1、函數

相比于C++，python中寫一個函數需要一個關鍵字def。其主要結構如下：

            
              def 函數名(函數參數):
"""函數文檔，docstring"""
    函數體
    return
            
          

如果一個函數是一個類的一部分，它就稱為一個方法。

注意函數沒有類型信息，無論是函數參數還是返回值，都不需要類型信息，當然為了便于閱讀，可以使用函數注解。

函數注解是py3新增的一項功能，類似注釋，它們只負責提高程序的可讀性，而不會對程序功能做出任何改變。

推薦python代碼為了可讀性，遵循PEP8的規范。以下是一個例程：

            
              def search4vowels(word):
    """Display any vowels found in an asked-for word."""
    vowels=set('aeiou')
    found=vowels.intersection(set(word))
    for vowel in found:
        print(vowel)
            
          

效果如下：

可以看得出來，犯了很多愚蠢的錯誤。首先，最重要的是，雖然沒有為函數的參數指定類型，但函數參數必須有類型，像我第一次那樣，參數直接是chy是肯定不行的，單獨的chy會被編譯器認為是一個變量而不是一個字符串；另外，第二次沒有輸入參數，會報缺少參數的錯誤，第三次直接把函數名打錯了，最后一次，加了單引號，得到正確結果。

在python中，每一個對象都有一個與之關聯的真值，表示這個對象為True或者False。如果該對象計算為0、值為None、是一個空串或一個空的數據結構，那么就是False，否則是True。使用函數bool來計算對象的真值。嚴格來說，所有的非空數據結構都計算為True。

默認來說，函數使用return關鍵字來返回值，只能返回一個值，若想返回多個值，就需要使用數據結構，這和C++中類似。

將上面的函數改為返回word中的元音，如下：

            
              def search4vowels(word):
    """Display any vowels found in an asked-for word."""
    vowels=set('aeiou')
    return vowels.intersection(set(word))

            
          

效果如下：

注意，當word中不含元音時，應該返回一個空集合。由于集合使用{}包圍，那么空集合應該返回{}。但是返回的是set()。這是因為，{}沒法區分是空集合還是空字典，因此用{}表示空字典，用set()表示空集合。

上述代碼加入注解后的效果如下：

            
              def search4vowels(word:str)->set:
    """Display any vowels found in an asked-for word."""
    vowels=set('aeiou')
    return vowels.intersection(set(word))
            
          

在運行時，加不加注解沒有任何區別，只有在使用help時有區別：

help會把注解顯示，還會把docstring也顯示。

接下來，定義一個更泛用的函數，用于找到兩個字符串中所有相同字符的集合，代碼如下：

            
              def search4vowels(phrase:str)->set:
    """Display any vowels found in a supplied phrase."""
    vowels=set('aeiou')
    return vowels.intersection(set(word))


def search4letters(phrase:str,letters:str)->set:
    """Return a aet of the 'letters' found in 'phrase'."""
    return set(letters).intersection(set(phrase))
            
          

可以在一個文件中定義多個函數，注意，根據PEP8，兩個函數間要空兩行。這里的第二個函數search4letters用于實現找到兩個字符串的交集。注意，第一個函數是第二個函數在letters=‘aeiou’情況下的特例，因此，如果能夠讓letters默認為aeiou，那么就可以實現函數二對函數一的完全代替。這樣就可以實現函數的可重用。

如何實現呢？很簡單，在參數注解的后面加入默認值即可，如下：

            
              def search4letters(phrase:str,letters:str='aeiou')->set:
    """Return a aet of the 'letters' found in 'phrase'."""
    return set(letters).intersection(set(phrase))
            
          

這樣，當我們在調用search4letters函數時，若只用了一個參數，那么就默認第二個參數是aeiou；若用了兩個參數，那么letters就不再是默認值。默認值與初值不同，不要搞混。默認值只有在def行才能修改。

與C++不同的是，python提供了兩種參數賦值方法，位置賦值與關鍵字賦值。其中，位置賦值的情況下，對函數的調用與C++中相同，即函數f(A,B,C)調用時就是f(1,2,3)，其中A=1，B=2，C=3。然而，關鍵字賦值的情況下，參數順序就沒用了，調用f可以是f(C=3,A=1,B=2)，即點名某個參數等于多少。這樣就不用記住參數順序了，當然缺點就是要多打一些字。

2、模塊

好，既然在1中，我們已經寫好了函數，那么，如何實現它的可重用呢？

如果調用函數的代碼就在函數文件里，那直接用就好了，但是如果多個文件都要用這個函數，那每個文件里都把這個函數重新寫一遍，那就太蠢了。要使用import。

我們已經知道了，import是用來引入模塊的，也就是說，已經有了函數，還要把它打包成一個模塊，才能在其他文件中調用這個函數。

首先來看import如何引入模塊。

使用import A引入一個名為A的模塊，編譯器會去三個地方找這個叫A的模塊：首先在當前工作目錄找，然后去解釋器的site-package找，最后去標準庫位置找。找到了的話，直接引入，沒找到就報錯。

當前工作目錄，這個概念我是在linux中了解到的。在win中，用cmd進入命令行

那么這里的C:\Users\Amarantine就是當前工作目錄，可以用cd來換工作目錄。

如果我們import的模塊不在工作目錄中，那就會報錯。

因此，要想使用一個模塊，可以把它放在我們的當前工作目錄里，但是這樣太麻煩了。更好的方法是放在site-package里，這里放著的都是第三方的python模塊。標準庫模塊不要想了，那不是我們能染指的。

在py3.4中，引入了一個新的模塊，setuptools，使用這個模塊可以較為方便的在site-package中加入我們自己的模塊，僅需三步：

①、創建一個發布描述

至少需要兩個描述文件，一個是setup.py安裝文件，一個是README.txt解釋文件。這兩個文件必須放在和函數源碼文件相同的文件夾中。setup文件中的代碼幾乎是定死的，以發布vsearch這個模塊為例，其代碼如下：

            
              from setuptools import setup
setup(
    name='vsearch',
    version='1.0',
    description='The Head First Python Search Tools',
    author='Osiris',
    author_email='123456@qq.com',
    url='baidu.com',
    py_modules=['vsearch'],
    )

            
          

重要的參數有兩個，一個是name，其值是發布的包的名字；另一個是py_modules，其值是文件夾中所有py文件的列表。注意，這里py_modules即使填寫錯誤，也不會報錯。我第一次就是把vsearch打成了vresearch導致安裝成功卻import失敗。很是蛋疼。

txt文件可以為空。

如圖，文件夾中有三個文件：

②、生成一個發布文件

這一步要使用命令行來完成。

在當前工作目錄移到setup文件所在的文件夾內后，使用命令

            
              py -3 setup.py sdist
            
          

來生成發布文件。發布文件是一個壓縮包，保存在工作路徑下的一個叫disk的文件夾中。

③、安裝發布文件

py3.4包含了一個名為pip的工具，可以用來安裝包。將工作目錄設置為disk后，按下圖輸入命令。

可以看出，已經成功安裝。

需要驗證是否安裝成功，只靠上面的顯示是不行的。要用import來驗證。

如圖可以看出，在我把setup文件改好之后，模塊真正安裝成功了。

注意，site-package實際上是一個文件夾，位于...\python\Lib\site-packages，真正安裝好后，會有一個文件夾，名字中帶有安裝的模塊，另外，模塊中函數的源碼也存在該文件夾中，如下：

如圖，可以看見vsearch-1.0-py3.7.egg-info文件夾和vsearch.py文件。

3、函數的按值調用與按引用調用

在學C的時候，我們已經清楚了按值調用和按引用調用的區別，這是一個重要考點。

按值調用不會改變函數參數的值，但按引用調用會改變。

在python中，函數既支持按值調用，又支持按引用調用。也就是說，在某些情況下，函數的行為看起來像按值調用，在另外一些情況下，則是按引用調用。其本質則是因為，python中變量都是對象引用，變量中存儲的是值的內存地址，而不是真正的值，從這一點看，所有的變量都是指針。

當變量指向的值是可變的值：列表、字典、集合時，按引用調用來行為；

當變量指向的值是不變的值：字符串、正數、元組時，按值調用來行為。

然而有一點要注意，參見下面兩個函數：

            
              #按值調用
def double(arg):
    print('Before: ',arg)
    arg=arg*2
    print('After: ',arg)
#按引用調用
def change(arg)：
    print('Before: ',arg)
    arg.append('More data')
    print('After: ',arg)
            
          

當arg為整數時，調用double函數，參數為a，看上去a會不變，因為a是一個整數，屬于不變的值，應按值調用，實際也是這樣：

但是當arg為一個列表時，按原來的想法，參數為b，是一個列表，列表屬于可變的值，因此b應該翻倍，因為是按引用調用，實際卻不是這樣：

可以看出，arg的確翻倍了，但是b沒有翻倍。

這是python中=的特性決定的。

在python中，=是賦值操作，在賦值時，首先執行=右邊的代碼，創建一個新的對象，然后將這個新的對象賦給=左邊的變量。也就是說，在上面的代碼中，是對b的內容進行*2的操作，形成一個新的對象，賦給arg，然而b本身一點變化都沒有。因此b不會變化。

其實還有一個好玩的事，前面說過，python中變量都是指針，那么參見下圖：

我們將a初始化為一個整數1，b初始化為2，然后觀察a和b的地址，它們是不同的；

然后將a加1，現在a=2，按C的理解，應該是140734582055568這個地址中的內容從1變成了2，但實際不是這樣，是a指向了b的地址，原因是b=2。這也可以看出，對于不能改變的量，python賦值采用的是改變指向的操作完成的。這也導致了在C中很容易做的數字處理變得麻煩。

4、檢查PEP8的兼容性

若想檢查代碼是否符合PEP8的規范，需要使用pytest框架和pep8插件。同樣的，我們使用pip進行安裝。

按如下執行代碼：

如下圖表示安裝成功。

接下來按照同樣方法安裝pep8。

安裝成功之后，前往需要檢查的代碼文件所在的文件夾，此處就是vsearch.py所在的文件夾，執行如下命令：

            
              py.test --pep8 vsearch.py
            
          

效果如下：

可以看出，有五處不合格，三處是代碼中間的冒號:后面沒有加空格，一處是逗號,后面沒有加空格，一處是等號=左右沒有加空格。更改。然后再次檢查。如下：

右側的100%和1 passed說明已經沒有錯誤。

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