5.1、Python之什么是函数
我们知道圆的面积计算公式为:
S = πr²
当我们知道半径r的值时,就可以根据公式计算出面积。假设我们需要计算3个不同大小的圆的面积:
r1 = 12.34
r2 = 9.08
r3 = 73.1
s1 = 3.14 * r1 * r1
s2 = 3.14 * r2 * r2
s3 = 3.14 * r3 * r3
当代码出现有规律的重复的时候,你就需要当心了,每次写3.14 * x * x不仅很麻烦,而且,如果要把3.14改成3.14159265359的时候,得全部替换。
有了函数,我们就不再每次写s = 3.14 * x * x,而是写成更有意义的函数调用 s = area_of_circle(x),而函数 area_of_circle 本身只需要写一次,就可以多次调用。
抽象是数学中非常常见的概念。举个例子:
计算数列的和,比如:1 + 2 + 3 + ... + 100,写起来十分不方便,于是数学家发明了求和符号∑,可以把1 + 2 + 3 + ... + 100记作:
100
∑n
n=1
这种抽象记法非常强大,因为我们看到∑就可以理解成求和,而不是还原成低级的加法运算。
而且,这种抽象记法是可扩展的,比如:
100
∑(n²+1)
n=1
还原成加法运算就变成了:
(1 x 1 + 1) + (2 x 2 + 1) + (3 x 3 + 1) + ... + (100 x 100 + 1)
可见,借助抽象,我们才能不关心底层的具体计算过程,而直接在更高的层次上思考问题。
写计算机程序也是一样,函数就是最基本的一种代码抽象的方式。
Python不但能非常灵活地定义函数,而且本身内置了很多有用的函数,可以直接调用。
任务1
此节没有任务。
5.2、Python之调用函数
Python内置了很多有用的函数,我们可以直接调用。
要调用一个函数,需要知道函数的名称和参数,比如求绝对值的函数 abs,它接收一个参数。
可以直接从Python的官方网站查看文档:
http://docs.python.org/2/library/functions.html#abs
也可以在交互式命令行通过 help(abs) 查看abs函数的帮助信息。
调用 abs 函数:
>>> abs(100)
100
>>> abs(-20)
20
>>> abs(12.34)
12.34
调用函数的时候,如果传入的参数数量不对,会报TypeError的错误,并且Python会明确地告诉你:abs()有且仅有1个参数,但给出了两个:
>>> abs(1, 2)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: abs() takes exactly one argument (2 given)
如果传入的参数数量是对的,但参数类型不能被函数所接受,也会报TypeError的错误,并且给出错误信息:str是错误的参数类型:
>>> abs('a')
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: bad operand type for abs(): 'str'
而比较函数 cmp(x, y) 就需要两个参数,如果 x<y,返回 -1,如果 x==y,返回 0,如果 x>y,返回 1:
>>> cmp(1, 2)
-1
>>> cmp(2, 1)
1
>>> cmp(3, 3)
0
Python内置的常用函数还包括数据类型转换函数,比如 int()函数可以把其他数据类型转换为整数:
>>> int('123')
123
>>> int(12.34)
12
str()函数把其他类型转换成 str:
>>> str(123)
'123'
>>> str(1.23)
'1.23'
任务2
sum()函数接受一个list作为参数,并返回list所有元素之和。请计算 1*1 + 2*2 + 3*3 + ... + 100*100。
5.3、Python之编写函数
在Python中,定义一个函数要使用 def 语句,依次写出函数名、括号、括号中的参数和冒号:,然后,在缩进块中编写函数体,函数的返回值用 return 语句返回。
我们以自定义一个求绝对值的 my_abs 函数为例:
def my_abs(x):
if x >= 0:
return x
else:
return -x
请注意,函数体内部的语句在执行时,一旦执行到return时,函数就执行完毕,并将结果返回。因此,函数内部通过条件判断和循环可以实现非常复杂的逻辑。
如果函数中一个return语句都没有,函数执行完毕后也会返回结果,只是结果为 None。如:
def my_abs():
print 'aaa'
print my_abs()
输出结果:
aaa
None
如果有一个return语句,那么按照函数内容输出,如:
def myobs(a):
if a >= 0:
return a
myobs(-2)
没有输出值,None也没有
return None可以简写为return。
任务
请定义一个 square_of_sum 函数,它接受一个list,返回list中每个元素平方的和。
任务答案:
任务2:
方法一:
L = []
x = 1
while x <= 100:
L.append(x * x)
x = x + 1
print sum(L)
方法二:
L = []
for i in range(1,101):
L.append(i * i)
print sum(L)
任务3:
def square_of_sum(L):
sum = 0
for i in L:
sum = sum + i * i
return sum
print square_of_sum([1, 2, 3, 4, 5])
print square_of_sum([-5, 0, 5, 15, 25])