Python编程基础之函数和模块

Python编程基础之函数和模块是Python编程的重要基础知识之一。本篇攻略将介绍Python函数的定义和调用、函数参数的传递以及Python模块的使用和创建。

函数

函数的定义和调用

Python 函数的定义格式如下：

def function_name(parameters):
    """函数文档字符串"""
    function_body
    return [expression]

其中 def 是关键字，function_name 是函数的名称，而括号内的 parameters 为函数的参数。函数的执行语句从第二行开始，第一行可选，用于说明函数的功能。函数执行的结果可以通过 return 语句返回。

函数的调用方法如下：

function_name(arguments)

其中 arguments 为函数的参数值。

函数参数的传递

Python 的函数参数传递分为位置参数、默认参数、可变参数和关键字参数。

位置参数：

最普通的参数传递方式，为按照参数的位置进行传递。例如：

def add(x, y):
    return x + y

result = add(1, 2) # 参数1赋值给x，参数2赋值给y
print(result) # 输出3

默认参数：

在定义函数时，如果某些参数为常量时，可以利用默认参数的方式简化代码。例如：

def add(x, y=1):
    return x + y

result1 = add(1) # 参数2未传递，默认为1
result2 = add(2, 3)
print(result1) # 输出2
print(result2) # 输出5

可变参数：

当要传递的参数个数不确定时，可以利用可变参数的方式进行传递。例如：

def add(*args):
    result = 0
    for arg in args:
        result += arg
    return result

result1 = add(1, 2, 3, 4)
result2 = add(1, 2, 3, 4, 5)
print(result1) # 输出10
print(result2) # 输出15

关键字参数：

在传递参数时，一些参数很容易在赋值的时候忘记顺序，此时关键字参数的方式可以有效解决这个问题。例如：

def person(name, age, **kwargs):
    print("Name:", name)
    print("Age:", age)
    for key, value in kwargs.items():
        print(key, ":", value)

person("Lucy", 20, email="[e-mail]", gender="female")

其中 **kwargs 表示传入任意数量的关键字参数，会将其转化为一个字典。

模块

使用标准库模块

Python提供了很多标准库模块，可以方便我们进行文件操作、图形界面开发、网络编程、数据库访问等等。下面以 time 模块和 math 模块为例进行讲解。

import time
import math

start_time = time.time() # 记录开始时间
print(math.pow(2, 10)) # 2的10次方
end_time = time.time() # 记录结束时间
print("Time consumed:", end_time-start_time) # 输出时间差

通过 import 引入需要使用的模块即可，之后可以利用模块中定义好的函数、类等资源。

创建自定义模块

Python 还可以创建自定义模块，将一些相似的功能函数封装到一个模块中，方便调用。下面以创建 my_math 模块为例进行讲解。

# my_math.py
import math

def area_of_circle(r):
    return math.pi * r ** 2

def circumference_of_circle(r):
    return 2 * math.pi * r

def volume_of_sphere(r):
    return 4 / 3 * math.pi * r ** 3

通过将相关函数封装到一个文件中，并且在文件开头加上 import 语句引入依赖的模块，即可创建自己的模块。

在其他文件中调用这个模块中的函数如下：

# main.py
import my_math

r = 2
print("Area of circle:", my_math.area_of_circle(r))
print("Circumference of circle:", my_math.circumference_of_circle(r))
print("Volume of sphere:", my_math.volume_of_sphere(r))

通过 import 引入自定义模块即可使用其中定义好的函数、类等资源了。

至此，Python编程基础之函数和模块的详细讲解就结束了。