定義函數

[BettyBDChiang參與者]

轉載自廖雪峰的官方網站

在Python中，定義一個函數要使用def語句，依次寫出函數名、括弧、括弧中的參數和冒號:，然後，在縮進塊中編寫函數體，函數的返回值用return語句返回。
我們以自訂一個求絕對值的my_abs函數為例：

def my_abs(x):
    if x >= 0:
        return x
    else:
        return –x

請自行測試並調用my_abs看看返回結果是否正確。

請注意，函數體內部的語句在執行時，一旦執行到return時，函數就執行完畢，並將結果返回。因此，函數內部通過條件判斷和迴圈可以實現非常複雜的邏輯。

如果沒有return語句，函數執行完畢後也會返回結果，只是結果為None。return None可以簡寫為return。

在Python交互環境中定義函數時，注意Python會出現…的提示。函式定義結束後需要按兩次回車重新回到>>>提示符下。

如果你已經把my_abs()的函式定義保存為abstest.py檔了，那麼，可以在該檔的目前的目錄下啟動Python解譯器，用from abstest import my_abs來導入my_abs()函數，注意abstest是檔案名（不含.py副檔名）。

import的用法在後續模組一節中會詳細介紹。

空函數

如果想定義一個什麼事也不做的空函數，可以用pass語句：

def nop():
    pass

pass語句什麼都不做，那有什麼用？實際上pass可以用來作為預留位置，比如現在還沒想好怎麼寫函數的代碼，就可以先放一個pass，讓代碼能運行起來。
pass還可以用在其他語句裡，比如：

if age >= 18:
    pass

缺少了pass，代碼運行就會有語法錯誤。

參數檢查

調用函數時，如果參數個數不對，Python解譯器會自動檢查出來，並拋出TypeError：

>>> my_abs(1, 2)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: my_abs() takes 1 positional argument but 2 were given

但是如果參數類型不對，Python解譯器就無法幫我們檢查。試試my_abs和內置函數abs的差別：

>>> my_abs('A')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 2, in my_abs
TypeError: unorderable types: str() >= int()
>>> abs('A')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: bad operand type for abs(): 'str'

當傳入了不恰當的參數時，內置函數abs會檢查出參數錯誤，而我們定義的my_abs沒有參數檢查，會導致if語句出錯，出錯資訊和abs不一樣。所以，這個函式定義不夠完善。
讓我們修改一下my_abs的定義，對參數類型做檢查，只允許整數和浮點數類型的參數。資料類型檢查可以用內置函數isinstance()實現：

def my_abs(x):
    if not isinstance(x, (int, float)):
        raise TypeError('資料型態不符，請輸入整數或浮點數')
    if x >= 0:
        return x
    else:
        return –x

添加了參數檢查後，如果傳入錯誤的參數類型，函數就可以拋出一個錯誤：

>>> my_abs('A')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 3, in my_abs
TypeError: 資料型態不符，請輸入整數或浮點數

錯誤和異常處理將在後續講到。

返回多個值

函數可以返回多個值嗎？答案是肯定的。
比如在遊戲中經常需要從一個點移動到另一個點，給出座標、位移和角度，就可以計算出新的新的座標：

import math

def move(x, y, step, angle=0):
    nx = x + step * math.cos(angle)
    ny = y - step * math.sin(angle)
    return nx, ny

import math語句表示導入math包，並允許後續代碼引用math包裡的sin、cos等函數。
然後，我們就可以同時獲得返回值：

>>> x, y = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
>>> print(x, y)
151.96152422706632 70.0

但其實這只是一種假像，Python函數返回的仍然是單一值：

>>> r = move(100, 100, 60, math.pi / 6)
>>> print(r)
(151.96152422706632, 70.0)

原來返回值是一個tuple！但是，在語法上，返回一個tuple可以省略括弧，而多個變數可以同時接收一個tuple，按位置賦給對應的值，所以，Python的函數返回多值其實就是返回一個tuple，但寫起來更方便。

小結

定義函數時，需要確定函數名和參數個數；
如果有必要，可以先對參數的資料類型做檢查；
函數體內部可以用return隨時返回函數結果；
函數執行完畢也沒有return語句時，自動return None。
函數可以同時返回多個值，但其實就是一個tuple。

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