《python函数文件与模块》由会员分享，可在线阅读，更多相关《python函数文件与模块（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Python 函数、文件与模块函数、文件与模块“探索 Python” 这一系列的前几篇文章已为 Python 编程新手介绍了几方面的主题， 包括变量、容器对象和复合语句。本文以这些概念为基础，构造一个完整的 Python 程序。引入了 Python 函数和模块，并展示了构建一个 Python 程序、将其存储在文件中以及通过命令行运行该程序的方法。返璞归真许多流行的玩具都以这样一个概念为基础： 简单的积木。 这些简单的积木可通过多种方式组合在一起构造出全新的作品 有时甚至完全令人出乎意料。 这一概念同样适用于现实生活中的建筑领域，将基本原材料组合在一起，形成有用的建筑物。平凡无奇的材料、技术和工
2、具简化了新建筑物的建造过程，同样也简化了对新踏入此领域的人员的培训。相同的基本概念也适用于计算机程序开发技术，包括以 Python 编程语言编写的程序。本文介绍了使用 Python 创建基本构件 (building block) 的方法，可用于解决更为复杂的问题。这些基本构件可能小而简单，也可能庞大而复杂。无论采用哪种形式，我们这场游戏的目的就是定义基本构件，然后使用它们来创建专属于您的杰作。函数：封装逻辑在本系列的前几篇文章中， 您通常不得不重复输入所有代码， 即便它与上一行代码完全相同。 此要求的惟一特例就是变量的使用： 一旦初始化了变量的内容， 之后就可以随时重用。显而易见，这一用法的普
3、及对我们大有好处。描述杰出程序员的最流行的箴言之一就是他们很懒惰。 这并不表示杰出的程序员不努力工作 而是说他们喜欢灵活的工作方法， 除非绝对必要， 否则从不反复做任何相同的事情。这也就意味着在您需要编写代码之前，首先考虑如何实现重用。Python 中有多种可实现重用的途径，但最简单的技术莫过于使用函数，也称为方法 或子例程。与绝大多数现代编程语言类似，Python 支持使用方法将一组语句封装在一起，从而可在必要时重复使用。清单 1 给出了一段简单的伪代码，为您展示如何在 Python 中编写方法。清单 1. 定义函数的伪代码def myFunction(optional input data
4、):initialize any local dataactual statements that do the workoptionally return any results如您所见，在 Python 中，函数的基本组成部分是包装器代码，指明将被重用的一系列 Python 语句。函数可接受输入参数，输入参数在紧接着函数名（在本例中为 myFunction）之后的圆括号内提供。函数还可返回值（更为正式的说法是：对象），包括像 tuple这样的 Python 容器。在真正着手构建函数之前，让我们先来看看关于伪代码的一些简单却重要的要点：请注意函数名中所用的字符大小写： 大多数字符都是小写的，
5、 但在使用多个单词连接成一个函数名时，后接的各单词首字母应大写（例如，myFunction 中的 F）。这就是所谓的驼峰式大小写风格 (camel casing)，是 Python 和其他编程语言中广泛采用的一种技术，可使函数的名称更易阅读。函数定义中的程序语句采用了缩进式排版，函数体由 Python 语句块构成，它们也必须像循环或条件语句那样缩进。函数定义的第一行也称为方法签名 (method signature)，以 def 开头（def 是 define这个单词的缩写）。方法签名以冒号结尾，表示下面的代码行是函数体。至此，您或许已认可了使用方法的好处。那么让我们投入进去，开始编写函数吧。
6、“Discover Python, Part 6: Programming in Python, For the fun of it” 中使用了一个 for循环来创建乘法表。清单 2 展示了同样的概念，但本例中创建的是一个函数，用于封装乘法表计算背后的逻辑。清单 2. 第一个函数 def timesTable():.for row in range(1, 6):.for col in range(1, 6):.print “%3d “ % (row * col),.print. timesTable()12345246810369121548121620510152025 t = timesT
7、able type(t) t t()12345246810369121548121620510152025timesTable 函数定义起来非常简单，它不接受任何输入参数，也不返回任何结果。函数体几乎与 “Discover Python, Part 6” 中的语句完全相同（但该文章中的乘法表为从 1到 10）。为了调用 方法，并使其发挥作用，只需输入函数名后接圆括号即可。本例中还输出了乘法表。在 Python 中，函数是一类对象，与整型变量和容器对象相同。因而，您可以将函数指派给一个变量（切记，在 Python 中变量是动态类型化的）。在清单 2 中，我们将 timesTable 函数指派给变
8、量 t。接下来的两行代码表示变量 t 确实指向函数。最后，我们使用变量 t 调用 timesTable 函数。函数：动态更改逻辑清单 2 中的 timesTable 函数不复杂，但也不是特别有用。更有用的示例允许您指定用于生成乘法表的行数和列数 换言之， 允许您在调用函数时动态地更改函数的操作方式。在函数定义中使用两个输入参数即可实现这一功能，如清单 3 所示。清单 3. 更好的乘法表函数 def timesTable2(nrows=5, ncols=5):.for row in range(1, nrows + 1):.for cols in range(1, ncols + 1):.pri
9、nt “%3d “ % (row * cols),.print. timesTable2(4, 6)123456246810123691215184812162024 timesTable2()12345246810369121548121620510152025 timesTable2(ncols=3)123246369481251015两个乘法表函数的定义非常相近，但清单 3 中的函数有用得多（通过清单 3 中的 3次调用即可看出这一点）。为函数添加此附加功能的方法非常简单：提供名为 nrows 和 ncols 的两个输入参数，允许在调用函数时更改乘法表的大小。这两个参数随后会被提供给生成
10、乘法表的两个 for 循环。关于 timesTable2 函数的另一要点就是两个输入参数有默认值。在函数签名中为参数提供默认值，方法是在参数名后添加等号和值，例如 nrows=5。默认参数使程序获得了更高的灵活性，因为在您调用函数时，可以包含两个输入参数，也可以仅包含一个输入参数，甚至可以一个参数都不包含。 但这种方法可能会导致某些问题。 如果您在函数调用期间未指定全部参数，则必须显式地写出您所指定的参数的名称，以使 Python 解释器能够正确地调用函数。最后一个函数调用正体现了这一点，它显式地调用了带有 ncols=3 的 timesTable2 函数，函数创建了一个 5 行（默认值）3
11、列（所提供的值）的乘法表。函数：返回数据使用方法时，人们最希望获得的结果并非总是乘法表。您可能希望完成一次计算，并将计算结果值返回给调用代码。 有时要实现这两个目的， 需要分别调用不返回任何数据的调用方法（子例程）和返回值的方法（函数）。但在 Python 中，您无需担心这些语义问题，因为通过使用 return 语句，几乎可以相同的方式实现这两个目的（参见清单 4）。清单 4. 在函数中返回一个值 def stats(data):.sum = 0.0.for value in data:.sum += value.return (sum/len(data). stats(1, 2, 3, 4,
12、 5)# Find the mean value from a list3.0 stats(1, 2, 3, 4, 5)# Find the mean value from a tuple3.0 stats()Traceback (most recent call last):File “, line 1, in ?TypeError: stats() takes exactly 1 argument (0 given) stats(“12345“)Traceback (most recent call last):File “, line 1, in ?File “, line 4, in
13、statsTypeError: unsupported operand type(s) for +=: float and str这个简单的函数遍历 data（假设 data 为一个容纳有数字数据的 Python 容器），计算一组数据的平均值，然后返回值。函数定义接受一个输入参数。平均值通过 return 语句传回。 当您调用带有包含数字 1 到 5 的 list 或 tuple 的函数时， 返回值会显示在屏幕上。如果调用不带任何参数的函数、带非容器数据类型的函数或带内含非数字数据的容器的函数，就会导致出错。 （在此类情况下抛出错误是很有意义的。更高级的处理方法应包含恰当的错误检查和处理，以应
14、对这些情况，但这不在本文讨论范围内。）此示例已经非常有用，但还可使它更强大，如清单 5 所示。在 Python 中，函数可返回任何有效的对象类型，包括容器类型在内。因此，您可以计算多个数量，并轻松地将多个结果返回给调用语句。清单 5. 返回复合值 def stats(data):.sum = 0.0.for value in data:.sum += value.mean = sum/len(data).sum = 0.0.for value in data:.sum += (value - mean)*2.variance = sum/(len(data) - 1).return (mean
15、, variance). stats(1, 2, 3, 4, 5)(3.0, 2.5) (m, v) = stats(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) print m, v5.0 7.5为了从一个函数中返回多个值，要将其括在一个括号中并以逗号分隔 换句话说，创建并返回一个 tuple。新 stats 函数的函数体要略加修改，以计算数字序列的样本方差。最后，正如 stats 函数的两次调用所示，tuple 值可作为一个 tuple 存取，也可将其解包为各自的分量。模块：简化代码重用至此，您或许已相信了代码重用的价值。但即便是使用函数，您依然需要在打算使用函数时重新输入函数体。
16、例如，当您打开一个新的 Python 解释器时，必须键入之前所创建的所有函数。幸运的是，您可以使用模块 将相关函数（和其他 Python 对象）封装在一起，将其保存在一个文件中，然后将这些已定义好的函数导入到新 Python 代码内，包含于 Python 解释器之中。为介绍在 Python 中使用模块的方法，我们将重用清单 5 中的 stats 方法。有两个选择：您可以从与本文相关的压缩文件中提取名为 test.py 的文件，也可以在编辑器中键入函数，然后将文件保存为 test.py。完成上一步后，在您保存 test.py 的目录中启动一个新的Python 解释器，然后输入如清单 6 所示的语句。清单 6. 使用模块 import test test.stats(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)(5.0, 7.5) from test import stats (m,
