函数的语法格式如下：

def 函数名(形参列表)
    # 多条语句
    [return[返回值]]

Python声明函数必须使用def关键字，对函数语法格式的详细说明如下：

• 函数名：从语法角度来看，函数名只要是一个合法的标识符即可；从程序的可读性角度来看，函数名应该由一个或多个有意义的单词的组合，如get_name，每个单词的所有字母都是小写的，多个单词通过下划线（_）连接；
• 形参列表：用于定义该函数可以接收的参数。形参列表由多个形参名组成，多个形参名之间以英文逗号（,）隔开。一旦在定义函数时指定了形参列表，调用该函数时就必须传入对应的参数值；

下面的代码演示了函数的定义和调用：

## 定义一个函数，声明2个形参
def max_value(x, y) :
   result = x if x > y else y
   # 返回变量z的值
   return result
# 定义一个函数，声明1个形参
def greet(name) :
   print("正在执行greet函数")
   return f'hello {name}'
a = 3
b = 5
# 调用max_greet函数
result = max_value(a , b)
print("result:", result)
# 调用greet()函数，直接输出函数的返回值
print(greet("李宁"))

执行这段代码，会输出如下的结果：

result: 5
正在执行greet函数
hello 李宁

上面程序中定义了两个函数：max_value与greet，并且调用了这两个函数。其中max_value函数返回了一个变量，而greet函数返回了一个格式化的字符串，在函数体中使用 return语句可以显式地返回一个值，return语句返回的值既可以是有值的变量，也可以是一个表达式。

2. 多返回值函数

如果函数需要有多个返回值，则既可将多个值包装成列表之后返回，也可直接返回多个值。如果 Python函数直接返回多个值，Python会自动将多个返回值封装成元组。演示代码如下：

# 多返回值
def sum_and_avg(num_list):
    sum = 0
    count = 0
    for value in num_list:
        # 如果元素value是数值
        if isinstance(value, int) or isinstance(value, float):
            count += 1
            sum += value
    return sum, sum / count
num_list = [14, 145, 15.1, 'True', 3.5, 45.9, -31.8,13.4,"hello",False]
# 获取sum_and_avg函数返回的多个值，多个返回值被封装成元组
result = sum_and_avg(num_list)
print(result)
# 使用序列解包来获取多个返回值
s, avg = sum_and_avg(num_list)
print(s)
print(avg)

执行这段代码，会输出如下的内容：

(205.1, 25.6375)
205.1
25.6375

上面代码中的sum_and_avg函数返回了多个值，并且两次调用了sum_and_avg函数，第1次返回了列表，第2次使用序列解包来获取多个返回值。

3. 递归函数

在一个函数体内调用它自身，被称为递归函数。函数递归包含了一种隐式的循环，它会重复执行某段代码，但这种重复执行无须循环控制。最典型的递归算法是阶乘和斐波那契数列，下面就用斐波那契数列来演示递归函数的编写方法。

斐波那契数列的计算规则是：f(0) =1, f(1) =3 ,f(n+2)=2*f(n+1)+f(n)，其中n是大于0的整数。

现在要求f(10)的值（通用的问题就是计算第n个位置的斐波那契数列的值），递归算法如下：

def fn(n) :
   if n == 0 :
      return 1
   elif n == 1 :
      return 3
   else :
      # 函数中调用它自身，就是递归函数
      return 2 * fn(n - 1) + fn(n - 2)
# 输出fn(10)的结果
print(f"fn(10)的结果是{fn(10)}")

执行这段代码，会输出如下内容：

fn(10)的结果是8119

在上面的fn函数体中再次调用了fn()函数，这就是函数递归。注意在fn()函数体中调用f(n)的形式：return 2*fn(n -1)+ fn(n-2)。对于fn(10)来说，也就是2*fn(9)+fn(8)，其中fn(9)又等于2*fn(8)+fn(7),...,依此类推，最终会计算到fn(2)等于2*fn(1)+fn(0)，而fn(2)是可计算的，这样递归带来的隐式循环就结束了（当不再调用自身时，递归函数结束）。然后一路反算回去，最后就可以得到fn(10)的值。