到現(xiàn)在為止，我們學(xué)完了Python的基礎(chǔ)知識(shí)和程序的三種控制結(jié)構(gòu)，函數(shù)這一章是幫助我們向更高的程序設(shè)計(jì)階段進(jìn)發(fā)，一般說來，所有的程序設(shè)計(jì)語言里都有函數(shù)（有的語言稱為模塊），這是為什么呢？

想想第三章我們介紹了內(nèi)置函數(shù)，為啥要有內(nèi)置函數(shù)呢？因?yàn)檫@些功能經(jīng)常要用到，所以編寫成一個(gè)函數(shù)供大家使用。但是這些函數(shù)都是通用功能，比如數(shù)學(xué)函數(shù)、字符串函數(shù)等等。不同領(lǐng)域常用功能不同，所以不同專業(yè)需要自己的函數(shù)，我們編寫完函數(shù)之后還可以給其他人用，這就是代碼復(fù)用。其實(shí)我們自己編寫程序也應(yīng)該是把寫過的代碼保存好，萬一以后用到呢？夢(mèng)想還是要有的，萬一實(shí)現(xiàn)了呢。

8.1 函數(shù)定義

函數(shù)是一種僅在調(diào)用時(shí)運(yùn)行的代碼塊?？梢詫?shù)據(jù)（稱為參數(shù)）傳遞到函數(shù)中，函數(shù)可以把數(shù)據(jù)作為結(jié)果返回。具體的語法如下：

def 函數(shù)名([參數(shù)列表]):

#實(shí)現(xiàn)特定功能的多行代碼

[return [返回值]]

參數(shù)列表是用逗號(hào)分隔的標(biāo)識(shí)符，[ ]表示括起來的部分可以有也可以沒有，所以參數(shù)可以沒有，返回值可以沒有，不帶表達(dá)式的return相當(dāng)于返回 none。

我們先看一個(gè)例子，輸出一行星號(hào)。

def displayStar():

??? print("**********************")

這里函數(shù)名為displayStar，函數(shù)沒有參數(shù)，沒有返回值。函數(shù)功能為打印一行星號(hào)的語句。

函數(shù)頭為def displayStar():

函數(shù)體為函數(shù)頭部下方有縮進(jìn)的部分，這里只有一條語句print("**********************")。

在PyCharm里輸入上述函數(shù)之后運(yùn)行程序，沒有任何輸出結(jié)果，因?yàn)閐isplayStar函數(shù)沒有被調(diào)用，所以不會(huì)執(zhí)行函數(shù)里的函數(shù)體代碼。

學(xué)過函數(shù)之后，我們需要學(xué)會(huì)定義一個(gè)main()函數(shù)，在main函數(shù)中編寫代碼調(diào)用定義好的函數(shù)，然后在程序中調(diào)用main函數(shù)。這樣程序執(zhí)行就會(huì)先執(zhí)行main函數(shù)，如果main函數(shù)中調(diào)用了其它函數(shù)，則程序轉(zhuǎn)向調(diào)用的函數(shù)執(zhí)行該函數(shù)的函數(shù)體，調(diào)用結(jié)束之后，返回到調(diào)用的位置繼續(xù)執(zhí)行下面的代碼。程序的執(zhí)行過程總結(jié)一下就是：當(dāng)程序調(diào)用一個(gè)函數(shù)時(shí)，程序控制權(quán)就會(huì)轉(zhuǎn)移到被調(diào)用的函數(shù)上。當(dāng)執(zhí)行完函數(shù)的返回語句或執(zhí)行到函數(shù)結(jié)束時(shí)，被調(diào)用函數(shù)就會(huì)將程序控制權(quán)交還給調(diào)用者。

為了執(zhí)行displayStar函數(shù)，我們還需要編寫main函數(shù)，在main函數(shù)中調(diào)用displayStar函數(shù)，具體代碼如下：

def displayStar():

??? print("displayStar begin")

??? print("**********************")

??? print("displayStar end")

?

def main():

??? print("main begin")

??? displayStar()

??? print("main end")

?

main()

?

運(yùn)行程序結(jié)果為：

main begin

displayStar begin

**********************

displayStar end

main end

?

程序執(zhí)行過程如下圖所示：

根據(jù)圖示，結(jié)合程序運(yùn)行結(jié)果，大家可以分析一下程序的執(zhí)行過程。在這個(gè)例子的基礎(chǔ)上，我們?cè)倏匆粋€(gè)有參數(shù)的例子，改寫上面代碼如下：

def displayStar(n):

??? for i in range(n):

??????? print("**********************")

?

def main():

??? row=int(input("行數(shù):"))

??? displayStar(row)

?

main()

?

運(yùn)行程序結(jié)果為：

行數(shù):4

**********************

**********************

**********************

**********************

?

程序?qū)崿F(xiàn)了通過獲取輸入行值，輸出相應(yīng)行數(shù)的星號(hào)。

清楚了上面的例子，我們?cè)倏匆粋€(gè)函數(shù)例子，編程實(shí)現(xiàn)求指定區(qū)間的所有整數(shù)的和。如指定1-10，則計(jì)算出1+2+3+……+10的和。自己先試著編寫一下代碼然后再往下看吧。

?

哎呀，我不會(huì)寫呀！沒有關(guān)系，不用函數(shù)會(huì)做不？不就是計(jì)算累加和嗎，不難，如下：

s=0

x,y =eval(input("區(qū)間:"))

for i in range(x,y+1):

??? s=s+i

print(s)

?

好下面我們需要把它改成函數(shù)方式實(shí)現(xiàn)。⑴先定義函數(shù)：def關(guān)鍵字，函數(shù)名，括號(hào)冒號(hào)都會(huì)寫

def n1n2Sum(n1,n2):? #函數(shù)名n1n2Sum求表示n1、n2之間的和。

函數(shù)頭搞定，下面看函數(shù)體。函數(shù)體不就是已知n1、n2，計(jì)算n1、n2之間所有整數(shù)的和。參考上面的編寫代碼如下

s=0??????????????? #這個(gè)千萬不要忘了

for i in range(n1,n2+1):

??? s=s+i

print(s)

所以函數(shù)定義完了，下面這樣，其實(shí)我就是從上復(fù)制過來的，但是要注意縮進(jìn)：

def n1n2Sum(n1,n2):? #函數(shù)名表示n1、n2之間的和。

s=0??????????????? #這個(gè)千萬不要忘了

for i in range(n1,n2+1):

??? s=s+i

print(s)

接下來⑵定義main函數(shù)，在main里調(diào)用上面的函數(shù)（當(dāng)然可以不定義main函數(shù)，但是定義main函數(shù)程序的可讀性好，代碼規(guī)范）。函數(shù)調(diào)用的時(shí)候確保參數(shù)有確定值，所以需要通過input函數(shù)獲取用戶輸入。當(dāng)然可以直接指定一個(gè)值，如n1n2Sum(1,10)，但是程序運(yùn)行就只能計(jì)算1-10的整數(shù)和，不靈活，不方便。

def main():

??? x, y = eval(input("區(qū)間:"))

??? n1n2Sum(x,y)?????? #調(diào)用函數(shù)n1n2Sum

⑶程序中調(diào)用main函數(shù)，簡(jiǎn)單：main()

Over，如果不熟練的話，請(qǐng)?jiān)倬毩?xí)n遍，（n>=3），送你編程秘籍：無他，唯手熟爾！

我們?cè)倏纯磩偛诺拇a：

def n1n2Sum(n1,n2):

??? s=0

??? for i in range(n1,n2+1):

??????? s=s+i

??? print(s)

?

def main():

??? x, y = eval(input("區(qū)間:"))

??? n1n2Sum(x,y)

?

main()

?

假設(shè)我的要求改了（開發(fā)軟件過程中，用戶需求就是會(huì)變來變?nèi)サ?，所以用戶需求變更位于惹毛程序員的十件事前列），我想輸出的2倍，簡(jiǎn)單，函數(shù)n1n2Sum 的print(s)改成print(2*s)不就行啦。是的，可以但是代碼質(zhì)量不高，一般一個(gè)函數(shù)只完成一個(gè)功能，所以更好的方法是我們把函數(shù)定義成有返回值的，這樣保證函數(shù)的功能就是求指定區(qū)間所有整數(shù)的和。所以代碼改成下面這樣的：

def n1n2Sum(n1,n2):

??? s=0

??? for i in range(n1,n2+1):

??????? s=s+i

??? return s

?

def main():

??? x, y = eval(input("區(qū)間:"))

??? s=n1n2Sum(x,y)

??? print(2*s)

?

main()

?

我們看一下n1n2Sum(n1,n2)函數(shù)的功能，實(shí)現(xiàn)n1-n2之間所有整數(shù)的和?？梢赃@樣理解，對(duì)于這個(gè)問題，已知兩個(gè)整數(shù)n1,n2，求這兩個(gè)數(shù)之間所有整數(shù)的和。已知一般可以作為函數(shù)參數(shù)，求的結(jié)果可以作為返回值，函數(shù)體是具體的功能。所以使用函數(shù)編程時(shí)，要考慮已知（作為函數(shù)的參數(shù)）和求的結(jié)果（作為函數(shù)返回值）這兩部分，然后具體問題具體分析，再完成函數(shù)體部分。

我們?cè)賮硪粋€(gè)例子：求兩個(gè)整數(shù)的最大公約數(shù)和最小公倍數(shù)，最大公約數(shù)使用數(shù)學(xué)家的算法，最小公倍數(shù)使用普通人的辦法。先看最大公約數(shù)的算法：

第 1 步：比較 A 和 B 這兩個(gè)數(shù)，將 A 設(shè)置為較大的數(shù)，B 為較小的數(shù)。

第 2 步：A 除以 B，得余數(shù) R（Remainder）。

第 3 步：如果 R=0，則最大公約數(shù)就是 B；否則將 B 賦值給 A，R賦值給 B，重復(fù)進(jìn)行前兩步。

按照上述算法，定義函數(shù)gcd，已知為 ???????????????，求的是 ????????????。所以gcd函數(shù)的參數(shù)為兩個(gè)整數(shù)a,b，返回值為a,b的最大公約數(shù)。函數(shù)體呢？參見上述算法描述呀！

第 1 步：比較 A 和 B 這兩個(gè)數(shù)，將 A 設(shè)置為較大的數(shù)，B 為較小的數(shù)。

對(duì)應(yīng)的Python表示為：???????????????????????????????????????

第 2 步：A 除以 B，得余數(shù) R（Remainder）。

對(duì)應(yīng)的Python表示為：???????????????????????????????????????

第 3 步：如果 R=0，則最大公約數(shù)就是 B；否則將 B 賦值給 A，R賦值給 B，重復(fù)進(jìn)行前兩步。

對(duì)應(yīng)的Python表示為：???????????????????????????????????????

實(shí)際上，最后一步需要認(rèn)真思考：①要使用循環(huán)實(shí)現(xiàn)而不是選擇操作，因?yàn)橛兄貜?fù)進(jìn)行 ②什么情況下執(zhí)行循環(huán)，或者說循環(huán)條件怎么寫。否則應(yīng)該表達(dá)為R!=0。提示到此結(jié)束，編程吧，少年！

def gcd( a , b ):

??? #第 1 步：比較 A 和 B 這兩個(gè)數(shù)，將 A 設(shè)置為較大的數(shù)，B 為較小的數(shù)。

??? if a<b:

??????? a,b=b,a

??? #第2步：A 除以 B，得余數(shù) R（Remainder）。

??? r= a % b

??? #第3步：如果R=0，則最大公約數(shù)就是 B；否則將 B 賦值給 A，R賦值給 B，重復(fù)進(jìn)行前兩步。

??? while r != 0:

??????? a = b

??????? b = r

??????? r = a % b

??? return b

?

def main():

??? x, y = eval(input("x,y:"))

??? print(gcd(x,y))

?

main()

?

求最小公倍數(shù)就是普通人的思維方法。首先明確一點(diǎn)，兩個(gè)數(shù)的最小公倍數(shù)值最大的可能是這兩個(gè)數(shù)的乘積（似乎有點(diǎn)繞，我居然沒有把自己繞進(jìn)去，厲害了哈），我們需要讓一個(gè)循環(huán)變量從這兩個(gè)數(shù)中的（大值，小值）開始向這兩個(gè)數(shù)的乘積方向依次加1試一下這個(gè)循環(huán)變量是否能夠整除這兩個(gè)數(shù)（自己思考并且圈一下前面括號(hào)里的答案），一直找到滿足能夠整除這兩個(gè)數(shù)的數(shù)為止（為止就是結(jié)束，結(jié)束在循環(huán)里就是break），這時(shí)這個(gè)數(shù)就是這兩個(gè)數(shù)的最小公倍數(shù)，我需要回去推敲一下前面寫的對(duì)不對(duì)（大體思路是對(duì)的，修改了一下措辭）。實(shí)際上求最大公約數(shù)也可以使用類似的方法，因?yàn)槲覀兌际瞧胀ㄈ耍瑫簳r(shí)不能想出數(shù)學(xué)家提供的方法，反正我真想不出來。試著把上面求最小公倍數(shù)的方法修改一下，改成求最大公約數(shù)。還是先編程做完最小公倍數(shù)，然后再考慮下一個(gè)最大公約數(shù)問題吧。好啦，編程去嘍！

?

def lcm( a , b ):

??? xb=a*b??? #思考一下這行的意義何在

??? if a<b:

??????? a,b=b,a

??? for i in range(a,a*b+1):

??????? if i % a == 0 and i % b == 0:

??????????? xb = i

??????????? break

??? return xb

?

def main():

??? x, y = eval(input("x,y:"))

??? print(lcm(x,y))

?

main()

?

#思考一下這行的意義何在

這個(gè)問題如果自己理解不了，上課時(shí)來問我吧！

接下來我們改上面的方法求最大公約數(shù)。

兩個(gè)數(shù)的最小公倍（此處改成? 大公約?? ）數(shù)值最大（此處改成??????? ）的可能是這兩個(gè)數(shù)的乘積（此處改成??????????? ），我們需要讓一個(gè)循環(huán)變量從這兩個(gè)數(shù)中的（大值，小值）開始向1方向依次減1試一下這兩個(gè)數(shù)是否能夠整除這個(gè)循環(huán)變量（自己思考并且圈一下前面括號(hào)里的答案），一直找到滿足能夠整除這個(gè)循環(huán)變量的數(shù)為止（為止就是結(jié)束，結(jié)束在循環(huán)里就是break），這時(shí)這個(gè)數(shù)就是這兩個(gè)數(shù)的最大公約數(shù)。好啦，編程去嘍！

def gcd( a , b ):

??? dy=1??? #思考一下這行的意義何在

??? if a<b:

??????? a,b=b,a

??? for i in range(b,0,-1):

??????? if a % i == 0 and b % i == 0:

??????????? dy = i

??????????? break

??? return dy

?

def main():

??? x, y = eval(input("x,y:"))

??? print(gcd(x,y))

?

main()

?

實(shí)際上，我還真有一個(gè)捷徑，悄悄告訴你：兩個(gè)數(shù)的乘積等于這兩個(gè)數(shù)的最大公約數(shù)和最小公倍數(shù)的乘積。這個(gè)有用嗎？當(dāng)然了，如果寫好了求最大公約數(shù)的函數(shù)gcd(x,y), 那么lcm(x,y)=x*y/ gcd(x,y)。