【Python】函数

Python函数

1.函数初识

• 函数：是组织好的，可重复使用的，用来实现特定功能的代码段。

先来感受一下

# 计算圆的面积，Π取3.14

def circle_area(r):
    S = 3.14 * r ** 2
    print(f"半径为{r}时，圆的面积是:{S}")


circle_area(3)
circle_area(2)
circle_area(1)

# 输出结果

'''
半径为3时，圆的面积是:28.26
半径为2时，圆的面积是:12.56
半径为1时，圆的面积是:3.14
'''

# 计算字符串的长度

def string_len(data):
    i = 0
    for x in data:
        i += 1
    print(f"该字符串是：{data}，长度为：{i}")


string_len("1253637")
string_len("1212qfafa 3637")

# 输出结果

'''
该字符串是：1253637，长度为：7
该字符串是：1212qfafa 3637，长度为：14
'''

从上面例子可以看出，使用函数，可以得到一个针对特定需求、可供重复利用的代码段以提高程序的复用性，提高开发效率。

---

2.函数的定义

• 函数的定义语法：基本格式如下。

'''
def 函数名(传入参数):
    函数体
    return 返回值
'''

• 注意：先定义，后调用。
• 练习1：公园欢迎语，要求调用后输出：欢迎您来到公园！（换行）祝您旅途愉快！

# 计算字符串的长度

def hello():
    print("欢迎您来到公园\n祝您旅途愉快")


hello()


# 输出结果
'''
欢迎您来到公园
祝您旅途愉快
'''

我们可以发现，某些场景下，函数的参数可以不需要，返回值也可以不需要。

---

3.函数的传入参数

以两数之和函数的例子来说明。

# 两数之和函数

def add_2(x, y):
    result = x + y
    print(f"{x}+{y}的值是：{result}")


add_2(-1, 23)

# 输出结果
'''
-1+23的值是：22
'''

在上面这个函数的定义中，提供的x和y，称之为形式参数（形参），表示函数声明将要使用2个参数，参数之间使用逗号进行分隔。函数调用中，提供的-1和23，称之为实际参数（实参），表示函数执行时真正使用的参数值。传入的时候，按照顺序传入数据，使用逗号分隔。

传入参数的数量是不受限制的。可以不使用参数，也可以使用任意N个参数。传入参数的时候，要和形式参数一一对应，逗号隔开。

• 练习1：公园门票价格判定系统。

# 公园门票系统根据年龄(是否成年）提示收费(20元）与不收费

def ticket_money(age):
    print("欢迎来到公园！")
    if age >= 18:
        print(f"您的年龄为{age}，已成年，需要收费20元")
    else:
        print(f"您的年龄为{age}，未成年，无需购买门票")


ticket_money(20)
ticket_money(18)
ticket_money(14)

# 输出结果
'''
欢迎来到公园！
您的年龄为20，已成年，需要收费20元
欢迎来到公园！
您的年龄为18，已成年，需要收费20元
欢迎来到公园！
您的年龄为14，未成年，无需购买门票
'''

---

4.函数的返回值

还是以两数求和函数的例子来说明。

# 两数之和函数


def add_2(x, y):
    result = x + y
    return result
  

a = add_2(1, 2)
print(a)

# 输出结果
'''
3
'''

上述代码定义两数相加的函数功能。完成功能后，会将相加的结果返回给函数调用者。所以，变量a接收到了函数的执行结果。

所谓”返回值”，就是程序中函数被调用后，最后给调用者的结果。

• 注意点：函数内，写在return后面的语句将被被执行。

• None类型：在 Python 中，None 是一个特殊的字面量，其类型为 NoneType 。当函数没有使用 return 语句返回数据时，实际上会返回 None 这个字面量，表示函数没有返回有实际意义的内容，即返回了空的意思。None 用于代表空值、无具体值或无实际意义的状态。

# 无return语句返回数据情形示例

def hello():
    print("hello!")


result = hello()
print(result, type(result))

# 输出结果
'''
hello!
None 
'''

当然，写return也是可以的，在最后写return None就可以了。None类型有以下几个应用：

1.在if判断中，None等同于False，—般用于在函数中主动返回None，配合if判断做相关处理。示例如下：

# 判断是否成年，成年可以进入KTV，否则不可以

def check_age(age):
    if age >= 18:
        return "Success"
    else:
        return None

real_age = int(input("请输入年龄："))
result = check_age(real_age)

if not result:
    print("是未成年，不可进入KTV")
else:
    print("已成年，可以进入KTV")
    
# 输出结果
'''
请输入年龄：16
是未成年，不可进入KTV
'''

2.用于声明无内容的变量上。定义变量，但暂时不需要变量有具体值，可以用None来代替。

---

5.函数说明文档

• 作用：对函数进行说明解释，帮助开发者更好地理解函数的功能。
• 定义语法：在 Python 中，在函数定义后，紧接着用三引号（单或双均可）包裹说明内容。其中，:param 用于解释函数参数，说明每个参数的含义；:return 用于解释函数返回值，说明返回值的类型和意义 。示例如下：

'''
def func(x, y):
    """
    函数说明
    :param x: 参数x的说明
    :param y: 参数y的说明
    :return: 返回值的说明
    """
    函数体
    return 返回值
'''

输入一对三个双引号后，再按下回车键，以下格式会自动弹出：

def add_2(x, y):
    """
    
    :param x: 
    :param y: 
    :return: 
    """
    result = x + y
    return result

---

6. 函数的嵌套调用

函数嵌套调用指的是一个函数里面又调用了另外一个函数。一个示例如下。

def fun_1(a):
    """
    求一个数的平方
    :param a: 这个数
    :return: 这个数的平方
    """
    result_1 = a ** 2
    return result_1


def fun_2(x, y):
    """
    求第一个数的第二个数的平方次方
    :param x: 第一个数
    :param y: 第二个数
    :return: 第一个数的第二个数的平方次方
    """
    result_2 = x ** fun_1(y)
    return result_2


print(fun_2(2, 2))
print(fun_2(3, 2))

# 输出结果
'''
16
81
'''

---

7.变量的作用域

• **定义：**变量作用域指的是变量的作用范围（变量在哪里可用，在哪里不可用)，主要分为全局变量和局部变量。以下面这个例子来说明。

a = 2


def func_1():
    b = 1
    print(b)


def func_2():
    print(a)


def func_3():
    print(a + 1)

func_1()
func_2()
func_3()

# 输出结果
'''
1
2
3
'''

其中a是全局变量，b是局部变量，若代码在最后加上：print(b)，则会显示：name ‘b’ is not defined。

• global关键字：使用global关键字可以在函数内部声明变量为全局变量。以下面这个例子说明。

a = 2


def func_1():
    b = 1
    print(b)


def func_2():
    print(a)


def func_3():
    global a
    a = 3
    print(a)


def func_4():
    print(a + 1)


func_1()
func_2()
func_3()
func_4()


# 输出结果
'''
1
2
3
4 
'''

代码执行的过程如下：

1. 定义全局变量 a并赋值为2。
2. 调用 func_1，在函数内部创建局部变量b并打印1。
3. 调用 func_2，打印全局变量a的值，此时a为2。
4. 调用 func_3，由于global a声明，修改全局变量a的值为3并打印3。
5. 调用 func_4，打印全局变量a加1的结果，即4。

---

8.ATM机实例

使用 Python 语言编写一个模拟银行 ATM 机功能的程序。该程序需要实现以下功能：

1. 预设初始账户余额为 1000000 元，正确的账户密码为 123456。程序开始运行时，提示用户输入密码。
2. 如果用户输入的密码正确，则显示以下操作选项：
   • 查询余额 【输入 1】
   • 存款 【输入 2】
   • 取款 【输入 3】
   • 退出 【输入 4】
     然后提示用户输入选择的操作编号。
3. 根据用户的选择，调用相应的函数来实现功能：
   • 当用户选择1时，调用check_money函数，该函数用于显示用户当前的账户余额。
   • 当用户选择 2时，调用deposit函数，该函数要求用户输入存款金额，并在屏幕上显示存款成功的提示信息以及更新后的账户余额。
   • 当用户选择 3时，调用withdraw_cash函数，该函数要求用户输入取款金额，并在屏幕上显示取款成功的提示信息以及更新后的账户余额。
   • 当用户选择4时，调用to_exit函数，该函数仅在屏幕上显示 “退出” 的相关提示信息。
4. 如果用户输入的密码错误，则在屏幕上显示 “很抱歉！密码错误”，程序结束。
5. 如果用户输入的操作编号不是 1、2、3、4中的任何一个，则在屏幕上显示 “选择错误”。

money = 1000000
password_right = 123456
password = int(input("请输入您的密码："))


# 查询余额
def check_money():
    print("------------查询余额------------")
    print(f"您好，您当前的余额还有：{money}元")


# 存款
def deposit():
    print("-------------存款-------------")
    x_deposit = int(input("请输入您需要存入的金额："))
    money_deposit_now = money + x_deposit
    print(f"您当前存入{x_deposit}元，存款成功！")
    print(f"您目前余额为{money_deposit_now}元")


# 取款
def withdraw_cash():
    print("-------------取款-------------")
    x_withdraw = int(input("请输入您需要取出的金额："))
    money_withdraw_now = money - x_withdraw
    print(f"您当前取出{x_withdraw}元，取款成功！")
    print(f"您目前余额为{money_withdraw_now}元")


# 退出
def to_exit():
    print("-------------退出-------------")



if password == 123456:
    print("欢迎您来到本银行ATM，请选择您需要的服务：")
    print("查询余额 \t【输入1】")
    print("存款 \t【输入2】")
    print("取款 \t【输入3】")
    print("退出 \t【输入4】")
    print("请输入进的选择：", end="")
    x = int(input(""))
    if x == 1:
        check_money()
    elif x == 2:
        deposit()
    elif x == 3:
        withdraw_cash()
    elif x == 4:
        to_exit()
    else:
        print("选择错误")
else:
    print("很抱歉！密码错误")

    
# 输出结果
'''
请输入您的密码：123456
欢迎您来到本银行ATM，请选择您需要的服务：
查询余额 	【输入1】
存款 	【输入2】
取款 	【输入3】
退出 	【输入4】
请输入进的选择：2
-------------存款-------------
请输入您需要存入的金额：30000
您当前存入30000元，存款成功！
您目前余额为1030000元
'''

虽然完成了这个题目，但是这个代码对于ATM机的实际应用来说有着明显的缺陷：

1. 存款和取款函数中计算的临时余额（money_deposit_now、money_withdraw_now）未更新全局变量 money，导致后续操作仍基于初始余额。
2. 用户只能进行一次操作，操作完成后程序即结束，无法多次选择操作。

接下来进行改进：

money = 1000000
password_right = 123456
password = int(input("请输入您的密码："))


# 查询余额
def check_money():
    print("------------查询当前余额------------")
    print(f"您好，您当前的余额还有：{money}元")


# 存款
def deposit():
    print("-------------存款-------------")
    x_deposit = int(input("请输入您需要存入的金额："))
    global money
    money += x_deposit
    print(f"您当前存入{x_deposit}元，存款成功！")
    check_money()


# 取款
def withdraw_cash():
    print("-------------取款-------------")
    x_withdraw = int(input("请输入您需要取出的金额："))
    global money
    money -= x_withdraw
    print(f"您当前取出{x_withdraw}元，取款成功！")
    check_money()


# 主菜单
def menu():
    print("欢迎您来到本银行ATM，请选择您需要的服务：")
    print("查询余额 \t【输入1】")
    print("存款 \t【输入2】")
    print("取款 \t【输入3】")
    print("退出 \t【输入4】")
    print("请输入进的选择：", end="")


if password == 123456:
    while True:
        menu()
        x = int(input(""))
        if x == 1:
            check_money()
        elif x == 2:
            deposit()
        elif x == 3:
            withdraw_cash()
        else:
            print("ATM退出")
            break
else:
    print("密码错误")


# 输出结果
'''
请输入您的密码：123456
欢迎您来到本银行ATM，请选择您需要的服务：
查询余额 	【输入1】
存款 	【输入2】
取款 	【输入3】
退出 	【输入4】
请输入进的选择：2
-------------存款-------------
请输入您需要存入的金额：12000
您当前存入12000元，存款成功！
------------查询当前余额------------
您好，您当前的余额还有：1012000元
欢迎您来到本银行ATM，请选择您需要的服务：
查询余额 	【输入1】
存款 	【输入2】
取款 	【输入3】
退出 	【输入4】
请输入进的选择：3
-------------取款-------------
请输入您需要取出的金额：200000
您当前取出200000元，取款成功！
------------查询当前余额------------
您好，您当前的余额还有：812000元
欢迎您来到本银行ATM，请选择您需要的服务：
查询余额 	【输入1】
存款 	【输入2】
取款 	【输入3】
退出 	【输入4】
请输入进的选择：4
ATM退出
'''

改进的点如下：

1. 使用global关键字更新全局变量：在deposit和withdraw_cash函数中使用global money声明，对全局变量money进行更新，使后续操作基于最新余额。
2. 复用函数显示余额：在deposit和withdraw_cash函数中调用check_money函数显示余额，减少代码重复，提高可维护性。
3. 提供多次操作机会：使用while True循环，只要用户不选择退出，就能多次选择不同操作。
4. 代码结构优化：将主菜单显示逻辑封装到 menu函数中，增强可维护性。

声明

本笔记由本人学习【黑马程序员】课程及相关资料整理而来，代码均为自行创作。