1、函數(shù)

相比于C++，python中寫一個(gè)函數(shù)需要一個(gè)關(guān)鍵字def。其主要結(jié)構(gòu)如下：

            
              def 函數(shù)名(函數(shù)參數(shù)):
"""函數(shù)文檔，docstring"""
    函數(shù)體
    return
            
          

如果一個(gè)函數(shù)是一個(gè)類的一部分，它就稱為一個(gè)方法。

注意函數(shù)沒有類型信息，無論是函數(shù)參數(shù)還是返回值，都不需要類型信息，當(dāng)然為了便于閱讀，可以使用函數(shù)注解。

函數(shù)注解是py3新增的一項(xiàng)功能，類似注釋，它們只負(fù)責(zé)提高程序的可讀性，而不會(huì)對(duì)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(guī)范。以下是一個(gè)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(cuò)誤。首先，最重要的是，雖然沒有為函數(shù)的參數(shù)指定類型，但函數(shù)參數(shù)必須有類型，像我第一次那樣，參數(shù)直接是chy是肯定不行的，單獨(dú)的chy會(huì)被編譯器認(rèn)為是一個(gè)變量而不是一個(gè)字符串；另外，第二次沒有輸入?yún)?shù)，會(huì)報(bào)缺少參數(shù)的錯(cuò)誤，第三次直接把函數(shù)名打錯(cuò)了，最后一次，加了單引號(hào)，得到正確結(jié)果。

在python中，每一個(gè)對(duì)象都有一個(gè)與之關(guān)聯(lián)的真值，表示這個(gè)對(duì)象為True或者False。如果該對(duì)象計(jì)算為0、值為None、是一個(gè)空串或一個(gè)空的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，那么就是False，否則是True。使用函數(shù)bool來計(jì)算對(duì)象的真值。嚴(yán)格來說，所有的非空數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都計(jì)算為True。

默認(rèn)來說，函數(shù)使用return關(guān)鍵字來返回值，只能返回一個(gè)值，若想返回多個(gè)值，就需要使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這和C++中類似。

將上面的函數(shù)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(dāng)word中不含元音時(shí)，應(yīng)該返回一個(gè)空集合。由于集合使用{}包圍，那么空集合應(yīng)該返回{}。但是返回的是set()。這是因?yàn)椋瑊}沒法區(qū)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(yùn)行時(shí)，加不加注解沒有任何區(qū)別，只有在使用help時(shí)有區(qū)別：

help會(huì)把注解顯示，還會(huì)把docstring也顯示。

接下來，定義一個(gè)更泛用的函數(shù)，用于找到兩個(gè)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(gè)文件中定義多個(gè)函數(shù)，注意，根據(jù)PEP8，兩個(gè)函數(shù)間要空兩行。這里的第二個(gè)函數(shù)search4letters用于實(shí)現(xiàn)找到兩個(gè)字符串的交集。注意，第一個(gè)函數(shù)是第二個(gè)函數(shù)在letters=‘a(chǎn)eiou’情況下的特例，因此，如果能夠讓letters默認(rèn)為aeiou，那么就可以實(shí)現(xiàn)函數(shù)二對(duì)函數(shù)一的完全代替。這樣就可以實(shí)現(xiàn)函數(shù)的可重用。

如何實(shí)現(xiàn)呢？很簡(jiǎn)單，在參數(shù)注解的后面加入默認(rèn)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(dāng)我們?cè)谡{(diào)用search4letters函數(shù)時(shí)，若只用了一個(gè)參數(shù)，那么就默認(rèn)第二個(gè)參數(shù)是aeiou；若用了兩個(gè)參數(shù)，那么letters就不再是默認(rèn)值。默認(rèn)值與初值不同，不要搞混。默認(rèn)值只有在def行才能修改。

與C++不同的是，python提供了兩種參數(shù)賦值方法，位置賦值與關(guān)鍵字賦值。其中，位置賦值的情況下，對(duì)函數(shù)的調(diào)用與C++中相同，即函數(shù)f(A,B,C)調(diào)用時(shí)就是f(1,2,3)，其中A=1，B=2，C=3。然而，關(guān)鍵字賦值的情況下，參數(shù)順序就沒用了，調(diào)用f可以是f(C=3,A=1,B=2)，即點(diǎn)名某個(gè)參數(shù)等于多少。這樣就不用記住參數(shù)順序了，當(dāng)然缺點(diǎn)就是要多打一些字。

2、模塊

好，既然在1中，我們已經(jīng)寫好了函數(shù)，那么，如何實(shí)現(xiàn)它的可重用呢？

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

我們已經(jīng)知道了，import是用來引入模塊的，也就是說，已經(jīng)有了函數(shù)，還要把它打包成一個(gè)模塊，才能在其他文件中調(diào)用這個(gè)函數(shù)。

首先來看import如何引入模塊。

使用import A引入一個(gè)名為A的模塊，編譯器會(huì)去三個(gè)地方找這個(gè)叫A的模塊：首先在當(dāng)前工作目錄找，然后去解釋器的site-package找，最后去標(biāo)準(zhǔn)庫位置找。找到了的話，直接引入，沒找到就報(bào)錯(cuò)。

當(dāng)前工作目錄，這個(gè)概念我是在linux中了解到的。在win中，用cmd進(jìn)入命令行

那么這里的C:\Users\Amarantine就是當(dāng)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(huì)報(bào)錯(cuò)。

因此，要想使用一個(gè)模塊，可以把它放在我們的當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)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(gè)新的模塊，setuptools，使用這個(gè)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(chuàng)建一個(gè)發(fā)布描述

至少需要兩個(gè)描述文件，一個(gè)是setup.py安裝文件，一個(gè)是README.txt解釋文件。這兩個(gè)文件必須放在和函數(shù)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(fā)布vsearch這個(gè)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(shù)有兩個(gè)，一個(gè)是name，其值是發(fā)布的包的名字；另一個(gè)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(cuò)誤，也不會(huì)報(bào)錯(cuò)。我第一次就是把vsearch打成了vresearch導(dǎo)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(gè)文件：

②、生成一個(gè)發(fā)布文件

這一步要使用命令行來完成。

在當(dāng)前工作目錄移到setup文件所在的文件夾內(nèi)后，使用命令

            
              py -3 setup.py sdist
            
          

來生成發(fā)布文件。發(fā)布文件是一個(gè)壓縮包，保存在工作路徑下的一個(gè)叫disk的文件夾中。

③、安裝發(fā)布文件

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

可以看出，已經(jīng)成功安裝。

需要驗(yàn)證是否安裝成功，只靠上面的顯示是不行的。要用import來驗(yàn)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(shí)際上是一個(gè)文件夾，位于...\python\Lib\site-packages，真正安裝好后，會(huì)有一個(gè)文件夾，名字中帶有安裝的模塊，另外，模塊中函數(shù)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(shù)的按值調(diào)用與按引用調(diào)用

在學(xué)C的時(shí)候，我們已經(jīng)清楚了按值調(diào)用和按引用調(diào)用的區(qū)別，這是一個(gè)重要考點(diǎn)。

按值調(diào)用不會(huì)改變函數(shù)參數(shù)的值，但按引用調(diào)用會(huì)改變。

在python中，函數(shù)既支持按值調(diào)用，又支持按引用調(diào)用。也就是說，在某些情況下，函數(shù)的行為看起來像按值調(diào)用，在另外一些情況下，則是按引用調(diào)用。其本質(zhì)則是因?yàn)椋琾ython中變量都是對(duì)象引用，變量中存儲(chǔ)的是值的內(nèi)存地址，而不是真正的值，從這一點(diǎn)看，所有的變量都是指針。

當(dāng)變量指向的值是可變的值：列表、字典、集合時(shí)，按引用調(diào)用來行為；

當(dāng)變量指向的值是不變的值：字符串、正數(shù)、元組時(shí)，按值調(diào)用來行為。

然而有一點(diǎn)要注意，參見下面兩個(gè)函數(shù)：

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

當(dāng)arg為整數(shù)時(shí)，調(diào)用double函數(shù)，參數(shù)為a，看上去a會(huì)不變，因?yàn)閍是一個(gè)整數(shù)，屬于不變的值，應(yīng)按值調(diào)用，實(shí)際也是這樣：

但是當(dāng)arg為一個(gè)列表時(shí)，按原來的想法，參數(shù)為b，是一個(gè)列表，列表屬于可變的值，因此b應(yīng)該翻倍，因?yàn)槭前匆谜{(diào)用，實(shí)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(shí)，首先執(zhí)行=右邊的代碼，創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象，然后將這個(gè)新的對(duì)象賦給=左邊的變量。也就是說，在上面的代碼中，是對(duì)b的內(nèi)容進(jìn)行*2的操作，形成一個(gè)新的對(duì)象，賦給arg，然而b本身一點(diǎn)變化都沒有。因此b不會(huì)變化。

其實(shí)還有一個(gè)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(gè)整數(shù)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(xiàn)在a=2，按C的理解，應(yīng)該是140734582055568這個(gè)地址中的內(nèi)容從1變成了2，但實(shí)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(duì)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(dǎo)致了在C中很容易做的數(shù)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(guī)范，需要使用pytest框架和pep8插件。同樣的，我們使用pip進(jìn)行安裝。

按如下執(zhí)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(zhí)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(hào):后面沒有加空格，一處是逗號(hào),后面沒有加空格，一處是等號(hào)=左右沒有加空格。更改。然后再次檢查。如下：

右側(cè)的100%和1 passed說明已經(jīng)沒有錯(cuò)誤。

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