Python可以這樣玩(6)：函數設計與使用

- 4月 01, 2018

恭喜你，上完這一課之後，你就學會了 Python 的基礎程式設計技巧，如果你有把每一個習題做完，那麼你就可以告訴別人說你會 Python 了。當然，Python 的範圍非常廣，在我的玩 Python 的系列中，我會把好玩的東西帶出來，之後，才會有個別深入的探討。

函數的概念來自於數學，當然，Python 做的一些變形，基本概念如下：

輸入 à 函數 à 輸出

這是函數的基本架構，對於輸入和輸出，是有彈性的，可以同時有輸入有輸出，可以只有輸入或只有輸出，也可以沒有輸入也沒有輸出，當然，這種函數很奇怪。更厲害的是，不但可以有多個輸入，還可以有多個輸出 (一般我們學的數學函數 y = f(a,b) 不會出現多個輸出，所以一般的程式語言也都沒有支援多個輸出)。

y = f(x)

y = f()

f(x)

y = f(a, b, c)

x, y = f(a, b, c)

基本語法

當然，程式語言的寫法與數學不同，Python 的函數語法如下：

def 函數名稱([參數列表]):

函數本體

[return 變數列表]

我們用一個例子說明，如果我們要算兩場遊戲的平均分數，可以直接在主程式裡面寫 (game1 + game2) / 2，但是，如果這個算是會出現很多次，就可以考慮也成函數 y = average(a, b)，如下：

>>> def average(a, b):

avg = (a + b) / 2

return avg

>>> game1 = 80

>>> game2 = 90

>>> game_avg = average(game1, game2)

>>> game_avg

85.0

>>>

Python 跟其他程式語言如 C++、Java 最不同的地方，就是可以傳回兩個以上的值，延續上個例子，如果我們想一次傳回兩次遊戲的總分跟平均，只要改寫程式如下：

>>> def sum_avg(a, b):

sm = a + b

ag = sm / 2

return sm, ag

>>> game_sum, game_avg = sum_avg(game1, game2)

>>> game_sum

170

>>> game_avg

85.0

>>>

預設值參數

“重要的事情說三遍”，如果我們要寫一個說n遍函數，可以設計如下：

>>> def say(message, times):

for i in range(times):

print(message, end = ' ')

print()

>>> say('Hello', 3)

Hello Hello Hello

>>>

不過，一般來說，我們通常只說一遍，說很多遍屬於特例，因此，我們可以把 times 的預設值設定成1，當只要說一遍的時候，就可以省去 times 這個參數，這樣做更有效率，程式如下：

>>> def say(message, times = 1):

for i in range(times):

print(message, end = ' ')

print()

>>> say('特別重要', 5)

特別重要特別重要特別重要特別重要特別重要

>>> say('您好')

您好

>>>

可變長度參數

可變長度參數在定義的時候，主要有兩種方式， “*parameter” 與 “**parameter” ，前者用來定義多個參數，放在元組之中，後者是放在字典之中，我們這裡只談第一種。

回顧之前算兩次分數的總和與平均的函數 sum_avg()，其實功能上有很大的限制，當我們玩了三場以上的遊戲的時候，就沒有辦法使用了，因為參數寫死的就只有兩個，如果我們希望不管輸入多少個參數，都可以算出總合與平均的話，就必須利用 *parameter 來傳遞元組，再用 for I in parameter 來個別取出元組中的值，這樣就沒有個數的限制了，範例如下：

def sum_avg(*p):

s , n = 0, 0

for i in p:

s += i

n += 1

return s, s/n

>>> x, y= sum_avg(1, 2, 3)

>>> x

>>> y

2.0

>>> x, y = sum_avg(2, 4, 6, 8, 10)

>>> x

>>> y

6.0

>>> x, y = sum_avg(80, 95, 74, 93)

>>> x

342

>>> y

85.5

>>>

Lambda 運算式

Python 走的是極簡風，Lambda 就是極簡風的代表，它用來宣告沒有函數名稱的小函數，看下面計算平均的例子便知：

>>> lambda x, y : (x+y)/2

>>> g = lambda x, y : (x+y)/2

>>> g(10,20)

15.0

如果是初學程式語言的人，建議使用一般的函數，畢竟 Lambda 的可讀性不高。

習題

一、建立一個函數，計算圓面積

>>> from math import pi

>>> pi

3.141592653589793

>>> _____ CircleArea(r):

__________ pi * r * r

>>> CircleArea(5)

78.53981633974483

>>>

二、建立一個函數 circle2()，傳回圓的周長與面積

>>>

三、建立一函數 swap(a, b)，將 a, b 交換

>>>

四、建立一函數 my_sort(x, y, .....) 可以接收 n 個參數，將參數按照大小順序排列，用氣泡排序法

>>>

五、將以上的函數包含在主程式 MyFunction.py 之中。

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